CN104961485A - 一种高热震性镁尖晶石耐火材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高热震性镁尖晶石耐火材料，其理化指标为MgO≥83％，Al2O3：12-14％，Fe2O3≤1.0％，SiO2≤1.2％，体积密度：2.90-3.00g/cm3，显气孔率≤18％，常温耐压强度≥60MPa，荷重软化温度≥1700℃，热震稳定性≥16次；由以下原料按重量份配比而成：2≤粒度＜4mm的高纯镁砂20～30份，1≤粒度＜2mm的高纯镁砂8～12份，0≤粒度＜1mm的高纯镁砂11～15份，200目的高纯镁砂17～21份，0≤粒度＜1mm的电熔镁砂6～9份，200目的电熔镁砂6～9份，2≤粒度＜4m的电熔镁铝尖晶石3～7份，1≤粒度＜2mm的电熔镁铝尖晶石3～7份，0≤粒度＜1mm的电熔镁铝尖晶石3～7份，200目的α－Al2O3粉2～5份，结合剂2～5份。本发明复合材料所制成的耐材制品在石灰窑上达到5年以上的预期使用寿命；在RH炉中、上部槽达到1000次以上。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，特别涉及一种高热震性镁尖晶石耐火材料及其制备方法。
背景技术
镁尖晶石耐火材料是无机非金属材料、碱性耐火制品，具有耐火度高、耐磨性好，抗碱侵蚀性能力强，尤其是有很好的热震稳定性，寿命可达5年左右。
遗憾的是，能做出高热震性镁尖晶石耐火材料(抗热震性()16次以上)的工厂几乎只有奥地利的奥镁公司。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高热震性镁尖晶石耐火材料及其制备方法，使耐材制品在炉窑上的使用寿命明显著提高，提高企业的竞争能力。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高热震性镁尖晶石耐火材料，其理化指标为MgO≥83％，Al2O3：12-14％，Fe2O3≤1.0％，SiO2≤1.2％，体积密度：2.90-3.00g/cm3，显气孔率≤18％，常温耐压强度≥60MPa，荷重软化温度≥1700℃，热震稳定性≥16次；由以下原料按重量份配比而成：2≤粒度＜4mm的高纯镁砂20～30份，1≤粒度＜2mm的高纯镁砂8～12份，0≤粒度＜1mm的高纯镁砂11～15份，200目的高纯镁砂17～21份，0≤粒度＜1mm的电熔镁砂6～9份，200目的电熔镁砂6～9份，2≤粒度＜4m的电熔镁铝尖晶石3～7份，1≤粒度＜2mm的电熔镁铝尖晶石3～7份，0≤粒度＜1mm的电熔镁铝尖晶石3～7份，200目的α－Al2O3粉2～5份，结合剂2～5份。
所述的镁铝尖晶石中MgO+Al2O3≥98％，SiO2≤0.6％。
所述的结合剂为纸浆。
一种高热震性镁尖晶石耐火材料的其制备方法，按以下步骤完成：
1)原料粉碎筛分细磨：将高纯镁砂在破碎机中破碎，分别制成2≤粒度＜4mm、1≤粒度＜2mm、0≤粒度＜1mm、200目的四种粒径的原料，将电熔镁砂在破碎机中破碎，分别制成0≤粒度＜1mm、200目的两种粒径的原料，将电熔镁铝尖晶石在破碎机中破碎，分别制成2≤粒度＜4m、1≤粒度＜2mm、0≤粒度＜1mm的三种粒径的原料；
2)配比：按上述配方称取原料；
3)混练：先将200目α－Al2O3微粉与0≤粒度＜1mm的电熔镁砂预混，采用行星式混砂机，然后加入结合剂纸浆，再依次加入2≤粒度＜4mm、1≤粒度＜2mm、200目高纯镁砂，200目电熔镁砂，2≤粒度＜4m、1≤粒度＜2mm、0≤粒度＜1mm电熔镁铝尖晶石，净混时间不低于12min，然后出料；
4)成型:成型采用630t压机，布料均匀，轻打3～5次；
5)制品烧成：在干燥窑100～120℃干燥12～14h后码砖，入110m高温隧道窑烧成，推车制度：110～120min/车，零压位控制在第一对烧嘴前1～2个车位位置，最高烧成温度1740℃，保温时间不低于6h，采用60～70℃/h降温速度；
6)出窑拣选：产品出窑后拣选；
7)产品检测：对生产的镁尖晶石砖的显气孔率和体积密度、荷重软化温度、常温耐压强度和抗热震性进行检测；
