[發(fā)明專利]一種一步法制備致密二鋁酸鈣耐火熟料的工藝方法

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• 申請(qǐng)日: 2020-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN111196737A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹雪亮;馬賀利;孫野;宮長(zhǎng)偉;李麗穎;杜成武;彭可武;孫遜;張博;尹雪冬;韓廷全;丁洪海;王全洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧科技學(xué)院;張博
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66;C04B35/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種一步法制備致密二鋁酸鈣耐火熟料的工藝方法，其成分按重量百分比含Al₂O₃ 76.11~77.68%，CaO 20.89~21.32%，A微粉1~3%；相對(duì)密度為91.6~93.9%，顯氣孔率為3.7~4.9%；制備方法為：（1）將鋁礬土、石灰石和A微粉分別磨細(xì)后混合；（2）將混合物料壓制成生球，然后進(jìn)行煅燒制成熟料。本發(fā)明采用A微粉作為促燒結(jié)劑，在煅燒過程A微粉固溶到二鋁酸鈣相中形成固溶體，從而提高了二鋁酸鈣相的燒結(jié)活性，促進(jìn)二鋁酸鈣相的長(zhǎng)大，從而可在較低的煅燒溫度和較短的保溫時(shí)間條件下獲得致密二鋁酸鈣耐火熟料，有效降低了生產(chǎn)能耗，提高了生產(chǎn)效率，促進(jìn)了節(jié)能減排。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一步法致密二鋁酸鈣耐火熟料的工藝方法。

背景技術(shù)

二鋁酸鈣（CA₂）熔點(diǎn)高，在還原、堿性氛中穩(wěn)定性高，抗化學(xué)侵蝕能力強(qiáng)等優(yōu)良特性，且其自身熱膨脹系數(shù)低，在與其它高熔點(diǎn)、高膨脹系數(shù)材料復(fù)合時(shí)可以很好的降低復(fù)相材料的熱膨脹系數(shù)，具有相當(dāng)好的熱震穩(wěn)定性，因此是非常好的抗高溫，抗侵蝕，可用于高溫爐襯、包襯等部位，性能良好的新型耐火材料，在冶金、水泥、玻璃、石油化工等高溫行業(yè)有著很好的應(yīng)用前景。同時(shí)CA₂具有較小的真密度（Al₂O₃，4.10 g/cm³；CA₆，3.79 g/cm³；CA₂，2.88 g/cm³），可見如能向目前廣泛使用的氧化鋁質(zhì)耐火材料中引入部分世界范圍內(nèi)資源豐富的石灰石替代部分剛玉原料生產(chǎn)CA₂輕量化耐火材料，不僅可以顯著降低耐火材料的生產(chǎn)成本，還可通過降低體積密度，有效實(shí)現(xiàn)耐火材料的輕量化，有利于減少高溫爐襯和包襯的蓄熱損失，促進(jìn)節(jié)能減排。

在固相合成制備致密二鋁酸鈣耐火熟料的過程中，由于各組元之間反應(yīng)所伴隨的體積膨脹效應(yīng)抑制了燒結(jié)及致密化過程，難于通過一次煅燒獲得致密的耐火熟料；同時(shí)，由于二鋁酸鈣晶相的燒結(jié)活性低，即使通過兩次煅燒，也難以獲得致密熟料；此外，由于反應(yīng)過程中二鋁酸鈣晶相間易枝晶互聯(lián)形成多孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步影響了二鋁酸鈣耐火材料的燒結(jié)致密化行為。發(fā)明專利CN105906355A、CN109456069A公開的致密二鋁酸鈣耐火熟料的制備方法，其工藝過程是采用二步法的生產(chǎn)工藝即一步預(yù)燒消除體積膨脹效應(yīng)，二步燒成致密化的生產(chǎn)方式，其工藝過程復(fù)雜，能耗較大，生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前二鋁酸鈣耐火熟料制備技術(shù)上存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種一步法制備致密二鋁酸鈣耐火熟料的工藝方法，其原理是在混料過程中加入A微粉添加劑后進(jìn)行煅燒，在煅燒過程通過A微粉固溶入二鋁酸鈣晶相中，形成固溶體，強(qiáng)有力的提高了二鋁酸鈣相的燒結(jié)活性，有效促進(jìn)了二鋁酸鈣相的長(zhǎng)大，可通過一步法在較低的煅燒溫度和較短的保溫時(shí)間條件下實(shí)現(xiàn)二鋁酸鈣耐火熟料的良好燒結(jié)，獲得致密二鋁酸鈣耐火熟料，提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)節(jié)能減排。

本發(fā)明的致密二鋁酸鈣耐火熟料，其成分按重量百分比含Al₂O₃ 76.11~77.68%，CaO 20.89~21.32%，A微粉1~3%；相對(duì)密度為91.6~93.9%，顯氣孔率為3.7~4.9%。

本發(fā)明的致密二鋁酸鈣耐火熟料的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

（1）將鋁礬土和石灰石分別破碎并磨細(xì)至粒度≤88目，配加A微粉后在混砂機(jī)中進(jìn)行混合制成混合物料；其中鋁礬土占混合物料總重量的66.51%~71.84%，石灰石占混合物料總重量的27.46%~31.23%，A微粉占混合物料總重量的0.7%~2.3%；

（2）將混合物料通過壓球機(jī)在120~150MPa的壓力下壓制成生球；

（3）將生球在1600~1650℃條件下保溫2~3小時(shí)，進(jìn)行煅燒，獲得致密二鋁酸鈣耐火熟料。