一种耐火材料抗氧化剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及耐火材料工艺领域，尤其涉及一种耐火材料抗氧化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]镁碳砖、铝碳砖、铝镁碳砖、镁钙碳砖等含碳耐火材料普遍作为电弧炉、转炉、钢包等冶金炉的炉衬，这些耐火材料侵蚀的主要原因之一是在高温下氧化，即当这些冶金炉使用前，都要进行长时间的烘炉，炉衬长时间与空气接触，造成炉衬氧化形成较厚的氧化层，如转炉在烘炉过程中要形成约30mm的脱碳层，这一脱碳层是无强度、多孔的无碳层，在盛钢水时会被钢水冲刷掉，一般转炉每炼一炉钢炉衬要被侵蚀0.2-0.6mm,因此由于烘炉氧化而使炉衬的使用寿命降低近1 00炉次，同时这些冶金炉在运转过程中的非盛钢水时间由于炉衬氧化还会造成盛钢时的快速侵蚀，严重影响了含碳耐火材料的使用寿命。为了提高含碳耐火材料的使用寿命，已有技术中进行了大量研究，通常是向含碳耐火材料里添加金属铝粉、镁铝合金粉、硅粉和碳化硅粉等强还原性物质，从而提高了含碳耐火材料的抗氧化性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是得到一种耐火材料抗氧化剂，可提高其抗氧化性并对耐火材料的高温力学性能没有影响。
[0004]为实现上述目的，本发明提出的技术解决方案为:
一种耐火材料抗氧化剂，由耐火材料0.5-15%的锌粉和硅钙粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉中的至少一种组成的混合物，其中锌粉> 0.5%。
[0005]所述的原料均为粉末状。
[0006]所述的锌粉的粒度< 0.3mm。
[0007]优选的,一种耐火材料抗氧化剂，由耐火材料3_5%的锌粉和娃I丐粉、碳化娃、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉中的至少一种组成的混合物.其中锌粉> 0.3%。
[0008]现有技术通常是向含碳耐火材料里添加金属铝粉、镁铝合金粉、硅粉和碳化硅粉等强还原性物质，从而提高了含碳耐火材料的抗氧化性。一般认为这些抗氧化剂的机理是:与碳相比，这些添加物更易氧化，并且氧化后生成更大体积，堵塞了气孔，从而提高了含碳耐火材料的抗氧化性。但是，这种抗氧化性机对不能解释镁钙砖中CaO与空气中水反应生成较人体积Ca(0H)2时，不但不能降低产品的气孔率反而增加气孔率的事实。
[0009]本发明研究了其抗氧化性机理，结果表明:在含碳层里，这些添加物与碳作用，生成分压很低的A120、S1、Mg气体，这些强还原气体向外扩散，在较强氧化性气氛的脱碳层就会氧化生成高温固相MgO、A1203、Si02，这些氧化物从气相中沉淀在气体通道上，堵塞了气体通道，提高了含碳耐火材料的抗氧化性。
[0010]因为，A120、S1的分压很低，因此金属铝粉、硅粉、碳化硅粉用于含碳耐火材料的抗氧化效果并不理想。对于镁粉，虽然Mg的蒸发分压很高，但它与氧的亲和力又特别强，往往还没有变成气体就氧化成MgO 了，因此添加金属镁的含碳耐火材料的抗氧化性也不理
*百
ο
[0011]对于添加硼玻璃的含碳耐火材料，虽然在含碳耐火材料里变成液相使显气孔率降低而有较好的防氧化效果，但由于它是主体材料的熔剂，使材料的抗熔蚀性明显下降。
[0012]为了得到既能保证含碳耐火材料的抗氧化性且不降低抗熔蚀性能的抗氧化剂，本发明通过对添加物使含碳耐火材料的抗氧化机理的研究，并对所有金属及其氧化物的熔点、沸点进行比较分析，把它们与c、CO、C02和02反应的热力学自由能进行了分析，找出金属锌为最合适的耐火材料的抗氧化剂。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
一种耐火材料抗氧化剂:由耐火材料4%的锌粉和碳化硅、碳化硼、氮化硅粉组成的混合物；其中，上述原料均为粉末状，锌粉的粒度< 0.3mm。
[0014]实施例2
一种耐火材料抗氧化剂，由耐火材料5%的锌粉和碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉组成的混合物；其中，上述原料均为粉末状，锌粉的粒度< 0.3_。
[0015]实施例3
一种耐火材料抗氧化剂，由耐火材料3%的锌粉和硅钙粉、碳化硅、镁铝合金粉组成的混合物；其中，上述原料均为粉末状，锌粉的粒度< 0.3_。
【主权项】
1.一种耐火材料抗氧化剂，其特征在于:由耐火材料0.5-15%的锌粉和硅钙粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉中的至少一种组成的混合物，其中锌粉> 0.5%。2.根据权利要求1所述的耐火材料抗氧化剂，其特征在于:所述的原料均为粉末状。3.根据权利要求1所述的耐火材料抗氧化剂，其特征在于:所述的锌粉的粒度< 0.3mm。4.根据权利要求1所述的耐火材料抗氧化剂，其特征在于:由耐火材料3-5%的锌粉和硅钙粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉中的至少一种组成的混合物.其中锌粉彡 0.3%ο
【专利摘要】本发明涉及一种耐火材料抗氧化剂，其特征在于，由0.15～10%锌粉和硅钙粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉中的至少一种组成，其中锌粉≥0.15%，粒度小于0.5mm。该抗氧化剂能有效抑制氧化脱碳层的形成，可以提高镁碳砖等耐火材料的抗氧化性，使含碳耐火材料的氧化速度降低到原来的20%以下，基本消除烘烤时造成的脱碳层，显著提高冶金炉衬的使用寿命，减少耐火材料损耗和降低炼钢和含碳耐火材科的成本。
【IPC分类】C04B35/66
【公开号】CN105347812
【申请号】CN201410411860
【发明人】张磊
【申请人】青岛炜烨锻压机械有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年8月21日