一种高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料及其制备方法。其技术方案是：将含硅原料、镁盐、含锌原料和铁粉混合，压制成型，还原气氛下热处理，研磨，筛分，得到A物料。将A物料、硼酸、表面活性剂、增稠剂和添加剂混合，加水，球磨，得到混合料浆。将镁砂细粉、含硅原料、镁盐和A物料混合，压制成型；热处理，真空浸渍，再热处理，研磨，筛分，得到B物料和C物料。将镁砂颗粒、镁砂细粉、含硅原料、B物料、C物料和A物料混合，压制成型，热处理，即得高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料。本发明专利技术原料来源广泛，生产成本低；所制备的高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料常温耐压强度大、热震稳定性优良、荷重软化温度高和抗侵蚀性优异。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镁橄榄石质耐火材料
具体涉及一种高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料及其制备方法。
技术介绍
镁橄榄石晶体具有熔点高、导热系数低、化学性质稳定、耐金属熔体和渣侵蚀性高等优良特性。而天然镁橄榄石不仅杂质含量较高且烧失量大，即使经高温煅烧处理，仍不能满足高档耐火制品的要求，严重影响了耐火材料生产和耐火材料产品的推广。现有技术中有关镁橄榄石制备的方法，都存在一定的不足。主要表现为原料中的杂质含量较高，以及受制备方法的限制，使所制备的镁橄榄石高温性质不稳定，显著影响产物的高温性能，进而无法与侵蚀介质、还原气氛、碱性粉尘等接触的高温环境下长期使用，限制了其在耐火制品中的应用。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术存在的缺陷，目的是提供一种原料来源广泛和生产成本低的高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料的制备方法；用该方法制备的高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料常温耐压强度大、热震稳定性优良、荷重软化温度高和抗侵蚀性优异。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的具体步骤是：第一步、将20~50wt%的含硅原料、20~40wt%的镁盐、10~30wt%的含锌原料和5~20wt%的铁粉混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型，于还原气氛和800~1200℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.045mm的A物料。第二步、将50~70wt%的所述A物料、1~10wt%的硼酸、5~15wt%的表面活性剂、5~15wt%的增稠剂和3~15wt%的添加剂混合均匀，即得混合料；外加所述混合料30~60wt%的水，球磨，得到混合料浆。第三步、将40~60wt%的镁砂细粉、30~50wt%的所述含硅原料、5~15wt%的所述镁盐和1~10wt%的所述A物料混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；于1000~1300℃条件下热处理3~6小时，然后置于所述混合料浆中真空浸渍3~6小时，再于1400~1600℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度为1~3mm的B物料和粒度小于1mm的C物料。第四步、将30~50wt%的镁砂颗粒、1~10wt%的所述镁砂细粉、1~10wt%的所述含硅原料、10~20wt%的所述B物料、10~20wt%的所述C物料和1~10wt%的所述A物料混合均匀，在150~180MPa条件下压制成型，于1400~1600℃条件下热处理3~6小时，即得高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料。所述含硅原料为石英砂或为熔石英，所述含硅原料中SiO2的含量大于98wt%，所述含硅原料的粒度小于0.088mm。所述镁盐为硝酸镁或为硫酸镁，所述硝酸镁中Mg(NO3)2的含量大于99wt%，所述硫酸镁中MgSO4的含量大于99wt%，所述镁盐的粒度小于0.088mm。所述含锌原料为硫酸锌或为磷酸锌，所述硫酸锌中ZnSO4的含量大于99wt%，所述磷酸锌中Zn3(PO4)2的含量大于99wt%，所述含锌原料的粒度小于0.088mm。所述还原气氛为氢气气氛或为一氧化碳气氛。所述硼酸中H3BO3的含量大于99wt%，所述硼酸的粒度小于0.088mm。所述表面活性剂为椰油酸二乙醇酰胺或为烷基糖苷。所述增稠剂为羟乙基纤维素或为改性淀粉。所述添加剂为硅溶胶或为白炭黑，所述硅溶胶中SiO2的含量为25~30wt%，所述白炭黑中SiO2的含量大于92wt%。所述镁砂为烧结镁砂或为电熔镁砂，所述镁砂中MgO的含量大于96wt%，所述镁砂细粉的粒度小于0.088mm，所述镁砂颗粒的粒度为1~5mm。所述真空浸渍的真空度为0.01~0.06MPa。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果：本专利技术采用的原料来源广泛，生产成本低；本专利技术通过对各步骤中的气氛、粒度、成型压力及热处理等工序的严格控制，既有利于不同原料颗粒的均化及各种原料颗粒之间的紧密接触，也为微结构的形成提供了合理空间，因而所制备的高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料常温耐压强度大、热震稳定性高、荷重软化温度高和抗侵蚀性优异。本专利技术制备的高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料经检测：常温耐压强度大于45MPa；荷重软化温度高于1600℃；热震稳定性为950℃风冷大于20次；与同类产品相比，抗侵蚀性优异。因此，本专利技术原料来源广泛，生产成本低；所制备的高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料常温耐压强度大、热震稳定性优良、荷重软化温度高和抗侵蚀性优异。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，并非对其保护范围的限制。为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的物料真空浸渍的真空度统一描述如下，实施例中不再赘述：所述含硅原料中SiO2的含量大于98wt%，所述含硅原料的粒度小于0.088mm。所述硝酸镁中Mg(NO3)2的含量大于99wt%，所述硫酸镁中MgSO4的含量大于99wt%；所述镁盐的粒度小于0.088mm。所述硼酸中H3BO3的含量大于99wt%，所述硼酸的粒度小于0.088mm。所述含锌原料的粒度小于0.088mm；所述硫酸锌中ZnSO4的含量大于99wt%，所述磷酸锌中Zn3(PO4)2的含量大于99wt%。所述硅溶胶中SiO2的含量为25~30wt%，所述白炭黑中SiO2的含量大于92wt%。