專利名稱：提高耐火材料性能的浸漬介質的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種提高耐火材料性能的浸漬介質，尤其涉及改善煉鋼用滑動水口磚抗熱震性和抗鋼水侵蝕性能的浸漬介質。
背景技術：
滑動水口磚是煉鋼過程中重要的功能性耐火元件，直接控制鋼水的流量，因而其性能的好壞直接影響煉鋼質量、人身和設備安全。滑動水口磚的生產一般經過機械高壓成型、干燥燒成、磨平等工藝，由于受各種條件的限制，不可能在其組分中添加更多的可以抵抗鋼水侵蝕的原料(如石墨、碳黑等)，也不能使制品的顯氣孔率達到1%以下或更低，由此導致滑動水口磚的耐侵蝕、耐沖刷性能不夠高。同樣，鋁碳和鎂碳耐火制品，也因同樣的原因，其耐侵蝕、結構強度性能不高。為彌補其不足，國內外均采用熱處理后期將制品施以浸漬工藝，達到改善制品物理性能，以及提高耐腐蝕、耐沖刷性能。
現有技術煉鋼用滑動水口磚及鋁碳和鎂碳耐火制品(統稱耐火制品)浸漬所使用的浸漬介質，一般為中或低溫浙青，方法是將提前預熱至180-200°c的耐火制品(例如滑動水口磚)放入高壓容器內，通過抽真空(例如35mbar)將加溫至180_220°C的中溫或低溫浙青抽至高壓容器內，加壓至1. 2-1. 6Mpa并保壓0. 5-2小時，使中溫或低溫浙青滲透到耐火制品內部，以降低制品的顯氣孔率，提高制品的含碳量，改善制品物理性能，從而增大制品表面對鋼水的侵潤角度，提高制品的抗鋼水侵蝕能力。但所使用的浸漬介質一方面能耗比較高， 過程比較長，通常需要3 - 6小時左右；另一方面加熱180-220°C的中溫或低溫浙青會產生大量的浙青煙氣，浙青中含有可揮發有毒物質，不僅對操作者身體健康產生一定的危害性， 而且大量的浙青煙氣對環境的影響甚大。中國專利CN101148366耐火材料及碳素材料的浸漬處理溶液，溶膠組成重量百分比為:Si023 ~ 50% ；Al2032 ~ 50% ；B2O3O. 01 50% ；H2025 ~ 70% ；當溶液為酸性時加入小于30%的P2O5 ；當溶液為堿性時加入小于5%的Nii2(HK20。通過浸漬堵塞氣孔，使耐火材料制品強度增加，結構致密；改善材料的抗氧化性能與抗熱破壞性能，提高使用壽命。中國專利CN1730442提高鎂質耐火材料技術性能方法，將鎂質耐火材料放置于真空裝置內，抽真空至-0. 05 -0. IMpa，保壓1 15分鐘，在該真空狀態下抽入含鉻前驅體納米溶膠或為氧化鉻前驅體溶膠、或為鎂鉻尖晶石前驅體溶膠，再加壓至0. 1 0. 5Mpa，保壓1 15分鐘，卸壓，取出鎂質耐火材料，在100 200 °C的條件下干燥10 72小時。既增加了鎂質耐火材料的氧化鉻含量，又降低了氣孔孔徑。具有氣孔孔徑小、分布窄、顯氣孔率低和抗侵蝕性好等優點。中國專利CN1557779耐火材料或金屬鑄件浸漬處理工藝，第一步、將耐火材料或金屬鑄件成品放入浸漬容器內密封，用真空泵抽去內部空氣，真空保持5-180分鐘；第二步、打開與所述浸漬容器相連通管道的進液閥門，將磷酸二氫鋁液體或路塔芬F型樹脂液體(英文名Rutaphen F-Type Resins)輸入到浸漬容器內淹沒被浸體；第三步、開啟放空閥使浸漬容器內與外界壓強達到平衡后關閉放空閥；第四步、開啟空壓機向浸漬容器內加壓，待壓強達到0. 05-2Mpa時保壓0. 2-5小時；第五步、緩慢開啟所述進液閥門將浸漬容器內的液體排出，待浸漬容器內的液體被完全排出后，關閉進液閥及空壓機，打開放空閥使浸漬容器內的壓強與外界平衡，開啟浸漬容器蓋取出耐火材料或金屬鑄件烘干，使用壽命可提高2 — 5倍。