[發明專利]一種低導熱低熱膨脹鎂基原料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011001247.7
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112094125B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 黃奧;霍艷竹;顧華志;鄒永順;付綠平;張美杰
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/043;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 北京秉文同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11859
• 代理人: 趙星;陳少麗

本發明涉及一種低導熱低熱膨脹鎂基原料及其制備方法。其技術方案是首先將40～60wt％的電熔鎂砂顆粒、30～40wt％的單斜氧化鋯細粉、5～20wt％的氧氯化鋯細粉、0.5～1.5wt％的納米氫氧化鈣粉體、0.5～1.5wt％的納米氫氧化鈣粉體和0.1～0.3wt％的馬來酸，在25℃恒溫條件下采用高速混碾機攪拌15min混合均勻，得到混合粉體；然后將上述混合粉體經過球磨機在25℃恒溫條件下混合3min，再置于高溫爐中在250～400℃條件下焙燒0.5～3h，最后冷卻至室溫。本發明的制備方法工藝簡單、易于工業化生產，所制備的鎂基耐火材料具有較低的導熱系數、低熱膨脹系數、分散性好和抗熔渣滲透侵蝕能力強的優點。

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種低導熱低熱膨脹鎂基原料及其制備方法。

背景技術

耐火材料直接應用于鋼鐵、有色、水泥、玻璃、陶瓷和化工、機械、電力等國民經濟各個領域的高溫工業生產過程中，是保證上述產業運行和技術發展必不可少的基礎材料。鎂砂具有熔點高、耐高溫、抗堿性高溫熔渣侵蝕性好等優點，是耐火材料中最重要的原料之一，被廣泛應用于各類高溫工業用耐火材料，其服役性能和使用壽命直接關系著高溫工業的正常運行與產品的品質。

盡管鎂砂耐火度高、抗堿性高溫熔渣侵蝕性好，但鎂砂的導熱系數仍然偏高，而且抵御高溫熔渣滲透性能和抗熱震性能不佳的缺陷對其使用壽命造成了極大的限制。鎂砂的抗高溫熔渣滲透及抗熱震性能與其顯微結構有重要聯系，熔渣較易通過氣孔及晶界滲透進入材料內部從而產生嚴重的侵蝕。因此，現有鎂砂制備技術多傾向于制備晶粒尺寸大且較致密的鎂砂原料，即大結晶鎂砂。然而，由于氧化鎂熱膨脹系數較大，大結晶鎂砂在遭受溫度劇變時，由于晶界數量少，熱應力難以得到釋放，抗熱震性能通常不佳。此外，考慮到現有的鎂砂中氣孔尺寸通常較大且直接結合程度較低，微孔鎂砂的開發有效降低了氣孔尺寸，增加了氣孔中的閉口氣孔比例，能在一定程度上緩解高溫熔體的滲透侵蝕，但其輕量多孔化后的隔熱性和抗渣性能的平衡性仍然不夠優越，有待提高。

發明內容

本發明目的是提供一種工藝簡單和易于工業化生產的低導熱、低熱膨脹鎂基原料的制備方法，具體工藝步驟如下：

將40～60wt％的電熔鎂砂顆粒、30～40wt％的單斜氧化鋯細粉、5～20wt％的氧氯化鋯細粉、0.5～2wt％的納米氫氧化鈣粉體、0.2～0.5wt％的輕燒氧化鎂細粉和0.1～0.3wt％的馬來酸，在25℃恒溫條件下采用高速混碾機攪拌15min混合均勻，得到混合粉體；

然后將所述混合粉體經過球磨機在25℃恒溫條件下混合3min，再置于高溫爐中在250～400℃條件下焙燒0.5～3h，冷卻至室溫形成所述鎂基耐火材料。

優選地，電熔鎂砂顆粒的粒徑≤1mm，電熔鎂砂顆粒中的MgO含量為≥96wt％。

優選地，單斜氧化鋯細粉粒徑≤45μm，單斜氧化鋯細粉中的ZrO₂含量≥98wt％。

優選地，上述氧氯化鋯細粉的粒徑≤45μm。

優選地，上述納米氫氧化鈣粉體的Ca(OH)₂≥98wt％，粒徑≤0.1μm。

優選地，上述輕燒氧化鎂細粉的MgO≥95wt％，粒徑≤45μm。

本發明另一方面涉及一種鎂基耐火材料，其按照上述鎂基耐火材料的制備方法獲得。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：