一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。其技術(shù)方案是：將35~70wt%的滑石粉、25~60wt%的鎂鹽和0.1~5wt%的表面活性劑混勻，球磨1~5h；將球磨料干燥，外加干燥后球磨料5~15wt%的硅質(zhì)原料，混勻，第一次機(jī)壓成型；然后在400~800℃條件下保溫1~5h，得到預(yù)燒料，將預(yù)燒料破碎，球磨至粒度小于0.088mm，得到粉磨料；再以5~10wt%的粉磨料、50~80wt%的鎂砂顆粒、10~40wt%的鎂砂粉和5~10wt%的硅質(zhì)原料為混合料，外加所述混合料1~5wt%的硅溶膠，混勻，第二次機(jī)壓成型，干燥；最后在1500~1600℃條件下燒成2~6h，即得鎂質(zhì)耐火材料。本發(fā)明制備的鎂質(zhì)耐火材料具有耐高溫性能優(yōu)良、強(qiáng)度高、抗侵蝕性能優(yōu)異和熱震穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火材料【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以氧化鎂為主要成分和以方鎂石為主晶相的耐火材料統(tǒng)稱為鎂質(zhì)耐火材料。除了主晶相方鎂石外，許多鎂質(zhì)耐火制品中還含有硅酸鹽、尖晶石或其他成分。
[0003]鎂質(zhì)耐火材料因具有耐火度高、抗堿性渣和鐵渣侵蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金、水泥、玻璃等行業(yè)。但鎂質(zhì)耐火材料的抗熱震性能及抗酸性氣體侵蝕性較差是其得到更為廣泛應(yīng)用的主要障礙。
[0004]目前制備的鎂質(zhì)耐火材料雖具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但仍具有一定的缺陷。如添加二氧化鈦，雖能與氧化鎂生成鈦酸鎂促進(jìn)材料致密化，添加氧化鋁形成鈦酸鋁也具有類(lèi)似效果，但由于與膨脹系數(shù)較大的氧化鎂的混合比例較大，因而材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致鎂質(zhì)材料出現(xiàn)強(qiáng)度低、抗侵蝕性尤其是抗酸性氣體侵蝕性較差等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種耐高溫性能優(yōu)良、強(qiáng)度高、抗侵蝕性能優(yōu)異和熱震穩(wěn)定性好的鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是:
第一步、將35~70wt%的滑石粉、25~60wt%的鎂鹽和0.l~5wt%的表面活性劑混合均勻，球磨l~5h，得到球磨料。
[0007]第二步、將球磨料在80~105°C條件下干燥12~24h，再外加干燥后的球磨料5~15wt%的硅質(zhì)原料，混合均勻，第一次機(jī)壓成型，然后在400~800°C條件下保溫l~5h，得到預(yù)燒料。
[0008]第三步、將預(yù)燒料破碎,再球磨至粒度小于0.088mm,得到粉磨料。
[0009]第四步、以5~10wt%的粉磨料、50~80wt%的鎂砂顆粒、10~40wt%的鎂砂粉和5~10wt%的娃質(zhì)原料為混合料,再外加混合料l~5wt%的娃溶膠,混合均勻，第二次機(jī)壓成型，在80~11 (TC條件下干燥12~24h，最后在1500~1600°C條件下燒成2~6h，即得鎂質(zhì)耐火材料。
[0010]其中:
所述鎂鹽為乙酸鎂、檸檬酸鎂、氯化鎂、硫酸鎂和硝酸鎂中的一種；
所述表面活性劑為脂肪酸甘油酯或?yàn)榫凵嚼骢ィ?br> 所述鎂砂顆粒中MgO含量大于90 Wt %，粒度為0.088~5mm ；
所述鎂砂粉中MgO含量大于90 wt %,粒度< 0.088mm ；
所述硅質(zhì)原料為單質(zhì)硅粉、白炭黑、硅微粉、熔石英粉和脈石英粉中的一種；
所述第一次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為80~120MPa ；
所述第二次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為120~180MPa。
[0011]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明對(duì)制備鎂質(zhì)耐火材料所需主要原料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，故將其用于鎂質(zhì)耐火材料中后，不但調(diào)節(jié)了鎂質(zhì)耐火材料的結(jié)構(gòu)，而且所制備的鎂質(zhì)耐火材料具有較高的耐壓強(qiáng)度(大于lOOMPa)、優(yōu)異的抗侵蝕性、好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的耐高溫性能。
