专利名称：一种弥散式透气材料的制备方法
技术领域：
本发明属于无机非金属材料领域的制备技术，具体涉及一种弥散式透气材料的制备方法。
背景技术：
随着钢铁冶炼技术的不断发展，透气材料同时作为钢水炉外精炼吹氩工艺和铁水脱硫、脱磷的关键的功能元件，其作用和质量收到重视。吹氩搅拌通过透气材料向钢液或铁水中吹入氩气等惰性气体，充分搅拌钢水或铁水，快速分散、熔化添加在钢水中的合金、脱氧剂、脱硫剂等，使钢水和铁水中的有害夹杂物上浮，达到均勻钢水或铁水成分和温度的目的。如果透气材料设计不科学，将造成氩气流量过大，会吹穿熔体液面，导致钢水或铁水卷渣，甚至激烈喷溅，使钢水或铁水的消耗增加，夹杂增多；反之，氩气流量过小，对熔体的搅拌效果不理想，处理时间延长。现有弥散式透气砖在生产时一般加入某些在高温下可以烧失的物质，烧成后在砖内留下孔径从而达到透气的目的，为了提高砖的强度和耐高温性能，传统配方中又采用了大量高纯原料和结合剂，因而使弥散式透气砖的成本很高，同时消耗了大量宝贵的矿物资源，而且很多原料是通过电熔等工艺生产出来的，能耗很高。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，提供一种原料储备丰富、生产成本低、工艺简单和有利于工业化生产的弥散式透气材料的制备方法；用该方法制备的材料透气均勻、高温强度高、热震稳定性优良和能洁净钢水。为实现上述目的，采用的技术方案是先以40 SOwt %碳酸盐矿物、1 50wt% 的电熔镁砂、0. 5 IOwt %的添加剂和0. 5 12wt %的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料2 10wt%的水，搅拌均勻，经浇注或机压或等静压方式成型；然后在110°C条件下烘烤8 36小时，于1600 1700°C烧成2 10小时，即得弥散式透气材料。在上述技术方案中碳酸盐矿物为白云石、石灰石和菱镁矿中的一种或二种，其粒径为3 88um ；电熔镁砂的颗粒级配粒径是0. 1 12mm的颗粒为60 95wt%，粒径是 3 88um的细粉为5 40wt% ；添加剂为氧化铁、二氧化钛、氧化铝、氧化铬、氧化锆、氧化钇、氧化铜、氧化镧中的一种或二种或三种，其粒径均为3 88um的细粉；二氧化硅微粉的粒径为1 8um。由于采用上述技术方案，本发明按照合适的颗粒选材和级配，采用白云石或石灰石或菱镁矿或它们的混合物以及镁砂为主要原料，通过浇注或机压或等静压成型的并经过高温烧成而获得的弥散式透气材料具有一定的高温强度和透气性能。白云石、石灰石或菱镁矿在高温下分解并释放出气体，从而在原位形成气孔，当透气材料在生产时引入的白云石、石灰石或菱镁矿的加入比例和粒度如果控制适当，它们在高温分解后形成的气孔会在材料内部形成有效的透气网络，从而达到透气的作用。
本发明通过原位分解形成的镁钙质弥散式透气材料具有透气均勻、所用原料储备丰富，成本低、工艺简单，有利于工业化生产，应用前景广泛。用该方法制备的材料透气均勻、高温强度高、热震稳定性优良和能洁净钢水。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制为避免重复，先将本具体实施方式
所涉及的原料参数统一描述如下，具体实施例中不再赘述白云石、石灰石和菱镁矿的粒径为3 88um ；电熔镁砂的颗粒级配粒径是 0. 1 12mm的颗粒为60 95wt%，粒径是3 88um的细粉为5 40wt% ；氧化铁、二氧化钛、氧化铝、氧化铬、氧化锆、氧化钇、氧化铜和氧化镧的粒径为3 88um的细粉；二氧化硅微粉的粒径为1 8um。实施例1一种弥散式透气材料的制备方法。先以70 SOwt%碳酸盐矿物、1 20wt%的电熔镁砂、0. 5 5wt%的添加剂和0. 5 5wt%的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料 4 6衬％的水，搅拌均勻，经浇注成型；然后在110°C条件下烘烤8 14小时，于1680 1700°C烧成2 5小时，即得弥散式透气材料。本实施例中碳酸盐矿物为白云石；添加剂为氧化铁。实施例2一种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化锆外，其余同实施例1。实施例3一种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化锆和氧化镧的混合物外，其余同实施例1。实施例4一种弥散式透气材料的制备方法。碳酸盐矿物为白云石和石灰石，添加剂为氧化锆和氧化铝的混合物，其余同实施例1。实施例5一种弥散式透气材料的制备方法。碳酸盐矿物为白云石和石灰石，添加剂为氧化铁和二氧化钛的混合物，其余同实施例1。实施例6一种弥散式透气材料的制备方法。碳酸盐矿物为菱镁矿和石灰石，添加剂为氧化钇、氧化铝和氧化铜的混合物，其余同实施例1。实施例7一种弥散式透气材料的制备方法。碳酸盐矿物为菱镁矿和石灰石，添加剂为氧化铬、氧化镧和氧化锆的混合物，其余同实施例1。实施例8一种弥散式透气材料的制备方法。先以60 70wt%碳酸盐矿物、20 30wt%的电熔镁砂、0. 5 5wt %的添加剂和5 7wt %的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料 2 3衬％的水，搅拌均勻，经机压成型；然后在110°C条件下烘烤15 22小时，于1650 1680°C烧成4 6小时，即得弥散式透气材料。
