[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811563923.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109369202B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田晨;袁磊;靳恩東;溫天朋;賈丹彬;劉震麗;于景坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/66
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/66
• 代理公司: 沈陽(yáng)優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，具體涉及一種利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法。采用工業(yè)生產(chǎn)的α?Al₂O₃為全部工藝中的鋁原料，采用優(yōu)質(zhì)石灰石作為鈣源進(jìn)行制備六鋁酸鈣，包括如下步驟：(1)破碎、混料；(2)一次煅燒；(3)壓塊成型；(4)煅燒成型。利用該方法可以通過(guò)較短的工藝流程和較低的能耗下生產(chǎn)出純度較高的優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，具體涉及一種利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法。

背景技術(shù)

耐高溫的輕質(zhì)耐火材料一直是耐火材料領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。而六鋁酸鈣不僅具有熔點(diǎn)高和質(zhì)量較輕的特點(diǎn)，同時(shí)其還具有化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定、抗導(dǎo)熱性好，熱膨脹性差等優(yōu)點(diǎn)。其自身的片狀結(jié)構(gòu)也使得其自身具有較大的表面積，在高溫條件下不僅可以有效的降低反應(yīng)物對(duì)環(huán)境間的熱輻射損失，還可以顯著降低改料自身的重量，同時(shí)由于自身的高氧化鋁含量也使得自身抗熔渣及一些金屬熔體的侵蝕性能相對(duì)較好。目前，相關(guān)的六鋁酸鈣材料已被廣泛應(yīng)用于冶金爐窯的耐火材料、化工的抗高溫侵蝕材料以及航天過(guò)程中的保溫隔熱層等多種領(lǐng)域。

但在六鋁酸鈣的制備過(guò)程中，由于高溫下六鋁酸鈣的合成過(guò)程會(huì)出現(xiàn)晶型轉(zhuǎn)變的體積膨脹過(guò)程，使得其燒結(jié)后的材料性能相對(duì)較差。為了在提升六鋁酸鈣的合成量的同時(shí)提升材料的自身性能，一般多采用1700～1800℃的高溫進(jìn)行多次煅燒或者是添加一些添加劑已獲得相對(duì)較好的六鋁酸鈣產(chǎn)品。但這些方法不僅會(huì)帶來(lái)大量的能耗浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)由于添加劑的引入而降低其耐火材料的使用的極限溫度和抗侵蝕性能。

因此，為了解決上述問(wèn)題，需研發(fā)出一種新的低能耗的生產(chǎn)高純度的優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法，利用該方法可以通過(guò)較短的工藝流程和較低的能耗下生產(chǎn)出純度較高的優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法，采用工業(yè)α-Al₂O₃為全部工藝中的鋁原料，采用優(yōu)質(zhì)石灰石作為鈣源進(jìn)行制備六鋁酸鈣，包括如下步驟：(1)破碎、混料；(2)一次煅燒；(3)壓塊成型；(4)煅燒成型。

所述的利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法，破碎、混料：石灰石粉和工業(yè)α-Al₂O₃粉粒度控制在100目以下，并且石灰石粉和工業(yè)α-Al₂O₃粉分別按質(zhì)量百分比14％和86％進(jìn)行混料。

所述的利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法，一次煅燒：將混合后的粉料送入高溫爐窯中進(jìn)行1500～1600℃焙燒25～35min后進(jìn)行冷卻，形成半成品六鋁酸鈣粉末。

所述的利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法，壓塊成型：根據(jù)待燒制后的形狀設(shè)計(jì)，通過(guò)壓力機(jī)將步驟(2)中制得的半成品六鋁酸鈣粉末進(jìn)行壓制成型。

所述的利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法，成型壓力根據(jù)不同物料表面積進(jìn)行調(diào)節(jié)：成型表面最大直徑在2厘米以下時(shí)，采用80～100MPa的壓制力；成型表面最大直徑大于2厘米且在5厘米以下時(shí)，采用大于100MPa且在200MPa以下的壓制力；以此類(lèi)推。

所述的利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法，煅燒成型：將步驟(3)制得的產(chǎn)品送入高溫爐窯中進(jìn)行1500～1600℃焙燒50～70min后進(jìn)行冷卻，即得到優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料。

所述的利用兩步焙燒法制備優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的方法，優(yōu)質(zhì)六鋁酸鈣耐火原料的技術(shù)參數(shù)如下：顯氣孔率為控制在50％以下，體積密度在1.70g/cm³以上，抗壓強(qiáng)度為21.00MPa以上。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想是：