[發明專利]一種尖晶石-剛玉質輕量耐火材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210696446.7
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114933473A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 簡云鈴;尹洪峰;湯云;辛亞樓;任小虎;袁蝴蝶
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B35/443
• 分類號: C04B35/443;C04B35/622;C04B35/66;C04B38/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 劉國智

1.一種尖晶石-剛玉質輕量耐火材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，將碳酸鈣細粉通過造粒機造粒得到母粒，再將剛玉細粉包裹在母粒表面，干燥后得到以碳酸鈣細粉作為球核，以剛玉細粉作為球殼的碳酸鈣造粒球粒；

步驟二，選取尖晶石細粉和剛玉微粉作為反應原料，將反應原料磨細混勻，作為耐火材料配料中細粉部分；

步驟三，按照顆粒級配進行配料，骨料部分為不同質量比的尖晶石顆粒、鎂砂顆粒和碳酸鈣造粒球粒；

步驟四，將骨料部分混合，再加入MgCl₂溶液混合，之后加入細粉部分混合，完成混合后進行睏料；

步驟五，將睏料后的物料成型、干燥，然后1600℃～1650℃燒結保溫，保證碳酸鈣造粒球粒發生Kirkendall擴散，即得尖晶石-剛玉質輕量耐火材料。

2.根據權利要求1所述尖晶石-剛玉質輕量耐火材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一，碳酸鈣造粒球粒的粒徑約為1mm±0.2mm，所述步驟二，將尖晶石細粉和剛玉微粉磨細至180目及以下，等質量混勻。

3.根據權利要求1所述尖晶石-剛玉質輕量耐火材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一，剛玉細粉為電熔剛玉細粉；所述碳酸鈣細粉為普通碳酸鈣細粉，所述步驟三，所述尖晶石顆粒為電熔鎂鋁尖晶石顆粒；所述鎂砂顆粒為燒結鎂砂顆粒。

4.根據權利要求1或3所述尖晶石-剛玉質輕量耐火材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一，碳酸鈣細粉與剛玉細粉按摩爾比1:10備料，包裹剛玉細粉時以稀釋后的鋁溶膠作為結合劑于造粒機中進行造粒包裹。

5.根據權利要求1或3所述尖晶石-剛玉質輕量耐火材料的制備方法，其特征在于，所述步驟三，尖晶石顆粒、鎂砂顆粒和碳酸鈣造粒球粒的質量比為5:(M₁+M₂)，鎂砂顆粒與碳酸鈣顆粒比例變化，M₁和M₂分別表示鎂砂顆粒和碳酸鈣造粒球粒的質量；骨料部分與細粉部分的質量比為3：2。

6.根據權利要求1所述尖晶石-剛玉質輕量耐火材料的制備方法，其特征在于，所述步驟四，骨料部分混合2～5分鐘，加入MgCl₂溶液后混合3～5分鐘，加入細粉部分后混合5～20分鐘，混合時間總計20～30分鐘，混合后置于密閉容器或塑料袋中睏料2小時至6小時。

7.根據權利要求1所述尖晶石-剛玉質輕量耐火材料的制備方法，其特征在于，所述步驟五，睏料后的物料采用半干法成型；之后自然晾曬半天至1天，然后在干燥設備中，采用階段升溫和保溫方式進行干燥，最后在110℃保溫6到24小時，再進行燒結保溫。

8.根據權利要求1所述尖晶石-剛玉質輕量耐火材料的制備方法，其特征在于，所述步驟五，所述燒結保溫在空氣氣氛下進行。

9.如權利要求1至8其中之一所述方法制備的尖晶石-剛玉輕量耐火材料。

10.根據權利要求9所述尖晶石-剛玉輕量耐火材料，其特征在于，所述尖晶石-剛玉輕量耐火材料體積密度為2.69～2.76g/cm³，強度為54.6～136.7MPa。