[發(fā)明專利]一種致密鋁鎂鈣耐火熟料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510068865.6
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104671810A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳敏;徐磊;尹雪亮;金亮宇;王楠
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，特別涉及一種致密鋁鎂鈣耐火熟料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋁鎂質(zhì)耐火材料因其良好的耐高溫、耐熱震和抗熔渣侵蝕性能，廣泛用作冶金、水泥等行業(yè)的高溫爐窯工作襯；由于受鋁土資源問題的影響，近年剛玉原料價格持續(xù)攀升，鋁鎂質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)成本也隨之逐年走高；另一方面，由于剛玉的真密度較大，致使鋁鎂質(zhì)耐火材料的體積密度較大，增加耐火材料重量，不僅導致高溫爐窯的蓄熱損失增大，還直接增加用后耐火材料的排放量。

石灰石在全球范圍內(nèi)資源豐富，其煅燒后獲得的生石灰具有較小的理論密度。如能用生石灰替代部分剛玉生產(chǎn)鋁鎂鈣耐火材料，不僅可以顯著降低生產(chǎn)成本，還可通過降低體積密度，實現(xiàn)耐火材料的輕量化，有利于減小蓄熱損失，促進節(jié)能減排。

由于鋁鎂鈣耐火材料在高溫條件下內(nèi)部存在很多化學反應，不宜獲得致密材料；因此，一般采用石灰石、菱鎂石和鋁礬土混合原料，經(jīng)高溫煅燒后先獲得致密的鋁鎂鈣耐火熟料。

在合成鋁鎂鈣體系耐火熟料的過程中，各組元之間反應所伴隨的體積膨脹效應，以及所生成的六鋁酸鈣的片狀結(jié)構(gòu)，抑制了燒結(jié)及致密化過程，難以獲得致密的熟料。發(fā)明專利CN?103396127?A公開了一種鋁鎂鈣耐火熟料及其制備方法，是以石灰石、菱鎂石和鋁礬土為原料，在1650~1700℃條件下保溫4~6小時燒成，才可獲得致密的鋁鎂鈣耐火熟料，不僅能耗較高，還影響生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前鋁鎂鈣耐火熟料制備技術(shù)上存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種致密鋁鎂鈣耐火熟料及其制備方法，通過在原料中加入氧化鋯，然后進行煅燒，在較低的煅燒溫度和較短的保溫時間條件下實現(xiàn)良好燒結(jié)，獲得致密鋁鎂鈣耐火熟料，提高生產(chǎn)效率，促進節(jié)能減排。

本發(fā)明的致密鋁鎂鈣耐火熟料的化學成分按重量百分比含Al₂O_3?73~88%，MgO?4~14%，CaO?2~8%，ZrO_2?2~5%。

上述的致密鋁鎂鈣耐火熟料的相對密度為91.8~94.6%。

上述的致密鋁鎂鈣耐火熟料的吸水率為2.4~3.2%。

本發(fā)明的致密鋁鎂鈣耐火熟料的制備方法按以下步驟進行：

1、將石灰石、菱鎂石和鋁礬土分別破碎并磨細至粒度≤88目；

2、將粉碎后的石灰石、菱鎂石、鋁礬土混合并加入氧化鋯微粉，制成混合物料，混合比例按重量百分比為石灰石占混合物料總重量的2.9~12.2%，菱鎂石占混合物料總重量的6.8~21.9%，鋁礬土占混合物料總重量的65.4~84.3%，氧化鋯微粉占混合物料總重量的1.4~3.6%；

3、將混合物料置于球磨機中混合均勻，然后在100~150MPa?的壓力下壓制成生球；

4、將生球在1200~1250℃條件下保溫1~2小時，進行第一次煅燒，制成一次熟料；

5、將一次熟料破碎并再次磨細至粒度≤88目，再在100~150MPa?的壓力下壓制成球，獲得二次球料；

6、將二次球料在1600~1650℃條件下保溫2~3小時，進行第二次煅燒，獲得致密鋁鎂鈣耐火熟料。

上述的氧化鋯微粉純度≥99%，粒度≤10μm。

上述的石灰石中CaO?的重量含量≥50.2%，菱鎂石中MgO?的重量含量≥44.5%，鋁礬土中Al₂O₃?的重量含量≥73.8%。

本發(fā)明的致密鋁鎂鈣耐火熟料采用氧化鋯微粉作為促燒結(jié)劑，在煅燒過程中鋯離子能固溶到六鋁酸鈣中，使六鋁酸鈣由板狀向等軸晶轉(zhuǎn)變并促進燒結(jié)；同時在降溫過程中析出的活性氧化鋯進一步促進燒結(jié)，使得晶粒間結(jié)合緊密，從而可在較低二次煅燒溫度和較短保溫時間條件下獲得致密鋁鎂鈣耐火熟料。

具體實施方式

本發(fā)明實施例中煅燒采用的設(shè)備為高溫豎窯。

本發(fā)明實施例中壓制成球采用的設(shè)備為GY650-180?型壓球機。

本發(fā)明實施例中采用的石灰石、菱鎂石和鋁礬土為市購產(chǎn)品。

本發(fā)明實施例中采用的氧化鋯微粉為市購產(chǎn)品。

實施例1

采用的石灰石中CaO?的重量含量53.8%，采用的鋁礬土中Al₂O₃?的重量含量78.6%，采用的菱鎂石中MgO?的重量含量45.8%；

將石灰石、菱鎂石和鋁礬土分別破碎并磨細至粒度≤88目；