中國專利CN1075309鋁碳質耐火材料生產工藝，整形工序后，將整形后的坯件放入耐壓容器內，再向容器內加入呋喃樹脂使其浸設整個坯件，于6-15公斤/厘米2的壓力下，常溫保持時間為30-90分鐘，將浸漬好的坯件在固化溫度150-250°C下靜置，時間為 16-30小時。其顯氧孔率由原來的14%降至4%以下，耐壓強度提高至40— 60MPa，大大提高了機械強度。上述專利，雖然也通過浸漬工藝使制品性能得到改善，壽命得到提高，但存在以下不足有的浸漬介質含有對人身體有害的重金屬，并且浸漬介質配制復雜；特別是它們浸漬過程依然較長，以及需要真空浸漬，浸漬難度大，設備投資大，浸漬能耗仍然相對較高的缺陷沒有得到克服。上述不足仍有值得改進的地方。
發明內容
本發明目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種浸漬介質簡單，浸漬加熱溫度低，環保性好的提高耐火材料性能的浸漬介質。本發明目的實現，主要改進是試驗選擇采用硅酸鈉溶液或硅溶膠溶液或液態有機硅樹脂，代替目前廣為使用的中、低溫浙青，在常溫、常壓下浸漬，浸漬后不需另行再處理， 從而克服上述現有技術的不足，實現本發明目的。具體說，本發明提高耐火材料性能的浸漬介質，其特征是浸漬介質為硅酸鈉溶液、硅溶膠溶液、液態有機硅樹脂中的一種。此外，為達到更好的浸漬效果，以及進一步縮短浸漬時間，可以將上述浸漬介質適當加熱至40-100°C，此溫度下上述介質具有較常溫更好的流動性，從而更有利于縮短浸漬時間和降低浸漬壓力；同時將制品預熱至60-80°C，浸漬在微正壓例如0. 05Mpa，浸漬效果更好。本發明提高耐火材料性能的浸漬介質，相對于現有技術浸漬介質，由于采用液體流動性好的硅酸鈉溶液或硅溶膠溶液或液態有機硅樹脂作浸漬介質，替代原有中、低溫浙青浸漬介質，使浸漬過程可以在近似常溫、常壓狀態下進行(如果適當加熱如40-100°C溫度，適當微壓如0. 05Mpa，則浸漬更快)，浸漬后也不需要作任何處理。浸漬后制品顯氣孔率降低值和體積密度增加值，都達到了浙青介質浸漬同樣效果，浸漬樣品經實際煉鋼試用，使用2爐后，滑板板表面光潔完整、無沖刷痕跡等損傷。同時顯氣孔率降低，還增大了制品表面對鋼水的侵潤角度，從而提高了制品的抗鋼水侵蝕能力。本發明浸漬介質在保證浸漬制品與浸漬中、低溫浙青浸漬介質相同使用性能下，實現了浸漬改性低能耗、高效率，浸漬介質無毒，不含任何可能對人身造成健康危害物質(如鉻、硼酸、磷酸等)，浸漬時不產生有害揮發物，工藝環保性好，從根本上解決了浙青浸漬需要溫度高、壓力大，以及產生煙氣對操作者損害和環境造成污染二大缺點。本發明提高耐火材料性能浸漬介質，不需改變現有浸漬工藝裝備，使用方便，不僅可以用于滑動水口磚浸漬，而且還能用于其他鋁碳和鎂碳耐火制品浸漬，并能達到具有滑動水口磚相同技術效果，例如提高耐侵蝕性能和高溫結構強度。
以下以滑動水口磚浸漬為例，示例性說明及幫助進一步理解本發明實質，但實施例具體細節僅是為了說明本發明，并不代表本發明構思下全部技術方案，因此不應理解為對本發明總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離本發明構思的非實質性增加和/ 或改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特征簡單改變或替換，均屬本發明保護范圍。
