[發明專利]一種氧化鎂鐵鋁尖晶石耐火材料的制備方法

有效

• 申請號: 201010247367.5
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101891491A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 肖國慶;張君博;石金輝
• 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
• 代理公司: 西安西交通盛知識產權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 陳翠蘭

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料技術領域，特別涉及一種氧化鎂鐵鋁尖晶石耐火材料的制備方法。

技術背景

在20世紀六、七十年代，鎂鉻質耐火材料以良好的掛窯皮和抗水泥熟料的化學侵蝕性，而被廣泛的應用于水泥回轉窯燒成帶，但是用后鎂鉻殘磚中含有六價鉻的化合物，這種化合物是水溶性的致癌物質，會對環境造成長期的污染，因此水泥回轉窯用耐火材料無鉻化是必然的趨勢。目前，用于水泥回轉窯燒成帶的無鉻耐火材料主要有鎂白云石磚和鎂鋁尖晶石磚。鎂白云石磚對水泥熟料具有良好的化學相容性和優良的掛窯皮性，但是抗熱震性差，抗水化性差；鎂鋁尖晶石磚具有良好的抗熱震性和抗侵蝕性，但是掛窯皮性差。而在鎂磚中引入鐵鋁尖晶石可顯著改善其結構柔韌性和抗堿鹽及熟料侵蝕的能力，使襯磚具有良好的掛窯皮能力，從而能夠延長襯磚的使用壽命，氧化鎂鐵鋁尖晶石磚將會成為新一代水泥回轉窯燒成帶用無鉻耐火材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種氧化鎂鐵鋁尖晶石耐火材料的制備方法，該方法制備的耐火材料是以自制的鐵鋁尖晶石和鎂砂為原料，采用燒結法制備而成。此種耐火材料具有易掛窯皮性，良好的抗水泥熟料侵蝕性，抗熱震性好等特點。而且，使合成的無鉻耐火材料的使用性能高于目前普遍使用的鎂鉻磚，生產成本低于鎂鉻磚。

為了實現上述任務，本發明采取如下技術解決方案：

一種氧化鎂鐵鋁尖晶石耐火材料的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一，按照重量百分比稱取原料40％～60％FeO粉和60％～40％Al₂O₃粉，通過電熔法合成制得鐵鋁尖晶石，備用；

步驟二，按重量百分比將90～96％的鎂砂和4～10％的鐵鋁尖晶石混合，放入攪拌機攪拌，且邊攪拌邊加入紙漿廢液，待其混合均勻后，密封、捆料，得混合料；

步驟三，將配制好的混合料裝入模具對其壓制成型；

步驟四，將壓制成型后的物料置于干燥箱，于110～120℃恒溫干燥12～24小時；

步驟五，將干燥后的物料放入高溫電爐中，于1500～1600℃的溫度下進行燒結，并保溫3～6小時，待爐溫冷卻至室溫，即得氧化鎂鐵鋁尖晶石耐火材料。

所述電熔法合成鐵鋁尖晶石的方法按照下述步驟進行：

步驟一，按重量百分比稱取40％～60％的FeO粉和60％～40％的Al₂O₃粉；

步驟二，將稱量好的Al₂O₃粉中50％倒入電弧爐中，并在其表面墊上一塊廢紙；

步驟三，在廢紙表面放置石墨塊和條狀的鐵屑，放下電極使之與石墨塊接觸，并于110～120伏電壓下通入電流；

步驟四，待Al₂O₃粉熔化，然后在電弧爐中加入剩余50％的Al₂O₃粉至完全融化；

步驟五，在電弧爐中加入稱量好的FeO粉，反應，至FeO粉完全融化；

步驟六，斷電，并待產物冷卻至室溫，并將冷卻產物研磨粒徑至1.0～2.0mm及粒徑小于0.088mm的規格，即得氧化鎂鐵鋁尖晶石耐火材料所需原料鐵鋁尖晶石。

所述鎂砂添加量中粒徑3～5mm的鎂砂占40％，粒徑0.088～3mm的鎂砂占20％，粒徑＜0.088mm的鎂砂占30～36％。

所述鐵鋁尖晶石添加量中粒徑＜0.088mm或1～2mm的鐵鋁尖晶石占4～10％。

所述石墨塊和條狀鐵屑分別為FeO粉和Al₂O₃粉原料總重量百分比的10％和5％。

所述紙漿廢液加入量占FeO粉和Al₂O₃粉原料總重量百分比的5％。

采用本發明采取電熔法和燒結法兩步法制備氧化鎂鐵鋁尖晶石耐火材料，該方法制備的氧化鎂鐵鋁尖晶石耐火材料具有易掛窯皮性，良好的抗水泥熟料侵蝕性，抗熱震性好等特點，將會逐漸成為水泥回轉窯燒成帶用耐火材料的主流。

附圖說明

圖1是本發明的工藝流程圖；

圖2是用電熔法制備鐵鋁尖晶石的工藝流程圖。

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式