一种脱硫喷枪用耐火材料的生产方法和耐火材料与流程

本发明涉及一种耐火材料和加工方法，具体涉及一种用于钢水等脱硫的脱硫喷枪用到的保护涂层的耐火材料的生产方法和得到的相关耐火材料。

背景技术：

脱硫喷枪是铁水预处理设备的组成部分之一，是连接炼钢与高炉的重要桥梁。是提高钢铁产品质量，扩大钢材品种，降低成本，优化炼钢工艺过程的工艺手段。

具体地，脱硫喷枪能应用在铁水制备的炉外喷粉脱硫的工具使用，其主要的组成部分包括了枪杆和枪体两个部分。枪杆的作用在于完成与脱硫喷吹系统的连接和喷枪的安装固定。至于枪体，其主要作用在于由金属枪芯、喷吹口、枪芯锚固件与耐火材料浇注层组成，其主要作用是将脱硫剂导入到熔融的铁水之中进行铁水脱硫。

由于脱硫喷枪的工作条件非常严苛，经常需要在1300℃以上的温度的铁水中反复受热，在受热的情况下会对于耐火材料的性能提出非常高的要求，如果耐火材料性能不佳，那么使用几次之后，则会造成喷漆内外的温差非常大，在这种非常大梯度的温度差别之下，会使得喷枪承受非常大的热应力，一般耐火材料这个时候会形成缝隙，而发生这种缝隙之后可能导致这种耐火材料无法再继续使用，则需要更换新的喷枪。对于大部分的现有技术中的脱硫喷枪而言，耐火材料的使用频次一般在30次左右，好的材料形成的脱硫喷枪可以达到50次以上，因此，提供一种好的耐火材料能够非常好地提升脱硫喷漆的使用寿命，相应能够控制好脱硫工艺中的效果。

技术实现要素：

为解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种提高脱硫喷枪的表面耐火材料的使用寿命的材料生产方法和生产得到的材料。

本发明提供的一种脱硫喷枪用耐火材料的生产方法,其包括下面的步骤：

改性工序，取得预定重量的莫来石组分和刚玉组分，所述莫来石组分为含90%重量以上的3al203-2si02组分，所述刚玉组分为成分含90%重量以上的al203的组分；分别通过石墨烯对于所述莫来石组分和刚玉组分进行改性复合得到莫来石-石墨烯改性组分和刚玉-石墨烯改性组分；

配料工序，把莫来石-石墨烯改性组分和刚玉-石墨烯组分作为基础骨料，然后再加入辅助物料，辅助物料包括红柱石细粉、αal203、氧化铝微粉、氧化硅微粉、锂石灰和水；

混合工序，把加入的骨料和辅助物料进行搅拌混合形成耐火材料待用。

上述方案的有益效果为：通过石墨烯对于骨料的改性作用，进而使得得到的耐火材料应用到脱硫喷枪上的时候，能够明显提高这种脱硫喷枪的使用寿命，并且这种生产方法工艺简单，成本低廉，适合连续化和工业生产。

一个优选的方案是，包括下面的步骤：所述莫来石-石墨烯改性组分的重量份为15份至20份，所述刚玉-石墨烯改性组分为15份至20份，红柱石细粉为8份至10份、αal203为3份至5份、氧化铝微粉为5份至10份、氧化硅微粉为5份至10份、锂石灰为5份至10份，水为8份至10份；所述莫来石-石墨烯改性组分中的石墨烯占比为1%至5%，所述刚玉-石墨烯改性组分中的石墨烯占比为1%至5%。

一个优选的方案是，所述改性工序包括下面的步骤：将所述莫来石组分和石墨烯进行混合，然后研磨得到符合要求的粒径，加入氨水形成沉淀物，然后搅拌数小时至沉淀物不增加，收集沉淀物并且进行干燥，然后在保护气体下煅烧形成所述莫来石-石墨烯改性组分；采用相同的步骤得到刚玉-石墨烯改性组分。

本发明还提供了一种脱硫喷枪用的耐火材料，其包括基础骨料和辅助物料；

所述基础骨料包括莫来石-石墨烯改性组分和刚玉-石墨烯改性组分；所述莫来石-石墨烯改性组分的重量份为15份至20份，所述刚玉-石墨烯改性组分为15份至20份，所述莫来石-石墨烯改性组分中的石墨烯占比为1%至5%，所述刚玉-石墨烯改性组分中的石墨烯占比为1%至5%；

