專利名稱：含碳不定形耐火材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種用液體酚醛樹脂作結合劑的含碳不定形耐火材料。這種含碳不定形耐火材料只要改變結合劑的配比和加入量，加入適量的固化劑，就能配制成為含碳的MgO-C質或Al2O3-C質的壓注料，澆注料，搗打料和修補料。可用于作冶金爐鎂碳磚，鋁碳磚內襯的接縫材料、填料和修補料，也可用于修筑和修補高溫金屬溶液流槽的內襯。
近十幾年來，含碳定形耐火制品，如MgO-C磚，Al2O3-C等，由于它們具有很好的抗渣性和耐熱震性，發展很快，在轉爐，電爐和爐外精煉容器中使用效果卓著在國內外已逐漸成為煉鋼用爐襯的主要材料。然而MgO-C質和Al2O3-C質不定形耐火材料尚未得到充分的研究和開發，因而某些須用含碳不定形耐火材料修筑襯體的場所一籌莫展，某些異型襯只好設計異型磚來砌筑，這樣就給模型設計和生產帶來很多麻煩和困難。本發明的目的就是提供一種既可作壓注填縫料和修補料，又可作澆注料用澆注成型以取代定形磚的含碳不定形耐火材料。
采用目前制作含碳耐火制品用的結合劑，如焦油、瀝青、瀝青改性酚醛樹脂，不能用于制作含碳不定形耐火材料的結合劑，因為用這些結合劑作為不定形耐火材料時，不具有一定的硬化時間，無法使用，而且施工后襯體在烘烤過程中容易發生變形，難以保持原來的形狀。本發明可提供具有一定硬化時間的含碳不定形耐火材料，而且施工后襯體在烘烤過程不會發生變形，可保持原來形狀。
本發明的含碳不定形耐火材料是由電熔或燒結耐火骨料和粉料，鱗片狀石墨，液體酚醛樹脂和防氧化劑組成的。這類含碳不定形耐火材料可分為兩類(1)冷固型的;(2)熱固形的。
冷固型的含碳不定形耐火材料是用一種液狀甲階酚醛樹脂作為結合劑，并加入有機酸作為硬化劑，可使用的有機酸包括有苯磺酸，甲苯磺酸、萘磺酸、氯苯磺酸等，最好采用較易取得的苯磺酸。其硬化時間可通過改變有機酸加入量加以調整。這種液狀甲階酚醛樹脂在其分子結構中端頭和/或中間苯環上含有多余的未交聯反應的-CH2OH基，因此在加酸、或加熱下便可進一步交聯縮合，最后形成不溶不熔的體型結構硬化物。
熱固型的含碳不定形耐火材料是用一種液狀甲階酚醛樹脂和一種液狀線型酚醛樹脂按一定比例調配而成的混合樹脂作為結合劑的。熱態下下(300～500℃)的硬化時間可通過調整兩種樹脂的混合比例加以調整。在熱態下利用甲階酚醛樹脂中存在的未反應的-CH2OH基與線型酚醛樹脂中未反應點發生交聯反應而形成不溶不熔的體型結構硬化物。
為了防止含碳不定形耐火材料使用中碳發生氧化，和提高結合強度，以及防止收縮，本發明材料中還加有在1550℃以下與氧的親和力比碳對氧的親和力大的金屬元素，諸如Si、Al、Mg等。最好加入較便宜的Al和Si，加入量為3～6%。
按照本發明，既可配制冷固型和熱固型的Al2O3-C不定形耐火材料，也可配制熱固型和冷固型的MgO-C不定形耐火材料。Al2O3-C質的主材料為電熔或燒結剛玉骨料和粉料，或燒結高鋁礬土骨料和粉料，以及鱗片狀石墨。MgO-C質的主材料為電熔或燒結鎂砂骨料與粉料，以及鱗片狀石墨。
本發明以配制成的MgO-C壓注料為實施例加以說明實施例中所用的結合劑性能列于表1。
MgO-C壓注料的組成如表2所列。
表2
冷固型和熱固型壓注料理化性能列于表3
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按本發明配制成的MgO-C壓注料已在頂底復吹轉爐的可更換爐頂上使用過，用擠壓法壓入大小爐底之間的接縫處。經壓注使用證用這種MgO-C壓注料具有良好的壓入施工性能，其使用壽命可與MgO-C磚砌筑的帶供氣磚小爐底同步，可滿足使用要求。
權利要求
1.一種由耐火顆粒料，耐火粉料，鱗片狀石墨，防氧化劑和結合劑組成的含碳不定形耐火材料，其特征是a、用液狀甲階酚醛樹脂和有機酸混合作結合劑使材料具有冷固性，調整加入量可以使材料具有澆注、壓注、搗打施工性能b、用液狀甲階酚醛樹脂和液狀線型酚醛樹脂混合作結合劑，使材料具有熱固性，調整兩者的比例和比重使材料可以用于熱態下壓注、修補施工。
2.根據權力要求1所述的結合劑，其特征是液態甲階酚醛樹脂80～95%(重量)，苯磺酸或甲苯磺酸，或萘磺酸，或氯苯磺酸5～20%(重量)混合。加入量10～30%(重量)。
3.根據權利要求1.所述的結合劑，其特征是液態甲級酚醛樹脂(比重1.16)100～35%(重量)液態線型酚醛樹脂(比重1.10)0～65%(重量)混合，加入量10～30%(重量)。
4.根據權利要求2.3.所述結合劑，其特征是結合劑的粘度和比重可以加入有機溶劑無水乙醇，或乙二醇加以調整。
5.根據權利要求1.所述的耐火顆粒料，耐火材料，其特征是(a)MgO-C質電熔鎂砂或燒結鎂砂顆粒，顆粒度10～0.088mm，加入量60～80%(重量)。電熔鎂砂或燒結鎂砂細粉。粒度＜0.088mm，加入量20～40%(重量)bAl2O3-C質電熔或燒結Al2O3顆粒，或燒結高鋁礬土顆粒，顆粒度10～0.088mm，加入量60～80%(重量)。電熔或燒結Al2O3細粉，或燒結1級高鋁細粉，粒度＜0.088mm，加入量20～40%(重量)。
6.根據權利要求1.所述鱗片狀石墨，其特征是碳含量＞96%，粒度150～200目。
7.根據權利要求1.所述防氧化劑，其特征是Al粉，Si粉度＜150目，Al粉40～80%(重量)加Si粉20～40%(重量)混合，加入量3～6%(重量)。
全文摘要
用液體酚醛樹脂作結合劑的含碳不定形耐火材料，分為冷固型和熱固型的。冷固型的是用甲階酚醛樹脂加有機酸作結合劑，通過調整加有機酸量可控制其硬化時間而熱固型的是甲階酚醛樹脂加線型酚醛樹脂的混合液作結合劑。通過調整兩種樹脂混合比例可控制其硬化時間。兩種硬化形式的含碳不定形耐火材料均含有防氧化劑加入物。按本發明可以配制MgO-C質或Al
文檔編號C04B35/52GK1033985SQ8710820
公開日1989年7月19日 申請日期1987年12月31日 優先權日1987年12月31日
發明者李再耕, 湯賢文, 賀金舟 申請人:冶金部洛陽耐火材料研究所