一种刚玉-尖晶石轻量耐火材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105819878A(43)申请公布日2016.08.03(21)申请号201610172544.5(22)申请日2016.03.24(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市雁塔路13号(72)发明人尹洪峰高魁辛亚楼袁蝴蝶(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216代理人李郑建(51)Int.Cl.C04B35/66(2006.01)C04B38/02(2006.01)C04B35/65(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种刚玉-尖晶石轻量耐火材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种刚玉-尖晶石轻量耐火材料及其制备方法，制备的该刚玉-尖晶石轻量耐火材料在保持低导热率的情况下，形成基质部分的密度梯度和结合强度梯度，提高了高温使用性能。其制法是选取镁砂和碳作为反应原料，压制好的试样至于气氛烧结炉中，对可控气氛炉抽真空，然后充入Ar作为保护，将炉体加热一定温度并通入O2，镁砂和碳发生碳热还原反应，生成Mg蒸汽，Mg蒸汽扩散与通入的O2反应生成氧化镁，氧化镁与氧化铝微粉反应生成尖晶石使试样基质部分产生结合。具有烧成温度较低、试样气孔率、体积密度可调，耐压强度和荷重软化温度较高的特点。CN105819878ACN105819878A权利要求书1/1页1.一种刚玉-尖晶石轻量耐火材料的制备方法，其特征在于，包括下列制备步骤：步骤一，选取镁砂和碳作为反应原料，将原料破碎到0.088mm～1mm，按照MgO和C摩尔比1:1混合均匀，作为耐火材料配料中细粉部分中的造孔和反应组份；步骤二，将耐火材料原料按着一定的颗粒级配进行配料，骨料部分是轻量骨料或者是致密骨料，骨料部分与细粉部分的比例在50～80:20～50之间，其中细粉部分包含步骤一混合好的MgO和C粉体，所述的MgO和C粉体占细粉部分的20％～70％，细粉部分需要共混30分钟至90分钟，以便各组分混合均匀；步骤三，按着先加入骨料混合2～5分钟，再加入酚醛树脂稀释液混合3～5分钟，再加入细粉，混合5～20分钟，在混合机中混合时间总计在20～30分钟。混合后置于密闭容器或塑料袋中睏料2小时至6小时；步骤四，经睏料后的物料采用半干法成型，压制成一定形状；步骤五，将压制成型的试样自然凉晒半天至1天，然后在干燥设备中，采用阶段升温和保温方式进行干燥，最后在110℃保温6小时到24小时；步骤六，干燥后成型试样烧成在可控气氛炉中进行，首先对可控气氛炉抽真空，然后充入Ar作为保护气体，将炉体加热至1450℃～1650℃，到达该温度范围内即进行保温，并通入O2，控制通入O2流速，保证碳热还原反应生成的Mg蒸汽反应完全，成型试样通过反应烧结，获得具有较低体积密度和较高强度的刚玉-尖晶石轻量耐火材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的镁砂为烧结镁砂或者电熔镁砂。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳为炭黑、石墨、焦炭、煤粉、废石墨电极或者冶金过程中不可利用的细焦炭颗粒。4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述骨料是板状刚玉、轻量刚玉颗粒、轻量高铝颗粒或者它们混合物。5.权利要求1至4其中之一所述方法制备的刚玉-尖晶石轻量耐火材料。6.如权利要求5所述的刚玉-尖晶石轻量耐火材料，其特征在于，所述的刚玉-尖晶石轻量耐火材料外层致密，而内部多孔，存在从外到内的密度梯度，致密外层赋予材料抗工作介质浸渗性能，内部多孔赋予材料保温隔热性能。2CN105819878A说明书1/5页一种刚玉-尖晶石轻量耐火材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及耐火材料生产技术领域，具体涉及一种刚玉-尖晶石轻量耐火材料及其制备方法。背景技术[0002]刚玉-尖晶石质耐火材料由于其使用温度高、抗渣蚀性能好、原料易得等优势在钢包精炼炉、RH精炼炉、水泥和石灰煅烧回转窑烧成带以及有色金属冶炼等热工设备方面具有广泛的应用。以往人们主要注重高温窑衬的使用寿命和吨产品耐火材料消耗，为此高温窑衬长期倚重于重质耐火材料，其具有良好的抗侵蚀性和较高的使用寿命。随着能源危机成为全球最为关切的问题之一，节能降耗已成为政府和企业主要控制和考核的指标之一。随着对耐火材料研究的深入，该领域科技工作者提出了轻量耐火材料的概念，该类耐火材料体积密度介于轻质耐火材料和重质耐火材料之间，通过在耐火材料中引入轻量骨料，可以做到在不显著降低耐火材料高温使用性能的前提下，降低耐火材料高温工作衬的体积密度，业已研究表明隔热耐火材料越靠近高温工作面，其隔热节能效果越好。为此用引入轻量骨料的轻量耐火材料取代重质耐火材料作为高温窑炉工作衬，尤其是用于与工作介质接触的高温工作衬，可望取得更好地节能降耗效果。关于刚玉-尖晶石轻量耐火