[0012]因此，本發(fā)明制備的鎂質(zhì)耐火材料具有耐高溫性能優(yōu)良、強(qiáng)度高、抗侵蝕性能優(yōu)異和熱震穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。
[0014]為避免重復(fù)，先將本【具體實(shí)施方式】中所述鎂砂顆粒和所述鎂砂粉統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述:
所述鎂砂顆粒中MgO含量大于90 wt %，粒度為0.088~5mm ；
所述鎂砂粉中MgO含量大于90 wt %，粒度< 0.088mm。
[0015]實(shí)施例1
一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
第一步、將35~45wt%的滑石粉、50~60wt%的鎂鹽和3~5wt%的表面活性劑混合均勻，球磨l~3h，得到球磨料。
[0016]第二步、將球磨料在80~105°C條件下干燥12~24h，再外加干燥后的球磨料5~10wt%的硅質(zhì)原料，混合均勻，第一次機(jī)壓成型，然后在600~800°C條件下保溫3~5h，得到預(yù)燒料。
[0017]第三步、將預(yù)燒料破碎,再球磨至粒度小于0.088mm,得到粉磨料。
[0018]第四步、以8~10wt%的粉磨料、50~60wt%的鎂砂顆粒、20~30wt%的鎂砂粉和8~10wt%的娃質(zhì)原料為混合料,再外加混合料3~5wt%的娃溶膠,混合均勻，第二次機(jī)壓成型，在80~11 (TC條件下干燥12~24h，最后在1500~1600°C條件下燒成4~6h，即得鎂質(zhì)耐火材料。
[0019]本實(shí)施例中:所述鎂鹽為檸檬酸鎂；所述表面活性劑為聚山梨酯；所述硅質(zhì)原料為白炭黑；所述第一次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為80~100MPa;所述第二次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為120~150MPa。
[0020]本實(shí)施例制備的鎂質(zhì)耐火材料具有較高的耐壓強(qiáng)度(大于105MPa)、優(yōu)良的耐高溫性能、熱震穩(wěn)定性好和優(yōu)異的抗侵蝕性。
[0021]實(shí)施例2
一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
第一步、將45~55wt%的滑石粉、40~50wt%的鎂鹽和3~5wt%的表面活性劑混合均勻，球磨3~5h，得到球磨料。
[0022]第二步、將球磨料在80~105°C條件下干燥12~24h，再外加干燥后的球磨料10~15wt%的硅質(zhì)原料，混合均勻，第一次機(jī)壓成型，然后在400~600°C條件下保溫l~3h，得到預(yù)燒料。
[0023]第三步、將預(yù)燒料破碎,再球磨至粒度小于0.088mm,得到粉磨料。
[0024]第四步、以5~8wt%的粉磨料、65~80wt%的續(xù)砂顆粒、10~25wt%的續(xù)砂粉和5~8wt%的硅質(zhì)原料為混合料，再外加混合料l~3wt%的硅溶膠，混合均勻，第二次機(jī)壓成型，在80~110°C條件下干燥12~24h，最后在1500~1600°C條件下燒成2~4h，即得鎂質(zhì)耐火材料。
[0025]本實(shí)施例中:所述鎂鹽為氯化鎂；所述表面活性劑為脂肪酸甘油酯；所述硅質(zhì)原料為硅微粉；所述第一次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為100~120MPa ;所述第二次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為150~180MPa。
[0026]本實(shí)施例制備的鎂質(zhì)耐火材料具有較高的耐壓強(qiáng)度(大于120MPa)、優(yōu)良的耐高溫性能、熱震穩(wěn)定性好和優(yōu)異的抗侵蝕性。
[0027]實(shí)施例3
一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
第一步、將55~70wt%的滑石粉、25~40wt%的鎂鹽和3~5wt%的表面活性劑混合均勻，球磨l~3h，得到球磨料。
[0028]第二步、將球磨料在80~105°C條件下干燥12~24h，再外加干燥后的球磨料5~10wt%的硅質(zhì)原料，混合均勻，第一次機(jī)壓成型，然后在600~800°C條件下保溫3~5h，得到預(yù)燒料。
[0029]第三步、將預(yù)燒料破碎,再球磨至粒度小于0.088mm,得到粉磨料。
