一种含钙尖晶石耐火原料及其制备方法技术

本发明专利技术具体涉及一种含钙尖晶石耐火原料及其制备方法。其技术方案是：先将55~75wt%的氧化铝原料、20~40wt%的氧化镁原料和1~10wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体；再将坯体在110~200℃条件下保温12~48小时，置入高温窑，在1600~1850℃条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石耐火原料。本发明专利技术制备的含钙尖晶石耐火原料具有优异的粘挂窑皮性能和良好的高温使用性能，能有效提高水泥窑烧成带用方镁石-尖晶石砖的挂窑皮性，提高方镁石-尖晶石砖的抗热震性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于尖晶石耐火原料
，具体涉及ー种含钙尖晶石耐火原料及其制备方法。
技术介绍
镁铝尖晶石(MA)是ー种熔点高、热膨胀系数小(热膨胀系数(20 1000で)为7· 6X ΚΠ1)、热导率低(1000°C为5. 82ff/( m -K))、耐磨损、还原气氛下体积稳定性优良、抗K2O的硫酸盐侵蚀性强和抗Na2O的硫酸盐侵蚀性强的材料。 方镁石-尖晶石砖具有良好的热震稳定性，以及抗碱、氯、硫侵蚀性好等优点，是水泥窑用无铬碱性耐火材料未来发展的趋势。但是方镁石-尖晶石砖也存在弱点，即砖体粘挂窑皮性能较差，且砖中尖晶石组分在过热条件下易于水泥熟料中的C3S或C3A反应生成低熔点的C12A7，尖晶石与水泥熟料组分中C3S和C3A反应如下(brick)(liquid phase)^12^7 (Mayenite phase)+M+しー+し山叫“ phase) ■^■(brick)+Lc3A (し过，Al，Si, Jh β}し 12八7 (Mayenite phase)+M+ L(iiquid phase) °故导致窑皮烧流，造成尖晶石矿物的蚀损，以上不足限制了它在水泥回转窑烧成带的使用。水泥回转窑的窑皮是由水泥熟料或粉尘自液相或半液相变成固体形成的。回转窑的窑皮具有保护耐火砖，降低高温、熟料液相及窑内气氛对耐火砖的剥落和侵蚀损毀，同时窑皮可以储存热能，降低回转窑的热损失。水泥回转窑由于服役龄期长，要求水泥回转窑用耐火砖具有良好的粘挂窑皮性能。研究具有优异的粘挂窑皮性能和良好的高温使用性能的尖晶石耐火原料，解决目前水泥窑用方镁石-尖晶石砖使用中存在的问题，实现水泥窑用耐火材料的长寿化和加快水泥行业的节能降耗，成为耐火材料行业的ー项重要课题。
技术实现思路
本专利技术g在克服现有技术缺陷，目的是提供ー种粘挂窑皮性能优异和高温使用性能良好的含钙尖晶石耐火原料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是先将55 75wt%的氧化铝原料、20 ^40wt%的氧化镁原料和10wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体；将坯体在11(T20(TC条件下保温12 48小时；再置入高温窑，在1600 1850で条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石耐火原料。所述氧化铝原料为エ业氧化铝、氢氧化铝、氧化铝微粉中的ー种以上；氧化铝中的Al2O3 含量ミ 96wt%,粒径< 1mm。所述氧化镁原料为轻烧氧化镁、氢氧化镁、菱镁矿中的ー种以上；氧化镁中的MgO含量> 96wt%,粒径< 1_。所述生白云石为市售矿物原料，生白云石的CaO3 · MgCO3含量彡98wt%,粒径ミ Imm0所述共磨的设备为球磨机，共磨后的混合料粒径彡O. 088mm占90%以上。所述混练是在烘干的混合料中加入混合料3 5wt%的有机结合剂进行混合；有机结合剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚こ烯醇、木质素磺酸钙中的ー种以上。由于采用上述技术方案，本专利技术利用镁铝尖晶石中引入的CaO制备出含ー种以上含钙物相的复相镁铝尖晶石原料。采用含钙尖晶石耐火原料所制备的方镁石-尖晶石砖在水泥回转窑烧成带使用过程中，利用水泥熟料中的C3A等液相或半液相与复相尖晶石原料中含钙物相在高温下发生化学反应，原位生成具有较高熔点的铝酸钙系化合物，而不是低熔点的C12A7,覆盖在方镁石-尖晶石砖砖体表面，减少了水泥熟料与该砖体的接触面积，有效缓冲水泥熟料中的液相对窑皮的剥落；同时，该砖中的镁铝尖晶石原料所含的弾性含钙物相能吸收热应力，进ー步提高了方镁石-尖晶石砖的抗热震性能。本专利技术所制备的含钙尖晶石耐火原料的主要物理性能是体积密度为2. 70 3. 50g/cm3,显气孔率为5 20%，耐压强度为40 70MPa。XRD检测结果为主晶相是MgAl2O4,次晶相为 CaAl4O7'或为 CaAl12O19、或为 CaAl4O7 和 CaAl12O190因此，本专利技术制备的含钙尖晶石耐火原料具有优异的粘挂窑皮性能和良好的高温使用性能，能有效提高水泥窑烧成带用方镁石-尖晶石砖的挂窑皮性，提高方镁石-尖晶石砖的抗热震性。