一种微孔高强烧结耐火骨料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种微孔高强烧结耐火骨料的制备方法。其技术方案是：以一种或多种工业品氧化物或天然矿物为原料；添加氧化物或氟化物或氯化物或硝酸盐或硫酸盐等中的一种或其中的任意组合作为矿化剂；并引入木屑、木素、炭黑、沥青、石墨、煤炭、焦炭、木炭中一种或其中的任意组合作为增孔剂，配比后干法共粉磨，通过风选分级得到粉料，再在成球机中成球，烘干后在竖窑或回转窑中快速烧成，破碎后即可得到耐火骨料。该法所制备的微孔高强烧结耐火骨料晶体结构具有大量均匀分布晶内封闭微气孔，开口气孔率低，该产品体密低、热导率低（保温性能好）、抗冲刷和耐侵蚀性能强等优异性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。其技术方案是：以一种或多种工业品氧化物或天然矿物为原料；添加氧化物或氟化物或氯化物或硝酸盐或硫酸盐等中的一种或其中的任意组合作为矿化剂；并引入木屑、木素、炭黑、沥青、石墨、煤炭、焦炭、木炭中一种或其中的任意组合作为增孔剂，配比后干法共粉磨，通过风选分级得到粉料，再在成球机中成球，烘干后在竖窑或回转窑中快速烧成，破碎后即可得到耐火骨料。该法所制备的微孔高强烧结耐火骨料晶体结构具有大量均匀分布晶内封闭微气孔，开口气孔率低，该产品体密低、热导率低（保温性能好）、抗冲刷和耐侵蚀性能强等优异性能。【专利说明】
本专利技术属于烧结耐火材料
。具体涉及。
技术介绍
耐火材料的技术进步和高温工业的发展相互依赖、互相促进，耐火材料对于现代高温技术已不仅是消耗性的材料，而且是实现高温新技术所必需的功能型材料。随着全球资源和能源的紧缺，节能降耗、低碳环保已成为各领域研究的方向，因此，对耐火材料的保温隔热作用提出了更新更高的要求。耐火材料中约70%用于钢铁冶炼，但与国际先进水平相比，我国钢铁冶炼吨钢能源消耗高出20-40%，吨钢耐火材料消耗与世界发达国家相比差距较大。在钢铁冶炼过程中，钢包是储存、运输与精炼钢水的重要设备，许多新的钢种都是在钢包中完成的。其耐火材料与钢水接触时间长，温度高，是钢水夹杂物的主要来源之一。因此，耐火材料保温性能，将直接影响着出钢和钢包中钢水温度的保温，从而对最终产品的质量造成影响。因此，使用微孔高强烧结耐火骨料其导热率低，强度高，有利于钢水精炼时的保温，减少热量损失。在化工容器、工业炉窑的工作面同样需要轻质保温高强的耐火材料。由于传统的轻质隔热耐火材料的绝热效果优良，但抗侵蚀耐冲刷能力、以及强度与耐磨性都较差，通常不能直接用作工作面，而是作为保温层或永久层，使用温度低，难以满足高温下的需求；在产品形式上轻质隔热材料以定型制品为主，随着当今不定型耐火材料已成为高温工业发展的主流，与日本、美国等发 达国家相比，我国的不定型耐火材料还原很大的发展空间，由于目前轻质材料存在连贯大气孔，难以制备高强度的耐火骨料，不能满足定型或不定型耐火材料的生产工艺要求，因此制约了轻质耐火材料的发展。综上所述，研究轻质微孔高强烧结耐火骨料，对满足高温领域耐火材料发展需求，具有很好的推动作用。采用微孔高强烧结耐火骨料制备的耐火材料具有热导率低、强度高、耐高温、抗侵蚀等优良性能，可直接应用于化工容器、工业窑炉等高温场所的工作层。
技术实现思路
本专利技术的任务旨在提供一种具有显气孔率和普通烧结材料相似，但体积密度相对较小，且热导率较低、强度和使用性能与致密耐火材料相近，晶体内形成均匀分布微小气孔的微孔高强烧结耐火骨料及其制备方法。为实现上述任务，本专利技术所采用的技术方案是:该微孔高强烧结耐火骨料的原料是以粒径< IOmm的一种或多种工业品氧化物或天然矿物为原料；添加0-5 wt%的氧化物或氟化物或氯化物或硝酸盐或硫酸盐等中的一种或其中的任意组合作为矿化剂；并引入f 15wt% (外加)木屑、木素、炭黑、浙青、石墨、煤炭、焦炭、木炭......等中一种或其中的任意组合作为增孔剂。按一定配比的原料、矿化剂、增孔剂预先混合，在间隙式或连续式球磨机中干法共粉磨，通过I飞级风选分级得到混合均匀细度中位径在0.5^8um的合格粉料，再在卧式或圆盘式成球机中成球，烘干后在1600-1950°C条件下竖窑或回转窑中快速烧成，破碎后即可得到微孔高强烧结耐火骨料。原料研磨采用间隙或连续式球磨机有利于实现连续工业化大生产，该磨机产量大，能及时将合格细粉排出，减少过粉碎现象，同时产品粒度均匀，产品细度可调节。