所述镁砂中MgO的含量大于96wt%，所述镁砂细粉的粒度小于0.088mm，所述镁砂颗粒的粒度为1~5mm。所述真空浸渍的真空度为0.01~0.06MPa。实施例1一种高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料及其制备方法。本实施例的具体步骤是：第一步、将30~50wt%的含硅原料、20~30wt%的镁盐、20~30wt%的含锌原料和5~15wt%的铁粉混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型，于还原气氛和800~1100℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.045mm的A物料。第二步、将50~60wt%的所述A物料、5~10wt%的硼酸、10~15wt%的表面活性剂、5~10wt%的增稠剂和5~15wt%的添加剂混合均匀，即得混合料；外加所述混合料30~50wt%的水，球磨，得到混合料浆。第三步、将40~50wt%的镁砂细粉、40~50wt%的所述含硅原料、5~10wt%的所述镁盐和1~6wt%的所述A物料混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；于1000~1200℃条件下热处理3~6小时，然后置于所述混合料浆中真空浸渍3~6小时，再于1400~1500℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度为1~3mm的B物料和粒度小于1mm的C物料。第四步、将30~40wt%的镁砂颗粒、1~10wt%的所述镁砂细粉、1~10wt%的所述含硅原料、15~20wt%的所述B物料、10~20wt%的所述C物料和1~10wt%的所述A物料混合均匀，在150~180MPa条件下压制成型，于1400~1600℃条件下热处理3~6小时，即得高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料。本实施例中：所述含硅原料为石英砂；所述镁盐为硝酸镁；所述含锌原料为硫酸锌；所述还原气氛为氢气气氛；所述表面活性剂为椰油酸二乙醇酰胺；所述增稠剂为羟乙基纤维素；所述添加剂为硅溶胶；所述镁砂为烧结镁砂。实施例2一种高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料及其制备方法。除下述物料外，其余同实施例1：所述含硅原本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：第一步、将20~50wt%的含硅原料、20~40wt%的镁盐、10~30wt%的含锌原料和5~20wt%的铁粉混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型，于还原气氛和800~1200℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.045mm的A物料；第二步、将50~70wt%的所述A物料、1~10wt%的硼酸、5~15wt%的表面活性剂、5~15wt%的增稠剂和3~15wt%的添加剂混合均匀，即得混合料；外加所述混合料30~60wt%的水，球磨，得到混合料浆；第三步、将40~60wt%的镁砂细粉、30~50wt%的所述含硅原料、5~15wt%的所述镁盐和1~10wt%的所述A物料混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；于1000~1300℃条件下热处理3~6小时，然后置于所述混合料浆中真空浸渍3~6小时，再于1400~1600℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度为1~3mm的B物料和粒度小于1mm的C物料；第四步、将30~50wt%的镁砂颗粒、1~10wt%的所述镁砂细粉、1~10wt%的所述含硅原料、10~20wt%的所述B物料、10~20wt%的所述C物料和1~10wt%的所述A物料混合均匀，在150~180MPa条件下压制成型，于1400~1600℃条件下热处理3~6小时，即得高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料；所述含硅原料为石英砂或为熔石英，所述含硅原料中SiO2的含量大于98wt%，所述含硅原料的粒度小于0.088 mm；所述镁盐为硝酸镁或为硫酸镁，所述硝酸镁中Mg(NO3)2的含量大于99wt%，所述硫酸镁中MgSO4的含量大于99wt%，所述镁盐的粒度小于0.088mm；所述含锌原料为硫酸锌或为磷酸锌，所述硫酸锌中ZnSO4的含量大于99wt%，所述磷酸锌中Zn3(PO4)2的含量大于99wt%，所述含锌原料的粒度小于0.088mm。...
【技术特征摘要】
1.一种高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：第一步、将20~50wt%的含硅原料、20~40wt%的镁盐、10~30wt%的含锌原料和5~20wt%的铁粉混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型，于还原气氛和800~1200℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.045mm的A物料；第二步、将50~70wt%的所述A物料、1~10wt%的硼酸、5~15wt%的表面活性剂、5~15wt%的增稠剂和3~15wt%的添加剂混合均匀，即得混合料；外加所述混合料30~60wt%的水，球磨，得到混合料浆；第三步、将40~60wt%的镁砂细粉、30~50wt%的所述含硅原料、5~15wt%的所述镁盐和1~10wt%的所述A物料混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；于1000~1300℃条件下热处理3~6小时，然后置于所述混合料浆中真空浸渍3~6小时，再于1400~1600℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度为1~3mm的B物料和粒度小于1mm的C物料；第四步、将30~50wt%的镁砂颗粒、1~10wt%的所述镁砂细粉、1~10wt%的所述含硅原料、10~20wt%的所述B物料、10~20wt%的所述C物料和1~10wt%的所述A物料混合均匀，在150~180MPa条件下压制成型，于1400~1600℃条件下热处理3~6小时，即得高温窑炉用镁橄榄石质耐火材料；所述含硅原料为石英砂或为熔石英，所述含硅原料中SiO2的含量大于98wt%，所述含硅原料的粒度小于0.088mm；所述镁盐为硝酸镁或为硫酸镁，所述硝酸镁中Mg(NO3)2的含量大于99wt%，所述硫酸镁中M...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈少一，刘浩，王周福，王玺堂，马妍，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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