[發(fā)明專利]一種利用人工合成的微孔尖晶石制備低導(dǎo)熱鎂鋁尖晶石耐火磚的方法

有效

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• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106946585B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯姆·埃克斯曼;錢景輝;馬中庭;海瑞希·里沃
• 申請（專利權(quán)）人: 雷法技術(shù)控股有限公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B35/66;C04B35/443;C04B35/622
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37223
• 代理人: 張雯

一種利用人工合成的微孔尖晶石制備低導(dǎo)熱鎂鋁尖晶石耐火磚的方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于制備步驟為：工業(yè)氧化鋁和輕燒鎂組成主原料與水和發(fā)泡劑，研磨得到泥漿；泥漿經(jīng)濾水、真空擠出、干燥、燒結(jié)，即得微孔尖晶石；將重?zé)V砂和微孔尖晶石按照一定的質(zhì)量比干混后再加水以及結(jié)合劑進(jìn)行濕混；然后使用壓力機打壓成半成品磚坯，在烘干窯內(nèi)烘干后進(jìn)入隧道窯在燒成。本發(fā)明以微孔尖晶石與重?zé)V砂混煉，壓機成型，燒結(jié)最終生成一種體密低，強度高，導(dǎo)熱系數(shù)低的新型的鎂鋁尖晶石堿性耐火磚。

技術(shù)領(lǐng)域

一種利用人工合成的微孔尖晶石制備低導(dǎo)熱鎂鋁尖晶石耐火磚的方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎂鋁尖晶石（MgAl₂O₄）也被簡稱為尖晶石。尖晶石僅是MgO-Al₂O₃二元系統(tǒng)相圖中的一個中間化合物，其熔點為2135℃。自然界中鎂鋁尖晶石的蘊藏量很少，目前工業(yè)應(yīng)用上主要以合成原料為主。工業(yè)合成方法主要有：固相燒結(jié)法和電弧爐熔制法。因此，目前鎂鋁尖晶石主要用于重質(zhì)致密耐火材料的研究和開發(fā)，而將其作為輕質(zhì)耐火材料的應(yīng)用還很少。作為重質(zhì)的鎂鋁尖晶石具有體密大、熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕能力與抗渣性強的優(yōu)點。廣泛應(yīng)用在大型水泥窯、中型水泥過渡帶襯磚，但其導(dǎo)熱系數(shù)大，容易造成筒體外壁溫度高，散熱損失打，既不節(jié)能，對筒體安全也不利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種強度高、導(dǎo)熱系數(shù)低的低導(dǎo)熱鎂鋁尖晶石耐火磚的制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該低導(dǎo)熱鎂鋁尖晶石耐火磚的制備方法，其特征在于制備步驟為：

1）將重?zé)V砂和微孔尖晶石按質(zhì)量比50~99：1~50干混后再加水以及結(jié)合劑進(jìn)行濕混；其中，微孔尖晶石體積密度為 2.60 g/cm³，氣孔率在 25 %，最可幾氣孔孔徑在 2 um；

2）然后使用壓力機打壓成半成品磚坯，在烘干窯內(nèi)80 ℃~ 120 ℃條件下烘干后進(jìn)入隧道窯在高于1460 ℃燒成。

本發(fā)明的發(fā)明人利用具有特定體積密度、特定氣孔率和最可幾氣孔孔徑的微孔尖晶石以原料的形式加入到耐火磚的配方中，配合先干混后濕混的工藝，最終制備成了低導(dǎo)熱的鎂鋁尖晶石耐火磚。微孔尖晶石與重?zé)V砂混煉，壓機成型，燒結(jié)最終生成一種體密低，強度高，導(dǎo)熱系數(shù)低的新型的鎂鋁尖晶石堿性耐火磚。

優(yōu)選的，步驟1）所述的重?zé)V砂和微孔尖晶石的粒度分布遵循安卓森方程，

,

式中，U_Dp為累計篩下百分?jǐn)?shù)，%；D_pmax =4mm；q=1/2~1/3。安卓森方程是連續(xù)粒度體系緊密堆積方程。

重?zé)V砂和微孔尖晶石的粒度級配影響耐火磚本身的原料分布和整體的強度。上述的優(yōu)選顆粒級配能保證本發(fā)明的耐火磚原料分布均勻，從而能保證了具有更好的結(jié)構(gòu)強度。

步驟1）所述的微孔尖晶石的比例在耐火磚成品中所占的質(zhì)量比為1% ~50 %。

優(yōu)選的，步驟1）所述的微孔尖晶石的比例在耐火磚成品中所占的質(zhì)量比為17% ~22 %。優(yōu)選的微孔尖晶石的比例能夠得到性能最佳的耐火磚成品，磚體內(nèi)氣孔孔徑大小均勻、細(xì)密，不但使耐火磚成品強度達(dá)到最大，體積密度也接近本發(fā)明所能達(dá)到的最小值。

所述的微孔尖晶石的制備工藝為：取主原料、主原料重量1.1~1.4倍的水、主原料重量0.5%~4%的發(fā)泡劑，研磨得到泥漿；泥漿經(jīng)濾水、真空擠出、干燥、燒結(jié)，即得微孔尖晶石；所述主原料的重量份組成為：氧化鋁50~70份、輕燒鎂15~50份、菱鎂礦0~15份。