本实施例中碳酸盐矿物为石灰石；添加剂为二氧化钛。实施例9一种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化锆外，其余同实施例8。实施例10一种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化铜和氧化钇的混合物外，其余同实施例8。实施例11一种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化铜和氧化钇的混合物外，其余同实施例8。实施例12一种弥散式透气材料的制备方法。先以50 60wt%碳酸盐矿物、30 40wt%的电熔镁砂、7 8wt%的添加剂和7 9wt%的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料3
的水，搅拌均勻，经等静压成型；然后在110°C条件下烘烤23 30小时，于1630 1650°C烧成5 8小时，即得弥散式透气材料。本实施例中碳酸盐矿物为菱镁矿；添加剂为氧化铝。实施例12一种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化铜外，其余同实施例11。实施例13一种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化铁、二氧化钛和氧化铝的混合物外，其余同实施例11。实施例14一种弥散式透气材料的制备方法。先以40 50wt%碳酸盐矿物、40 50衬％的电熔镁砂、8 IOwt%的添加剂、9 12wt%的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料 6 IOwt %的水，搅拌均勻，经浇注成型；然后在110°C条件下烘烤31 36小时，于1600 1630°C烧成7 10小时，即得弥散式透气材料。本实施例中碳酸盐矿物为白云石和菱镁矿；添加剂为氧化铬。实施例15—种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化镧外，其余同实施例1。实施例16一种弥散式透气材料的制备方法。除添加剂为氧化铜、氧化铝和氧化铁的混合物外，其余同实施例14。本具体实施方式
按照合适的颗粒选材和级配，采用白云石或石灰石或菱镁矿或它们的混合物以及镁砂为主要原料，通过浇注或机压或等静压成型的并经过高温烧成而获得的弥散式透气材料具有一定的高温强度和透气性能。白云石、石灰石或菱镁矿在高温下分解并释放出气体，从而在原位形成气孔，当透气材料在生产时引入的白云石、石灰石或菱镁矿的加入比例和粒度如果控制适当，它们在高温分解后形成的气孔会在材料内部形成有效的透气网络，从而达到透气的作用。本具体实施方式
通过原位分解形成的镁钙质弥散式透气材料具有透气均勻、所用原料储备丰富，成本低、工艺简单，有利于工业化生产，应用前景广泛。用该方法制备的材料透气均勻、高温强度高、热震稳定性优良和能洁净钢水。
权利要求
1.一种弥散式透气材料的制备方法，其特征是先以40 80wt%碳酸盐矿物、1 50wt %的电熔镁砂、0. 5 IOwt %的添加剂和0. 5 12wt %的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料2 10wt%的水，搅拌均勻，经浇注或机压或等静压方式成型；然后在110°C 条件下烘烤8 36小时，于1600 1700°C烧成2 10小时，即得弥散式透气材料。
2.根据权利要求1所述的弥散式透气材料的制备方法，其特征在于所述的碳酸盐矿物为白云石、石灰石和菱镁矿中的一种或二种，其粒径为3 88um。
3.根据权利要求1所述的弥散式透气材料的制备方法，其特征在于所述的电熔镁砂的颗粒级配粒径是0. 1 12mm的颗粒为60 95wt%，粒径是3 88um的细粉为5 40wt%。
4.根据权利要求1所述的弥散式透气材料的制备方法，其特征在于所述的添加剂为氧化铁、二氧化钛、氧化铝、氧化铬、氧化锆、氧化钇、氧化铜、氧化镧中的一种或二种或三种， 其粒径均为3 88um的细粉。
5.根据权利要求1所述的弥散式透气材料的制备方法，其特征在于所述的二氧化硅微粉的粒径为1 8um。
全文摘要
本发明具体涉及一种弥散式透气材料的制备方法。其技术方案是以40～80wt％碳酸盐矿物、1～50wt％的电熔镁砂、0.5～10wt％的添加剂、0.5～12wt％的二氧化硅微粉为原料混合，外加上述原料2～10wt％的水，搅拌均匀，经浇注或机压或等静压方式成型；110℃烘烤8～36小时，于1600～1700℃烧成2～10小时，即得弥散式透气材料。本发明通过原位分解形成的镁钙质弥散式透气材料具有透气均匀、所用原料储备丰富，成本低、工艺简单，有利于工业化生产，应用前景广泛。用该方法制备的材料透气均匀、高温强度高、热震稳定性优良和能洁净钢水。
文档编号C04B38/06GK102260094SQ201110201348
公开日2011年11月30日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者魏耀武, 龚小健 申请人:武汉科技大学