8)验收及包装：验收及包装按国家标准执行。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明复合材料所制成的耐材制品在石灰窑上达到5年以上的预期使用寿命；在RH炉中、上部槽达到1000次以上。
由于α-Al2O3微粉具有表面缺陷多、能态高、活性大易于烧结的特点，有利于尖晶石的形成。利用镁尖晶石与镁砂之间线膨胀系数的差异来调整耐火材料抗热震性能，复相改性，发挥复合材料的良好性能。对提高我国耐火材料的技术水平，提升行业竞争能力，以及本地区的经济发展也有重要的影响意义。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进一步说明：
下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
一种高热震性镁尖晶石耐火材料，其原料包含2-4mm(指大于等于2mm小于4mm)高纯镁砂20～30份，1-2mm(指大于等于1mm小于2mm)高纯镁砂8～12份，0-1mm(指大于等于0mm小于1mm)高纯镁砂11～15份，200目(小于0.074mm)高纯镁砂17～21份，1-0mm电熔镁砂6～9份，200目电熔镁砂6～9份，2-4mm电熔镁铝尖晶石3～7份，1-2mm电熔镁铝尖晶石3～7份，0-1mm电熔镁铝尖晶石3～7份，200目α－Al2O3粉2～5份，结合剂2～5份。
上述复合材料原料选用：镁尖晶石耐火材料生产所用原料：97.5高纯镁砂、97电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石、α－Al2O3，原料指标见表2。
表2主要原料指标
下面给出实施例1-3高热震性镁尖晶石耐火材料及制备方法。实施例1-3高热震性镁尖晶石耐火材料的配方见表2。
表3：实施例1-3高热震性镁尖晶石耐火材料的配方
| 配料 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 2-4mm高纯镁砂 | 25 | 20 | 27 |
| 1-2mm高纯镁砂 | 10 | 11 | 8 |
| 0-1mm高纯镁砂 | 13 | 11 | 12 |
| 200目高纯镁砂 | 19 | 17 | 18 |
| 0-1mm 97电熔镁砂 | 7.5 | 9 | 8 |
| 200目97电熔镁砂 | 7.5 | 8 | 9 |
| 2-4mm电熔尖晶石 | 5 | 6 | 6 |
| 1-2mm电熔尖晶石 | 5 | 6 | 5 |
| 0-1mm电熔尖晶石 | 5 | 7 | 5 |
| 200目α-Al2O3 | 3 | 5 | 4 |
| 结合剂 | 3 | 3.5 | 4 |
实施例1-3的高热震性镁尖晶石耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
1)原料粉碎筛分细磨：将高纯镁砂在破碎机中破碎，分别制成0-1mm、1-2mm、2-4mm和200目的四种粒径的原料。将电熔镁砂在破碎机中破碎，分别制成0-1mm和200目的两种粒径的原料。将电熔镁铝尖晶石在破碎机中破碎，分别制成0-1mm、1-2mm、2-4mm三种粒径的原料。
2)配比：按上述配方称取原料。
3)混练：先取200目的α－Al2O3微粉与1-0mm电熔镁砂1-0mm预混；采用行星式混砂机，然后加入结合剂纸浆，再依次加入0-1mm、1-2mm、2-4mm和200目高纯镁砂，200目的电熔镁砂，0-1mm、1-2mm、2-4mm的电熔镁铝尖晶石，净混时间不低于12min，然后出料。
4)成型:成型采用630t压机，布料均匀，轻打3～5次；
5)制品烧成：在干燥窑100～120℃干燥12～14h后码砖，入110m高温隧道窑烧成，推车制度：110～120min/车，零压位控制在第一对烧嘴前1～2个车位位置，最高烧成温度1740℃，保温时间不低于6h，采用60～70℃/h降温速度；
6)出窑拣选：产品出窑后，拣选，拣选执行标见表4：
表4产品的尺寸偏差及外观质量
7)产品检测：分别依据GB/T 2997—2000、GB/T 5989-2008、GB/T 5072—2008、YB/T376.1—1995对生产的镁尖晶石砖的显气孔率和体积密度、荷重软化温度、常温耐压强度和抗热震性进行检测；
8)验收及包装