[0030]第四步、以5~7wt%的粉磨料、50~60wt%的鎂砂顆粒、25~40wt%的鎂砂粉和5~8wt%的娃質(zhì)原料為混合料，再外加混合料3~5wt%的娃溶膠，混合均勻，第二次機(jī)壓成型，在80~110°C條件下干燥12~24h，最后在1500~1600°C條件下燒成4~6h，即得鎂質(zhì)耐火材料。
[0031]本實(shí)施例中:所述鎂鹽為硫酸鎂；所述表面活性劑為脂肪酸甘油酯；所述硅質(zhì)原料為熔石英粉；所述第一次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為80~100MPa ;所述第二次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為120~150MPa。
[0032]本實(shí)施例制備的鎂質(zhì)耐火材料具有較高的耐壓強(qiáng)度(大于llOMPa)、優(yōu)良的耐高溫性能、熱震穩(wěn)定性好和優(yōu)異的抗侵蝕性。
[0033]實(shí)施例4
一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
第一步、將60~70wt%的滑石粉、29~39wt%的鎂鹽和0.l~lwt%的表面活性劑混合均勻，球磨3~5h，得到球磨料。
[0034]第二步、將球磨料在80~105°C條件下干燥12~24h，再外加干燥后的球磨料10~15wt%的硅質(zhì)原料，混合均勻，第一次機(jī)壓成型，然后在400~600°C條件下保溫l~3h，得到預(yù)燒料。
[0035]第三步、將預(yù)燒料破碎，再球磨至粒度小于0.088mm,得到粉磨料。
[0036]第四步、以5~8wt%的粉磨料、55~65wt%的鎂砂顆粒、20~30wt%的鎂砂粉和5~8wt%的硅質(zhì)原料為混合料，再外加混合料l~3wt%的硅溶膠，混合均勻，第二次機(jī)壓成型，在80~110°C條件下干燥12~24h，最后在1500~1600°C條件下燒成2~4h，即得鎂質(zhì)耐火材料。
[0037]本實(shí)施例中:所述鎂鹽為硝酸鎂；所述表面活性劑為脂肪酸甘油酯；所述硅質(zhì)原料為脈石英粉；所述第一次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為100~120MPa ;所述第二次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為150~180MPa。
[0038]利用該法制備的鎂質(zhì)耐火材料具有較高的耐壓強(qiáng)度(大于105MPa)、優(yōu)良的耐高溫性能、熱震穩(wěn)定性好和優(yōu)異的抗侵蝕性。
[0039]實(shí)施例5
一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
第一步、將45~57wt%的滑石粉、40~52wt%的鎂鹽和l~3wt%的表面活性劑混合均勻，球磨l~3h，得到球磨料。
[0040]第二步、將球磨料在80~105°C條件下干燥12~24h，再外加干燥后的球磨料5~10wt%的硅質(zhì)原料，混合均勻，第一次機(jī)壓成型，然后在600~800°C條件下保溫3~5h，得到預(yù)燒料。
[0041]第三步、將預(yù)燒料破碎,再球磨至粒度小于0.088mm,得到粉磨料。
[0042]第四步、以8~10wt%的粉磨料、50~60wt%的鎂砂顆粒、20~30wt%的鎂砂粉和8~10wt%的娃質(zhì)原料為混合料,再外加混合料3~5wt%的娃溶膠,混合均勻，第二次機(jī)壓成型，在80~11 (TC條件下干燥12~24h，最后在1500~1600°C條件下燒成4~6h，即得鎂質(zhì)耐火材料。
[0043]本實(shí)施例中:所述鎂鹽為乙酸鎂；所述表面活性劑為聚山梨酯；所述硅質(zhì)原料為單質(zhì)硅粉；所述第一次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為80~100MPa ;所述第二次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為120~150MPa。
[0044]利用該法制備的鎂質(zhì)耐火材料具有較高的耐壓強(qiáng)度(大于115MPa)、優(yōu)良的耐高溫性能、熱震穩(wěn)定性好和優(yōu)異的抗侵蝕性。
[0045]實(shí)施例6
一種鎂質(zhì)耐火材料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
第一步、將35~45wt%的滑石粉、50~60wt%的鎂鹽和3~5wt%的表面活性劑混合均勻，球磨3~5h，得到球磨料。
[0046]第二步、將球磨料在80~105°C條件下干燥12~24h，再外加干燥后的球磨料10~15wt%的硅質(zhì)原料，混合均勻，第一次機(jī)壓成型，然后在400~600°C條件下保溫l~3h，得到預(yù)燒料。
[0047]第三步、將預(yù)燒料破碎,再球磨至粒度小于0.088mm,得到粉磨料。
