一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件制造技术

本发明专利技术专利涉及一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件，以电熔镁砂为骨料，以电熔镁砂细粉、高纯镁砂细粉、硅灰微粉、氧化铝微粉为基质，以氟化铝细粉作为催化剂，通过预混、混炼、成型、干燥和烧成，得到镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件。本发明专利技术方法有效利用在镁质烧成浇注料预制件中生成镁铝尖晶石晶须，提高了镁质浇注料预制件的高温力学性能和抗热震稳定性。

A kind of magnesia sintered castable Preform Reinforced by magnesia alumina spinel whisker

The invention relates to a magnesia alumina spinel whisker reinforced magnesia fired castable preform, which takes the fused magnesia as the aggregate, the fused magnesia fine powder, the high-purity magnesia fine powder, the silica fume fine powder and the alumina fine powder as the matrix, and the aluminum fluoride fine powder as the catalyst to obtain the magnesia alumina spinel whisker reinforced burnt castable by premixing, mixing, molding, drying and firing Prefabricated parts. The method effectively utilizes the formation of magnesia alumina spinel whisker in the magnesia sintered castable preform, and improves the high-temperature mechanical properties and thermal shock resistance stability of the magnesia castable preform.

【技术实现步骤摘要】
一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件
本专利技术涉及无机化工
，具体涉及一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件。
技术介绍
镁质烧成浇注料具有耐火性、抗碱性熔渣侵蚀性能好，不污染钢水等优点，在钢铁冶炼、水泥、玻璃、陶瓷等高温领域中有广阔的应用前景，但是其浇注料预制材料常温力学性能和抗热震稳定性差的问题一直制约着其进一步广泛应用。国内外科研工作者在此做了大量的应用基础研究，如将耐火纤维应用于浇注料，用于提高材料的常温强度和热震稳定性。其工艺过程是将镁铝尖晶石晶须破碎后直接掺入耐火散料中，经混炼、成型、干燥、烧成等工序。破碎的镁铝尖晶石晶须分散度不好，大多以云片状或团絮状大小不均匀的形式存在。虽然镁铝尖晶石晶须增强浇注料一定程度上提高了材料的强度和热稳定性，但是镁铝尖晶石晶须分散度不好会影响产品的整体强度和热震效果，导致样品在烧结过程中因局部温度过高而开裂，甚至发生炸裂。镁铝尖晶石晶须具有优良的耐高温、耐腐蚀、优越的热震稳定性和力学性能。镁铝尖晶石晶须的引入可以提高浇注料预制块的韧性、增加冲击强度，往往为耐热复合材料研发的首选。因此，本专利技术方法有效利用在镁质烧成浇注料预制件中原位生成镁铝尖晶石晶须，从而提高镁质烧成浇注料的高温力学性能和抗热震稳定性。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件，通过本专利技术方法制备的镁质烧成浇注料预制件由于原位生成了镁铝尖晶石晶须，使该制品耐高温、耐腐蚀，具有较强的抗热震稳定性和良好的力学性能。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件，其特征在于，以粒径为8-0.074mm的电熔镁砂为骨料，以粒径小于0.074mm的电熔镁砂细粉、粒径小于0.074mm的高纯镁砂细粉、粒径小于0.045mm的硅灰微粉、粒径小于0.045mm的氧化铝微粉为基质，粒径小于0.074mm的氟化铝细粉作为催化剂，经预混、混炼、成型、干燥、烧成，得到镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件，其具体操作步骤如下：步骤一，预混，以质量百分比计，将60-70%的粒径为8-0.074mm的电熔镁砂骨料置于搅拌机中，再将5-15%的粒径小于0.074mm的电熔镁砂细粉、5-15%的粒径小于0.074mm的高纯镁砂细粉、5-15%的粒径小于0.045mm的硅灰微粉、5-15%的粒径小于0.045mm的氧化铝微粉和1-5%的粒径小于0.074mm的氟化铝细粉倒入搅拌机中，混炼10-20分钟，得到预混物料；步骤二，混炼，外加步骤一所得预混物料总质量5-10%的水，加入到步骤一的预混物料中，置于混炼机中继续混炼10-20分钟，得到混炼后的浇注料；步骤三，成型，将混炼后的浇注料放入模具中进行成型浇注，待样品在模具中室温养护24-48小时后脱模，形成镁质浇注料预制件坯体；步骤四，干燥，将脱模后的镁质浇注料预制件坯体于100-150℃的条件下干燥24-48小时；步骤五，烧成，将干燥后的镁质浇注料预制件坯体升温至950-1250℃，保温2-6小时，继续升温至1400-1600℃，再保温2-6小时，随炉自然冷却后取出，即得到镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件。