1验收：
1.1每批砖的重量不得超过100t。
1.2砖的取样、验收按YB 367-75《耐火制品取样、验收、保管和运输规则》进行。
2包装、运输、贮存及质量证明书：
2.1砖的包装、运输和贮存按YB 367-75《耐火制品取样、验收、保管和运输规则》进行。
2.2砖出厂时必须附有技术监督部门签发的质量证明书、标明供方名称或厂标、需方名称、发货日期、合同号、标准编号、产品名称、牌号、砖号、批号、尺寸、外观、断面及理化指标。
9)理化指标：高热震性镁尖晶石耐火材料实施例的理化指标见表5：
表5高热震性镁尖晶石耐火材料实施例的理化指标
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| w(MgO)/％ | ≥83 | ≥89 | ≥85 |
| w(Al2O3)/％ | 12 | 14 | 13 |
| w(Fe2O3)/％ | ≤1.0 | ≤0.96 | ≤0.91 |
| w(SiO2)/％ | ≤1.2 | ≤1.0 | ≤1.1 |
| 体积密度/g/cm3 | 3.00 | 2.90 | 2.98 |
| 显气孔率/％ | ≤18 | ≤16 | ≤17 |
| 常温耐压强度/MPa | ≥60 | ≥68 | ≥65 |
| 荷重软化温度，T0.6(℃)0.2MPa | ≥1700 | ≥1750 | ≥1800 |
| 热震稳定性(1100℃水冷、次) | ≥16 | ≥20 | ≥18 |
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。
Claims (4)
1.一种高热震性镁尖晶石耐火材料，其特征在于，其理化指标为MgO≥83%，Al2O3：12-14%，Fe2O3≤1.0%，SiO2≤1.2%，体积密度：2.90-3.00g/cm3，显气孔率≤18%，常温耐压强度≥60MPa，荷重软化温度≥1700℃，热震稳定性≥16次；由以下原料按重量份配比而成：2≤粒度＜4mm的高纯镁砂20～30份，1≤粒度＜2mm的高纯镁砂8～12份，0≤粒度＜1mm的高纯镁砂11～15份，200目的高纯镁砂17～21份，0≤粒度＜1mm的电熔镁砂6～9份，200目的电熔镁砂6～9份，2≤粒度＜4m的电熔镁铝尖晶石3～7份，1≤粒度＜2mm的电熔镁铝尖晶石3～7份，0≤粒度＜1mm的电熔镁铝尖晶石3～7份，200目的α－Al2O3粉2～5份，结合剂2～5份。
2.根据权利要求1所述的一种高热震性镁尖晶石耐火材料，其特征在于，所述的镁铝尖晶石中MgO+Al2O3≥98%，SiO2≤0.6%。
3.根据权利要求1所述的一种高热震性镁尖晶石耐火材料，其特征在于，所述的结合剂为纸浆。
4.一种高热震性镁尖晶石耐火材料的其制备方法，其特征在于，按以下步骤完成：
1）原料粉碎筛分细磨：将高纯镁砂在破碎机中破碎，分别制成2≤粒度＜4mm、1≤粒度＜2mm、0≤粒度＜1mm、200目的四种粒径的原料，将电熔镁砂在破碎机中破碎，分别制成0≤粒度＜1mm、200目的两种粒径的原料，将电熔镁铝尖晶石在破碎机中破碎，分别制成2≤粒度＜4m、1≤粒度＜2mm、0≤粒度＜1mm的三种粒径的原料；
2）配比：按上述配方称取原料；
3）混练：先将200目α－Al2O3微粉与0≤粒度＜1mm的电熔镁砂预混，采用行星式混砂机，然后加入结合剂纸浆，再依次加入2≤粒度＜4mm、1≤粒度＜2mm、200目高纯镁砂，200目电熔镁砂，2≤粒度＜4m、1≤粒度＜2mm、0≤粒度＜1mm电熔镁铝尖晶石，净混时间不低于12min，然后出料；
4)成型:成型采用630t压机，布料均匀，轻打3～5次；
5）制品烧成：在干燥窑100～120℃干燥12～14h后码砖，入110m高温隧道窑烧成，推车制度：110～120min/车，零压位控制在第一对烧嘴前1～2个车位位置，最高烧成温度1740℃，保温时间不低于6h，采用60～70℃/h降温速度；
6）出窑拣选：产品出窑后拣选；
7）产品检测：对生产的镁尖晶石砖的显气孔率和体积密度、荷重软化温度、常温耐压强度和抗热震性进行检测；
8）验收及包装：验收及包装按国家标准执行。
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