[0048]第四步、以5~8wt%的粉磨料、65~80wt%的續(xù)砂顆粒、10~25wt%的續(xù)砂粉和5~8wt%的硅質(zhì)原料為混合料，再外加混合料l~3wt%的硅溶膠，混合均勻，第二次機(jī)壓成型，在80~110°C條件下干燥12~24h，最后在1500~1600°C條件下燒成2~4h，即得鎂質(zhì)耐火材料。
[0049]本實(shí)施例中:所述鎂鹽為檸檬酸鎂；所述表面活性劑為聚山梨酯；所述硅質(zhì)原料為熔石英粉；所述第一次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為100~120MPa ;所述第二次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為150~180MPa。
[0050]利用該法制備的鎂質(zhì)耐火材料具有較高的耐壓強(qiáng)度(大于llOMPa)、優(yōu)良的耐高溫性能、熱震穩(wěn)定性好和優(yōu)異的抗侵蝕性。
[0051]本【具體實(shí)施方式】對(duì)制備鎂質(zhì)耐火材料所需主要原料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，故將其用于鎂質(zhì)耐火材料中后，不但調(diào)節(jié)了鎂質(zhì)耐火材料的結(jié)構(gòu)，而且所制備的鎂質(zhì)耐火材料具有較高的耐壓強(qiáng)度(大于lOOMPa)、優(yōu)異的抗侵蝕性、好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的耐高溫性能。
[0052]因此，本【具體實(shí)施方式】制備的鎂質(zhì)耐火材料具有耐高溫性能優(yōu)良、強(qiáng)度高、抗侵蝕性能優(yōu)異和熱震穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于所述制備方法的具體步驟是: 第一步、將35~70wt%的滑石粉、25~60wt%的鎂鹽和0.l~5wt%的表面活性劑混合均勻，球磨l~5h，得到球磨料； 第二步、將球磨料在80~105°C條件下干燥12~24h，再外加干燥后的球磨料5~15wt%的硅質(zhì)原料，混合均勻，第一次機(jī)壓成型，然后在400~800°C條件下保溫l~5h，得到預(yù)燒料； 第三步、將預(yù)燒料破碎,再球磨至粒度小于0.088mm,得到粉磨料； 第四步、以5~10wt%的粉磨料、50~80wt%的續(xù)砂顆粒、10~40wt%的續(xù)砂粉和5~10wt%的硅質(zhì)原料為混合料，再外加混合料l~5wt%的硅溶膠，混合均勻，第二次機(jī)壓成型，在80~110°C條件下干燥12~24h，最后在1500~1600°C條件下燒成2~6h，即得鎂質(zhì)耐火材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于所述鎂鹽為乙酸鎂、檸檬酸鎂、氯化鎂、硫酸鎂和硝酸鎂中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于所述表面活性劑為脂肪酸甘油酯或?yàn)榫凵嚼骢ァ?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于所述鎂砂顆粒中MgO含量大于90 wt %，粒度為0.088~5_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于所述鎂砂粉中MgO含量大于 90 wt %，粒度< 0.088mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于所述硅質(zhì)原料為單質(zhì)硅粉、白炭黑、硅微粉、熔石英粉和脈石英粉中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于所述第一次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為 80~120MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于所述第二次機(jī)壓成型的壓強(qiáng)為 120~180MPa。
9.一種鎂質(zhì)耐火材料,其特征在于所述鎂質(zhì)耐火材料是根據(jù)權(quán)利要求1~8所述鎂質(zhì)耐火材料的制備方法所制備的鎂質(zhì)耐火材料。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK104446569SQ201410779857
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】王周福, 劉江波, 萬(wàn)俊, 劉浩, 王璽堂, 馬妍 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)