六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温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*CN103351166A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103351166103351166A(43)申请公布日2013.10.16(21)申请号201210258839.6(22)申请日2012.07.25(71)申请人田玉明地址030024山西省太原市万柏林区窊流路66号申请人柴跃生白频波(72)发明人田玉明柴跃生白频波邱刘征官冯芙蓉郑建军孙刚宫长伟丁国巍(51)Int.Cl.C04B35/66(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书3页说明书3页(54)发明名称六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种六铝酸钙CA6和钙铝黄长石C2AS复相隔热保温耐火材料及其制备方法，属于耐火材料技术领域。本发明以皮江法工业炼镁产生的工业废渣镁渣、高岭土和工业氧化铝为原材料，镁渣、高岭土和氧化铝的重量百分比分别为：20～50％、0～24％和26～80％，三者之和为100％。按一定配比配料后使原料混合均匀，再添加一定量的粘结剂和造孔剂后，模压成型，在空气气氛中高温烧结制备主晶相为CA6和C2AS的复相隔热保温耐火材料。所述耐火材料的主要化学成分为CaO、Al2O3和SiO2。本发明所涉及的这种耐火材料具有生产成本低、密度小、耐热冲击性、隔热保温效果好、机械强度高和耐磨性好等特点，可作为高温容器和窑炉的内衬高温材料等。CN103351166ACN10356ACN103351166A权利要求书1/1页1.一种复相隔热保温耐火材料，其特征在于：该隔热保温耐火材料的主要物相为六铝酸钙CA6/钙铝黄长石C2AS复相；该复相的主要化学成份为：Al2O3含量55～85wt.％，CaO含量10～30wt.％，SiO2含量2～15wt.％，三者之和为100％。2.一种利用镁渣制备六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)将过100目筛的镁渣、高岭土、氧化铝按照理论配比配料并以水为研磨介质球磨混料，球磨时间为30min，转速为300r/min，得到泥浆；2)将上述泥浆烘干并添加4wt.％的PVA塑化剂，然后造粒，形成粒状粉体；3)将粒状粉体在20MPa～40MPa压力下成型以形成坯体；4)将成型好的坯体在炉中烧结，烧结制度为：室温到1200℃阶段的升温速率为设备所允许的最快升温速率，1200℃到最终烧成温度的升温速率为2～5℃/min，最终烧成温度为1400～1550℃，在最终烧成温度下保温时间为0.5～4h，然后随炉冷却至室温，即得到六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料。3.根据权利要求2所述制备六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料的方法，其特征是：所述镁渣的主要成份为：CaO含量40～55wt.％，SiO2含量20～30wt.％，Al2O3含量2～5wt.％，Fe2O3含量约9wt.％，MgO含量6～10wt.％，其添加量为20～50wt.％；高岭土主要成份为：CaO含量0～3wt.％，SiO2含量40～50wt.％，Al2O3含量35～60wt.％，其添加量为0～24wt.％；工业氧化铝为市售工业原料，其质量要求为Al2O3纯度≥94.0wt.％，原料的颗粒尺寸大小为1.00mm，其添加量为26～80wt.％。2CN103351166A说明书1/3页六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法技术领域：[0001]本发明设及一种利用镁渣制备的六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法，属于耐火材料领域。背景技术：[0002]镁渣是金属镁厂采用皮江法炼镁时排出的一种工业废渣，主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3。研究表明镁渣具有一定的火山灰活性。大多数镁渣的处理主要以堆放掩埋为主，利用途径很少，利用率极低，个别镁厂虽有将镁渣用于厂区临时道路和地坪填筑，但由于强度很低使用效果不佳，这样既浪费资源，又污染环境。[0003]近年来，六铝酸钙作为一种新型的耐火材料骨料，具有独特的板片状晶体结构，有利于改善材料的隔热性能，另外其优良的高温体积稳定性、抗热震性、抗渣等性能，已经成功的应用于炼钢和陶瓷工业窑炉，但强度较低导致承担结构支撑作用和耐磨性较差。六铝酸钙(CaAl12O19，简称CA6)是CaO-Al2O3系中Al2O3中含量最高的铝酸钙相，属六方晶系，垂直于C轴方向具有优先形成片状或板状的晶体的特性。其理论密度为3.79g·cm-3，熔点为1875℃，热膨胀系数为8.0×10-6℃-1。[0004]钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7，简称C2AS)属四方晶系，其晶体一般呈厚板状或短柱状，有时也呈粒状。钙铝黄长石有足够的强度和耐磨性，在六铝酸钙/钙铝黄长石复相轻质保温耐火