[發明專利]一種抗水化的MgO—CaO系耐火材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910023203.1
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101602602A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 尹洪峰;馬艷龍;張軍戰;任耘
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所
• 代理人: 李 婷

技術領域

本發明涉及耐火材料生產技術領域，具體涉及一種抗水化的MgO-CaO 系耐火材料及其制備方法。

背景技術

MgO-CaO系耐火材料具有以下優異的物理和化學性能：①耐火度高； ②高溫熱力學性質穩定；③熱震穩定性好；④抗渣性好；⑤凈化鋼液，防止 水口堵塞；⑥原料儲量豐富，產品無污染。可以應用于鋼鐵冶煉領域，如鋼 包、中間包及爐外精煉等高溫設備。特別是隨著潔凈鋼的發展，對MgO- CaO系耐火材料的呼聲越來越高。同時，應用于水泥回轉窯燒成帶，是替代 鎂鉻材料的理想材料。但是MgO-CaO系耐火材料并未得到廣泛應用，其 主要原因是其中游離CaO容易與水反應，造成產品開裂，給MgO-CaO系 耐火材料生產、運輸、保存、使用帶來不便。為了解決這一問題，國內外學 者做過許多嘗試和研究工作，現綜合評述如下：

(1)通過加入各種添加物，使MgO-CaO系耐火材料中CaO生成抗 水化的化合物或使CaO晶粒被包裹；

(2)對MgO-CaO系耐火材料表面進行包覆，使其不與水接觸。

(3)采用密封包裝，使其與水隔絕。

上述方法(1)研究的人較多，主要添加劑包括：Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、 ZrO₂、TiO₂和稀土氧化物等。提高抗水化性的主要原因是，添加劑與MgO -CaO系材料發生反應生成液相或形成固溶體促進燒結，使CaO、MgO晶 粒長大，成為穩定的大晶粒，產生的液相凝固后包裹在CaO的表面上，形 成抗水化物質。但是加入Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂會降低MgO-CaO系材料的 高溫性能，有些添加劑進入鋼液，對鋼液造成污染。另外使游離CaO轉化 成化合物或全部被包裹失去了其優異的鋼水凈化功能。ZrO₂、TiO₂和稀土氧 化物添加劑價格昂貴，并且存在分散困難等問題。另外稀土氧化物具有一定 的放射性，危害人生安全。

上述方法(2)又可分為有機物包覆和無機物包覆。有機物包括：憎水 的油類如焦油、瀝青、石蠟和樹脂等。但是有機物包覆存在包覆不均，低溫 有機物分解，抗水化作用失效等缺點。無機物包覆法主要有用磷酸或磷酸鹽 包覆，草酸或草酸鹽包覆，CO₂碳酸化處理等。磷酸及磷酸鹽包覆使MgO -CaO系材料表面CaO生成磷酸鈣化合物，提高其抗水化性，但是磷會對 鋼液造成污染，并且在施工過程中包覆層容易脫落，抗水化性失效。CO₂碳酸化處理使MgO-CaO系材料表面CaO生成CaCO₃，提高抗水化性能， 但是單獨采用CO₂處理，反應較慢，效果不佳。中國專利01128336.X利用 CO₂和水蒸氣混合氣體與MgO-CaO系材料表面CaO反應生成抗水化的 CaCO₃膜，混入水蒸氣可以加速反應，但由于水蒸氣更容易使CaO水化， 容易造成開裂，不易控制，另外也存在包覆不均，容易失效等缺點。中國專 利02138990.X將鎂鈣砂在草酸溶液中浸泡干燥后，在CO₂氣體保護下熱處 理制成，由于在MgO-CaO熟料表面形成一層致密的草酸鈣和碳酸鈣復合 膜，抗水化性得到大大提高，但是由于在草酸溶液浸泡，使MgO-CaO熟 料與水接觸，容易造成開裂，不易控制，并且該方法需經兩次處理，工藝復 雜。

雖然方法(3)目前使用較多，但是沒有從根本上解決MgO-CaO系材 料易水化問題，密封包裝一經泄露或開包，就會失去抗水化能力。

總之，MgO-CaO系耐火材料的抗水化性問題沒有很好的解決，限制 了其廣泛的應用。

發明內容

針對上述背景技術所存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種 抗水化性能優異，且不影響其自身優異性能的MgO-CaO系耐火材料及其 制備方法。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：