出磨粉料经过I飞台串并联风选设备，确保粒度合格均匀，多峰粒径组成有利于成球坯体致密度的提闻。在卧式或圆盘式成球机中成球，球还大小为15~35mm,再在1600~1950°C条件下竖窑或回转窑中快速烧成，烧后产物经破碎后即可得到微孔轻量刚玉耐火骨料。在上述技术方案中:工业品氧化物或天然矿物其粒径< IOmm ;所用矿化剂的氧化物或氟化物或氯化物或硝酸盐或硫酸盐等为工业纯，含量> 99%，其粒径< 0.01mm ;增孔剂木屑、木素、炭黑、浙青、石墨、煤炭、焦炭、木炭......，其干基灰分< 2%,粒径< 0.01mm ;按一定配比的原料在间隙或连续式球磨机中连续粉磨，通过I飞级风选分级得到混合均匀细度中位径在0.5-8um的合格粉料，再在卧式或圆盘式成球机中成球，烘干后在1600-1950°C条件下竖窑或回转窑中快速烧成，破碎后即可得到微孔高强烧结骨科。由于采用上述技术方案，一方面，以工业品氧化物或天然矿物为原料经间隙或连续式球磨机超细粉磨，保证了物料的均匀混合，在提高物料细度的同时增加了微颗粒的比表面积，从而提高了物料反应活性。由于微细颗粒在研磨时受到研磨球的霹雳作用，其表面能增大、晶格缺陷增多、反应活性更高，有利于高温时晶界扩散速度的提高，微气孔易被晶体所包裹，而形成封闭气孔。如添加必要的矿化剂，更有利于晶界扩散速度的提高，增加封闭气孔的数量。由于矿化剂的引入，烧结时能有效降低材料的烧结温度，同时在高温烧结时具有脱杂功效，形成易挥发逸散的盐，有提纯产品品质的效果。因此对降低烧成作业的难度、降低燃耗和生产成本都是有利的；而木屑、木素、炭黑、浙青、石墨、煤炭、焦炭、木炭等易烧失物作为增孔剂的引入，提高了产品内微气孔的数量，增加晶体内部形成封闭气孔的几率，从而形成理想的封闭微小气孔。 球坯成型我们选择采用半干法工艺的卧式或圆盘式成球机，以少量的水或添加微量有机物为结合剂，球坯含水量在5~25%，相对于湿法细磨及烘干(泥浆水分在45~80%)，要大大的节约燃耗，同时由于采用多峰粉体物料，使球坯更致密，减少了大气孔(显气孔)的形成，彼此微晶间更贴近，有利于晶体的生长和封闭气孔的增加。利用竖窑或回转窑烧成，物料在竖窑或回转窑中烧成停留时间较短，气孔得不到充分排除而封闭在物料中。因为上述三方面的协同作用，最终获得微孔高强烧结骨料。本专利技术所制备的微孔高强烧结耐火骨料其体积密度介于普通烧结骨料的70、5%，开口气孔含量为2~6%，闭口气孔含量为5~35%，平均孔径为0.5~5 μ m。因此，该法所制备的微孔高强烧结耐火骨料具有显气孔率低、体密低、热导率低、抗冲刷和耐侵蚀性能强等特点，是替代普通烧结骨料的新材料，节能降耗明显，符合国家产业政策，具有很好的应用前景和社会意义。【具体实施方式】下面结合【具体实施方式】对本专利技术作进一步的描述，并非对保护范围的限制: 为避免重复，先将本【具体实施方式】所涉及的原料和工艺参数统一描述如下，实施例中不再重复:所用原料是以粒径< IOmm的一种或多种工业品氧化物或天然矿物；添加0-5wt%的氧化物或氟化物或氯化物或硝酸盐或硫酸盐等中的一种或其中的任意组合作为矿化剂；并引入广15 wt% (外加)木屑、木素、炭黑、浙青、石墨、煤炭、焦炭、木炭......等中一种或其中的任意组合作为增孔剂。按一定配比的原料、矿化剂、增孔剂预先混合，在间隙式或连续式球磨机中干法共粉磨，通过I飞级风选分级得到混合均匀细度中位径在0.5-8um的合格粉料，再在卧式或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微孔高强烧结耐火骨料的制备方法，其特征在于，制备该微孔高强烧结耐火骨料的原料是：以粒径＜10mm的一种或多种工业品氧化物或天然矿物为原料；添加氧化物或氟化物或氯化物或硝酸盐或硫酸盐中的一种或其中的任意组合作为矿化剂；并引入木屑、木素、炭黑、沥青、石墨、煤炭、焦炭、木炭中一种或其中的任意组合作为增孔剂；按配比的原料、矿化剂、增孔剂预先混合，在间隙式或连续式球磨机中干法共粉磨，通过1~5级风选分级得到混合均匀细度中位径在0.5‑8um 的合格粉料，再在成球机中成球，烘干后快速烧成，破碎后即可得到微孔高强烧结耐火骨料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李正坤，张家勤，谈福桂，
申请(专利权)人：江苏晶鑫高温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32