[發(fā)明專利]輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710632853.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN107337438B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄢文;翟耀杰;劉錫俊;馬三寶;李楠;徐琳琳;任向陽;劉昭;翟鵬濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南瑞泰耐火材料科技有限公司;武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/04
• 分類號(hào): C04B35/04;C04B35/443;C04B35/622;C04B35/043;C04B38/08
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發(fā)明涉及一種輕量化方鎂石?鎂鋁尖晶石耐火材料及其制備方法。其技術(shù)方案是：以14~21wt%的粒徑為3~5mm、27~36wt%的粒徑小于3mm且大于等于1mm和12~18wt%的粒徑大于1mm且大于等于0.1mm的納米孔徑的多孔方鎂石?鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，以10~20wt%的納米孔徑的多孔方鎂石?鎂鋁尖晶石陶瓷材料細(xì)粉、8~10wt%的鎂鋁尖晶石細(xì)粉和10~20wt%的鎂砂細(xì)粉為基質(zhì)；外加2~8wt%的結(jié)合劑。先將骨料置于真空攪拌機(jī)，抽真空，再加入結(jié)合劑，攪拌，關(guān)閉抽真空系統(tǒng)；然后加入基質(zhì)，攪拌，成型，干燥，在1500~1650℃保溫3~8小時(shí)，冷卻，得輕量化方鎂石?鎂鋁尖晶石耐火材料。其制品孔徑為納米級(jí)，導(dǎo)熱系數(shù)較低、熱震穩(wěn)定性優(yōu)異和抗侵蝕能力強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料及其制備方法。

背景技術(shù)

方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和高溫化學(xué)穩(wěn)定性能，廣泛應(yīng)用于水泥回轉(zhuǎn)窯的上過渡帶和燒成帶，由于其密度大和導(dǎo)熱系數(shù)高，在水泥生產(chǎn)時(shí)容易造成回轉(zhuǎn)窯筒體溫度過高，導(dǎo)致大量的熱量損失，因此發(fā)展輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料是降低水泥窯內(nèi)襯導(dǎo)熱系數(shù)的重要途徑。與此同時(shí)，隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，大量的城市固體廢棄物對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而廢棄物中有機(jī)類垃圾約占50~60%，可作替代燃料使用，既能有效處置城市固體廢棄物，又能節(jié)約大量能源。但替代燃料燃燒后所產(chǎn)生的鹽堿和重金屬氧化物具有強(qiáng)化學(xué)侵蝕性，對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯的上過渡帶和燒成帶用耐火材料提出更高的要求。因此，發(fā)展基于替代燃料水泥窯用輕量化耐火材料迫在眉睫，對(duì)我國水泥工業(yè)的節(jié)能減排、解決“垃圾圍城”的窘境具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

目前，關(guān)于輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料的研究已有報(bào)道。如“一種方鎂石-尖晶石輕量耐火材料及其制備方法”（ZL201610172527.1）專利技術(shù)，采用氧化鎂碳熱還原輸運(yùn)氧化法制得了不同密度梯度的輕量方鎂石-尖晶石耐火材料，制備過程需嚴(yán)格的氣氛條件，制備的材料表面致密、內(nèi)部疏松，一旦表面致密層損毀而內(nèi)部疏松的多孔結(jié)構(gòu)與侵蝕介質(zhì)接觸，材料將會(huì)受到嚴(yán)重侵蝕，難以用于使用替代燃料的水泥回轉(zhuǎn)窯中。又如“水泥回轉(zhuǎn)窯用輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料及其制備方法”（ZL201410059476.2）專利技術(shù)，以多孔方鎂石-尖晶石骨料替代致密鎂砂骨料，制得的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料盡管熱震穩(wěn)定性較好和強(qiáng)度較高，但氣孔孔徑較大、透氣度高、抗鹽堿及重金屬氧化物侵蝕能力差，難以用于使用替代燃料的水泥回轉(zhuǎn)窯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單和孔徑為納米級(jí)的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料的制備方法，用該方法制備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料不僅導(dǎo)熱系數(shù)較低、強(qiáng)度較高和熱震穩(wěn)定性優(yōu)異，且抗鹽堿侵蝕、抗水泥熟料侵蝕和抗重金屬氧化物侵蝕的能力強(qiáng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

所述輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料的成分是：以14~21wt%的粒徑為3~5mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒、27~36wt%的粒徑小于3mm且大于等于1mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒和12~18wt%的粒徑小于1mm且大于等于0.1mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，以10~20wt%的粒徑小于0.074mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料細(xì)粉、8~10wt%的鎂鋁尖晶石細(xì)粉和10~20wt%的鎂砂細(xì)粉為基質(zhì)，以所述骨料和基質(zhì)之和2~8wt%的Al³⁺溶液為結(jié)合劑。

按上述成分及其含量：先將所述骨料置于真空攪拌機(jī)中，抽真空至2.0kPa以下，再將所述結(jié)合劑倒入所述真空攪拌機(jī)中，攪拌10~15分鐘，關(guān)閉抽真空系統(tǒng)；然后將所述基質(zhì)倒入所述真空攪拌機(jī)中，攪拌均勻；在100~200MPa條件下機(jī)壓成型，成型后的坯體在60~140℃條件下干燥12~36小時(shí)，在1500~1650℃條件下保溫3~8小時(shí)，冷卻，即得輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料。