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进ー步的描述，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技术參数统ー描述如下，实施例中不再赘述エ业氧化招、氢氧化招和氧化招微粉中的Al2O3含量> 96wt%,粒径< Imm ;轻烧氧化镁、氢氧化镁和菱镁矿中的MgO含量彡96wt%，粒径彡Imm;生白云石为市售矿物原料，生白云石的CaO3 · MgCO3含量> 98wt%,粒径；^ Imm ;共磨的设备为球磨机,共磨后的混合料粒径(O. 088mm占90%以上；混练是在烘干的混合料中加入混合料3 5wt%的有机结合剂进行混合，有机结合剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚こ烯醇、木质素磺酸钙中的ー种以上。实施例I 先将55飞5wt%的氧化铝原料、3(T40wt%的氧化镁原料和f5wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体；将坯体在11(T20(TC条件下保温12 48小时，再置入高温窑，在1600 1730で条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石耐火原料。本实施例中，氧化铝原料为エ业氧化铝；氧化镁原料为轻烧氧化镁。本实施例所制备的含钙耐火原料的主要物理性能是体积密度为2.70 3. 20g/cm3，显气孔率为5 20%，耐压强度为40 70MPa ;XRD检测结果为主晶相是MgAl2O4，次晶相是 CaAl4O715 实施例2 先将65 75wt%的氧化铝原料、2(T30wt%的氧化镁原料和5 10wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体，将坯体在11(T200°C条件下保温12 48小时；再置入高温窑，在173(T185(TC条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石耐火原料。本实施例中，氧化铝原料为氢氧化铝微粉；氧化镁原料为菱镁矿。本实施例所制备的含钙耐火原料的主要物理性能是体积密度为3.00 3. 50g/cm3，显气孔率为5 20%，耐压强度为40 70MPa ;XRD检测结果为主晶相是MgAl2O4，次晶相是 CaAl12O1915实施例3 。除下述原料外，其余同实施例I : 氧化铝原料为氧化铝微粉；氧化镁原料为氢氧化镁外。本实施例所制备的含钙耐火原料的主要物理性能是体积密度为2. 70 3. 20g/cm3，显气孔率为5 20%，耐压强度为40 70MPa。XRD检测结果为主晶相是 MgAl2O4,次晶相是 CaAl4O7 和 CaAl12Oigo实施例4 。除下述原料外，其余同实施例I : 氧化铝原料为エ业氧化铝和氧化铝微粉；氧化镁原料为轻烧氧化镁。本实施例所制备的含钙耐火原料的主要物理性能是体积密度为2. 70 3. 20g/cm3，显气孔率为5 20%，耐压强度为40 70MPa。XRD检测结果为主晶相是 MgAl2O4,次晶相是 CaAl4O7O实施例5 。除下述原料外，其余同实施例2 : 氧化铝原料为エ业氧化铝和氢氧化铝；氧化镁原料为氢氧化镁。本实施例所制备的含钙耐火原料的主要物理性能是体积密度为2. 70 3. 20g/cm3，显气孔率为5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含钙尖晶石耐火原料的制备方法，其特征在于先将55 75wt%的氧化铝原料、20 ^40wt%的氧化镁原料和10wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体，将坯体在11(T20(TC条件下保温12 48小时；再置入高温窑，在160(Tl85(rC条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石耐火原料。2.根据权利要求I所述的含钙尖晶石耐火原料的制备方法，其特征在于所述氧化铝原料为工业氧化铝、氢氧化铝、氧化铝微粉中的一种以上；氧化铝中的Al2O3含量> 96wt%，粒径 < 1_。3.根据权利要求I所述的含钙尖晶石耐火原料的制备方法，其特征在于所述氧化镁原料为轻烧氧化镁、氢氧化镁、菱镁矿中的一种以上；氧化镁中的MgO...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾华志，罗琼，李正坤，黄奥，张家勤，李寅，
申请(专利权)人：武汉科技大学，江苏晶鑫高温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：