具體實施例方式實施例1 滑動水口磚，浸漬介質為市購硅酸鈉溶液(俗稱水玻璃)，介質溫度分別為40、50、60°C，制品預熱溫度60°C，浸漬壓力0. 05Mpa，保壓時間0. 5小時(同樣浙青浸漬壓力1. 6Mpa，保壓時間3h)。實施例2 滑動水口磚，浸漬介質濃度為75_85wt%硅溶膠溶液。介質溫度分別為 60、70、80°C，制品預熱溫度100°C，浸漬壓力0. 05Mpa，保壓時間0. 5小時(同樣浙青浸漬壓力1. 6Mpa，保壓時間3h)。實施例3 滑動水口磚，浸漬介質為有機硅樹脂溶液。介質溫度分別為30、40、 500C，制品預熱溫度60°C，浸漬壓力0. 05Mpa,保壓時間0. 5小時(浙青浸漬壓力1. 6Mpa,保壓時間3h)。表1結果說明硅酸鈉溶液浸漬介質溫度40、50、60°C，制品預熱溫度60°C，浸漬壓力0. 05Mpa，保壓時間0. 5小時的情況下，經浸漬后能夠達到中低溫浙青(介質溫度220°C、 壓力1.6Mpa，保壓時間3h)同樣的效果，浸漬溫度大大低于中低溫浙清，并不同溫度浸漬效果基本相同。表2結果說明硅溶膠浸漬介質溫度60、70、80°C，制品預熱溫度100°C，浸漬壓力0. 05Mpa，保壓時間0. 5小時情況下，浸漬后能夠達到中低溫浙青(介質溫度220°C、壓力 1. 6Mpa，保壓時間3h)同樣的效果，且浸漬溫度大大低于中低溫浙清，并不同溫度浸漬效果基本相同。表3結果說明有機硅樹脂溶液浸漬介質溫度30、40、50°C，制品預熱溫度60°C，浸漬壓力0. 05Mpa，保壓時間0. 5小時情況下，浸漬后能夠達到中低溫浙青(介質溫度220°C、 壓力1.6Mpa，保壓時間3h)同樣的效果，且浸漬溫度大大低于中低溫浙清，并不同溫度浸漬效果基本相同。對于本領域技術人員來說，在本專利構思及具體實施例啟示下，能夠從本專利公開內容及常識直接導出或聯想到的一些變形，本領域普通技術人員將意識到也可采用其他方法，或現有技術中常用公知技術的替代，以及特征的等效變化或修飾，特征間的相互不同組合，例如浸漬不加溫，在常溫中浸漬，改進性能相同，只是浸漬時間稍有延長，等等的非實質性改動，同樣可以被應用，都能實現本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細說，均屬于本專利保護范圍。
權利要求
1.提高耐火材料性能的浸漬介質，其特征是浸漬介質為硅酸鈉溶液、硅溶膠溶液、液態有機硅樹脂中的一種。
2.根據權利要求1所述提高耐火材料性能的浸漬介質，其特征在于浸漬時介質加熱至 40-100°C，浸漬制品預熱至60-80°C，浸漬在微正壓進行。
3.根據權利要求2所述提高耐火材料性能的浸漬介質，其特征在于浸漬微正壓為 0.05Mpa。
全文摘要
本發明涉及一種提高耐火材料性能的浸漬介質，其特征是浸漬介質為硅酸鈉溶液、硅溶膠溶液、液態有機硅樹脂中的一種。替代現有中、低溫瀝青浸漬介質，使浸漬過程可以在近似常溫、常壓狀態下進行，浸漬后也不需要作任何處理。本發明浸漬介質在保證浸漬制品與浸漬中、低溫瀝青浸漬介質相同使用性能下，實現了浸漬改性低能耗、高效率，浸漬介質無毒，不含任何可能對人身造成健康危害物質，浸漬時不產生有害揮發物，工藝環保性好，從根本上解決了瀝青浸漬需要溫度高、壓力大，以及產生煙氣對操作者損害和環境造成污染二大缺點。并且浸漬不需改變現有浸漬工藝裝備，使用方便。
文檔編號C04B41/50GK102442835SQ20111031468
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者孫同賀, 毛慶慧, 胡潔 申請人:宜興市耐火材料有限公司