[發明專利]一種改性鈦鋁酸鈣耐火原料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810330874.1
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108484187A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 趙惠忠;陳建威;張寒;余俊;王相輝;范潤東
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學;錦州國泰實業有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/44
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種改性鈦鋁酸鈣耐火原料及其制備方法。其技術方案是：先將鈦鋁酸鈣熔塊于1400～1450℃條件下保溫3～4小時，隨爐冷卻，破碎，研磨至粒度≤0.058mm，得到鈦鋁酸鈣微粉；再按所述鈦鋁酸鈣微粉∶硅微粉∶五氧化二釩微粉的質量比為1∶(0.15～0.20)∶(0.01～0.03)，將所述鈦鋁酸鈣微粉、所述硅微粉和所述五氧化二釩微粉混合，球磨2～3小時，得到混合料；然后將所述混合料于160～180MPa條件下機壓成型，在1450～1500℃條件下保溫2～4小時，隨爐冷卻后，破碎，制得改性鈦鋁酸鈣耐火原料。本發明具有資源綜合利用和節能環保的特點，所制備的改性鈦鋁酸鈣耐火原料導熱系數小、化學穩定性好和易燒結。

技術領域

本發明屬于鈦鋁酸鈣技術領域。具體涉及一種改性鈦鋁酸鈣耐火原料及其制備方法。

背景技術

鈦鋁酸鈣以導熱系數較小、耐磨性高和耐火度高等特點被廣泛應用在鐵水包內襯、中間包永久層、水泥回轉窯過渡帶和煉釩反射爐內襯。但是，目前的報道主要是將鈦鋁酸鈣直接應用到其他復相材料中，往往忽略了鈦鋁酸鈣在不同材料體系中的物相變化對復相材料性能的不利影響。如“一種鈦鋁酸鈣-高鋁礬土改性耐火材料及其制備方法”(CN104609872A)和“一種煉釩反射爐內襯用鈦鋁酸鈣預制件及其制備方法”(CN105036774A)專利技術，都是將鈦鋁酸鈣直接與其他原料復合使用，沒有考慮到鈦鋁酸鈣中的CA₂向CA₆轉變和微量金屬鈦和鐵的氧化對材料燒結行為的影響。此外，“以鈦鐵渣為主要原料的再生高鋁耐火材料及其制備方法”(CN103922772A)專利技術，雖然對鈦鋁酸鈣進行了研磨、煅燒和酸浸處理，但是煅燒溫度較低，不利于CA₂向CA₆的完全轉變，且酸浸不能消除鈦鋁酸鈣中的金紅石相，導致生成的高鋁耐火原料中的雜質含量太高，限制了應用范圍。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種資源綜合利用和節能環保的改性鈦鋁酸鈣耐火原料的制備方法，用該方法制備的改性鈦鋁酸鈣耐火原料導熱系數小、化學穩定性好和易燒結。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

先將鈦鋁酸鈣熔塊于1400～1450℃條件下保溫3～4小時，隨爐冷卻，破碎，研磨至粒度≤0.058mm，得到鈦鋁酸鈣微粉。

再按所述鈦鋁酸鈣微粉∶硅微粉∶五氧化二釩微粉的質量比為1∶(0.15～0.20)∶(0.01～0.03)，將所述鈦鋁酸鈣微粉、所述硅微粉和所述五氧化二釩微粉混合，球磨2～3小時，得到混合料。

然后將所述混合料于160～180MPa條件下機壓成型，在1450～1500℃條件下保溫2～4小時，隨爐冷卻后，破碎，制得改性鈦鋁酸鈣耐火原料。

所述鈦鋁酸鈣熔塊的主要化學成分是：Al₂O₃≥74.18wt％，CaO≥11.69wt％，TiO₂≥11.08wt％；所述鈦鋁酸鈣熔塊的粒度≤30mm。

所述硅微粉的SiO₂含量≥94.8wt％；所述硅微粉的粒度≤0.058mm。

所述五氧化二釩微粉的V₂O₅含量≥99.9wt％；所述五氧化二釩微粉的粒度≤0.058mm。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有以下積極效果：

1、本發明以鈦鋁酸鈣為主要原料，具有資源綜合利用和節能環保的特點。

2、本發明中的鈦鋁酸鈣與硅微粉反應生成鈣長石物相，并伴隨著新的剛玉相的生成；鈣長石具有導熱系數小的特點，剛玉與試樣中多余的硅微粉在五氧化二釩微粉做催化劑的情況下，原位反應生成莫來石，有利于提高改性鈦鋁酸鈣耐火原料的化學穩定性。