辅助物料包括红柱石细粉、αal203、氧化铝微粉、氧化硅微粉、锂石灰和水；其中，红柱石细粉8份至10份、αal203为3份至5份、氧化铝微粉5份至10份、氧化硅微粉5份至10份、锂石灰5份至10份和水8份至10份。

附图说明

图1是本发明的脱硫喷枪用耐火材料的生产方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种脱硫喷枪用耐火材料的生产方法,其包括下面的步骤：

改性工序，取得预定重量的莫来石组分和刚玉组分，莫来石组分为含90%重量以上的3al203-2si02组分，刚玉组分为成分含90%重量以上的al203的组分；分别通过石墨烯对于莫来石组分和刚玉组分进行改性复合得到莫来石-石墨烯改性组分和刚玉-石墨烯改性组分；改性工序包括下面的步骤：将莫来石组分和石墨烯进行混合，然后研磨得到符合要求的粒径，加入氨水形成沉淀物，然后搅拌数小时至沉淀物不增加，收集沉淀物并且进行干燥，然后在保护气体下煅烧形成莫来石-石墨烯改性组分；采用相同的步骤得到刚玉-石墨烯改性组分。

配料工序，把莫来石-石墨烯改性组分和刚玉-石墨烯组分作为基础骨料，然后再加入辅助物料，辅助物料包括红柱石细粉、αal203、氧化铝微粉、氧化硅微粉、锂石灰和水；其中，莫来石-石墨烯改性组分的重量份为15份至20份，刚玉-石墨烯改性组分为15份至20份，红柱石细粉为8份至10份、αal203为3份至5份、氧化铝微粉为5份至10份、氧化硅微粉为5份至10份、锂石灰为5份至10份，水为8份至10份；莫来石-石墨烯改性组分中的石墨烯占比为1%至5%，刚玉-石墨烯改性组分中的石墨烯占比为1%至5%。

混合工序，把加入的骨料和辅助物料进行搅拌混合形成耐火材料待用。

本发明还提供了一种脱硫喷枪用的耐火材料，其包括基础骨料和辅助物料；

基础骨料包括莫来石-石墨烯改性组分和刚玉-石墨烯改性组分；莫来石-石墨烯改性组分的重量份为15份至20份，刚玉-石墨烯改性组分为15份至20份，莫来石-石墨烯改性组分中的石墨烯占比为1%至5%，刚玉-石墨烯改性组分中的石墨烯占比为1%至5%；

辅助物料包括红柱石细粉、αal203、氧化铝微粉、氧化硅微粉、锂石灰和水；其中，红柱石细粉8份至10份、αal203为3份至5份、氧化铝微粉5份至10份、氧化硅微粉5份至10份、锂石灰5份至10份和水8份至10份。

通过本发明的生产方法得到的耐火材料能够用于脱硫喷枪上，具体的过程为，把耐火材料混合料在脱硫喷枪上浇注成型，然后进行自然养生，脱模后进行养生处理，然后进行烘烤就能够得到最终的脱硫喷枪产品。

经过试验对比，得到如下效果，通过本发明添加石墨烯改性的耐火材料与不加入石墨烯改性的耐火材料进行比对，其使用频次提高了5次至10次，即延长了脱硫喷枪的使用寿命。并且，本发明添加了石墨烯改性的耐火材料的脱硫喷枪在使用频次达到50次的时候，没有形成明显的缝隙；与至相比，不添加石墨烯改性的耐火材料在使用频次达到50次的时候出现肉眼可见的缝隙结构，出现这种现象的原因，推测为由于进行了石墨烯对于氧化金属结构的性质改良，使得其材料柔性、延伸性加强，从而不易在高温环境下发生缝隙裂变的结构问题，也相应提高了其使用寿命。

在进一步的实验过程中，莫来石-石墨烯改性组分和刚玉-石墨烯改性组分的石墨烯占比分别控制在不同的比例例如0.1%、0.5%、1%、1.4%、2%、6%、10%、15%、20%、30%，通过这些不同比例石墨烯的改性组分的耐火材料用于脱硫喷枪时的使用寿命频次进行比较，在0.8%以下的时候使用频次没有明显变化，在1%至5%的时候其使用频次增加了5次至10次，但是当石墨烯占比高于6%以后，使用频次没有明显变化，但是会造成生产成本的提高，因此最优的重量比例为石墨烯占比为1%至5%。