所述步骤五中第一阶段升温速率为1-3℃/min，第二阶段升温速率为10-20℃/min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件在各种原料的共同配合作用下，能够承受较大的外力作用，同时原位生长的镁铝尖晶石晶须避免样品的局部温度过高而发生炸裂，大大提高了耐火浇注料的适用范围，有利于对耐火浇注料的推广，晶须可以对砖体起到增韧的作用，晶须的长径比过大增韧效果较差，长径比过小则生成物不能成为晶须，称作晶粒，长径比为15.5~22.5之间增强效果最好。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的制备方法做进一步说明：实施例1：本实施例给出的一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件，有以下原料组成：粒径为8-0.074mm的电熔镁砂骨料65kg、粒径小于0.074mm的电熔镁砂细粉8kg、粒径小于0.074mm的高纯镁砂细粉8kg、粒径小于0.045mm的硅灰微粉8kg、粒径小于0.045mm的氧化铝微粉8kg、粒径小于0.074mm的氟化铝细粉3kg。制备镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件的具体操作步骤如下：步骤一，预混，首先将上述电熔镁砂骨料置于搅拌机中，再将上述电熔镁砂细粉、高纯镁砂细粉、硅灰微粉、氧化铝微粉和氟化铝细粉倒入搅拌机中，混炼10分钟，得到预混物料；步骤二，混炼，外加5kg水，加入到步骤一所得的预混物料中，置于混炼机中继续混炼20分钟，得到混炼后的浇注料；步骤三，成型，将混炼后的浇注料放入模具中进行成型浇注，待样品在模具中室温养护24小时后脱模，形成镁质浇注料预制件坯体；步骤四，干燥，将脱模后的镁质浇注料预制件坯体于100℃的条件下干燥24小时；步骤五，烧成，将干燥后的镁质浇注料预制件坯体以1℃/min的升温速率升温至1200℃，保温3小时，以10℃/min的升温速率继续升温至1400℃，再保温3小时，随炉自然冷却后取出，即得到镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件。本实施例制备的镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件中的镁铝尖晶石晶须的长径比为15.5。高温抗折强度为14.4MPa，抗热震稳定性为15次。实施例2：本实施例给出的一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件，有以下原料组成：粒径为8-0.074mm的电熔镁砂骨料62kg、粒径小于0.074mm的电熔镁砂细粉9kg、粒径小于0.074mm的高纯镁砂细粉9kg、粒径小于0.045mm的硅灰微粉9kg、粒径小于0.045mm的氧化铝微粉8kg、粒径小于0.074mm的氟化铝细粉3kg。制备镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件的具体操作步骤如下：步骤一，预混，首先将上述电熔镁砂骨料置于搅拌机中，再将上述电熔镁砂细粉、高纯镁砂细粉、硅灰微粉、氧化铝微粉和氟化铝细粉倒入搅拌机中，混炼15分钟，得到预混物料；步骤二，混炼，外加10kg水，加入到步骤一所得的预混物料中，置于混炼机中继续混炼10分钟，得到混炼后的浇注料；步骤三，成型，将混炼后的浇注料放入模具中进行成型浇注，待样品在模具中室温养护36小时后脱模，形成混炼后的浇注料；步骤四，干燥，将脱模后的混炼后的浇注料于120℃的条件下干燥36小时；步骤五，烧成，将干燥后的镁质浇注料预制件坯体以2℃/min的升温速率升温至1100℃，保温3.5小时，以15℃/min的升温速率继续升温至1500℃，再保温3.5小时，随炉自然冷却后取出，即得到镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件。本实施例制备的镁质烧成浇注料预制件中的镁铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件，其特征在于采用以下步骤：（1）以质量百分比计，将60-70%的粒径为8-0.074mm的电熔镁砂骨料置于搅拌机中，再将5-15%的粒径小于0.074mm的电熔镁砂细粉、5-15%的粒径小于0.074mm的高纯镁砂细粉、5-15%的粒径小于0.045mm的硅灰微粉、5-15%的粒径小于0.045mm的氧化铝微粉和1-5%的粒径小于0.074mm的氟化铝细粉倒入搅拌机中，混炼10-20分钟，得到预混物料；（2）混炼，外加步骤（1）所得预混物料总质量5-10%的水，加入到步骤（1）的预混物料中，置于混炼机中继续混炼10-20分钟，得到混炼后的浇注料；（3）成型，将混炼后的浇注料放入模具中进行成型浇注，待样品在模具中室温养护24-48小时后脱模，形成镁质浇注料预制件坯体；（4）干燥，将脱模后的镁质浇注料预制件坯体于100-150℃的条件下干燥24-48小时；（5）烧成，将干燥后的镁质浇注料预制件坯体升温至950-1250℃，保温2-6小时，再继续升温至1400-1600℃，再保温2-6小时，随炉自然冷却后取出，即得到镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件。/n...

【技术特征摘要】
1.一种镁铝尖晶石晶须增强的镁质烧成浇注料预制件，其特征在于采用以下步骤：（1）以质量百分比计，将60-70%的粒径为8-0.074mm的电熔镁砂骨料置于搅拌机中，再将5-15%的粒径小于0.074mm的电熔镁砂细粉、5-15%的粒径小于0.074mm的高纯镁砂细粉、5-15%的粒径小于0.045mm的硅灰微粉、5-15%的粒径小于0.045mm的氧化铝微粉和1-5%的粒径小于0.074mm的氟化铝细粉倒入搅拌机中，混炼10-20分钟，得到预混物料；（2）混炼，外加步骤（1）所得预混物料总质量5-10%的水，加入到步骤（1）的预混物料中，置于混炼机中继续混炼10-20分钟，得到混炼后的浇注料；（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗旭东，陈娜，李季佳，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21