一種氧化鈣材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氧化鈣材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種氧化鈣材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶煉超純凈金屬和合金時，人們往往希望冶煉用耐火材料中含有游離的氧化鈣，在和熔體接觸的過程中，游離的氧化鈣具有脫出硫、磷和吸附氧化物夾雜的能力。在已知的耐火氧化物中，氧化鈣的高溫穩(wěn)定性最好，它向熔體中的增氧也很少。所以，氧化鈣是最理想的冶煉包襯用耐火原料。
[0003]但是，游離的氧化鈣在大氣中易于水化，難以儲備，因此，直接用氧化鈣做耐火材料原料會面臨很大困難。以煉鋼工作襯為例，目前常用的做法是在制備耐火材料過程中直接引入一部分石灰石，即CaC03，讓石灰石在烘烤與使用過程中原位分解并形成CaO和氣孔。采用這種技術(shù)，能使材料在烘烤之前完全不含游離CaO，徹底避免了因游離CaO的存在所引起的水化問題。同時，還能保證中間包工作襯具有一定的氣孔率以滿足鋼水保溫及澆鑄后翻包的需要，而且石灰石高溫分解得到的CaO具有很高的活性，有利于脫S、脫P(yáng)和吸附鋼中夾雜。且采用該技術(shù)制備的包襯耐火材料在高溫下形成多孔結(jié)構(gòu)，從而在連鑄過程中減少中間包中鋼水的溫降，具有明顯的保溫作用。但采用這種技術(shù)制備的耐火材料，氧化鈣的含量一般在50%以下，氧化鎂的含量超過半數(shù)，因?yàn)檫^高的石灰石加入量將引起材料的強(qiáng)度在高溫下急劇下降，無法滿足冶煉需要。但是，材料中氧化鈣含量的不足將導(dǎo)致其凈化鋼水和合金熔液的效果受到限制。同時，原料中直接采用石灰石為原料，會導(dǎo)致冶煉過程中熔體的碳含量增加。
[0004]有關(guān)氧化鈣材料的制備也有研究報道，是以氧化鈣為主要原料，加入復(fù)合稀土、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋁和氧化硅等物質(zhì)作為抗水化劑和燒結(jié)劑，外加結(jié)合劑，成型后在高溫下進(jìn)行燒結(jié)。采用這種技術(shù)制備氧化鈣材料，工藝較為復(fù)雜，同時也會降低材料和金屬熔體或合金液接觸時的穩(wěn)定性，比如:加入氧化鐵和氧化硅就會導(dǎo)致熔體中總氧含量的增加，因?yàn)檠趸F和氧化硅在和高溫熔體接觸過程時會向熔體供氧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，目的是提供一種工藝簡單的氧化鈣材料的制備方法，用該方法制備的氧化鈣材料不僅化學(xué)穩(wěn)定性、抗水化性和熱震穩(wěn)定性好，且抗熔體侵蝕和滲透性能優(yōu)良，還能吸附熔體中的夾雜物;適用于高純金屬或合金冶煉用耐火材料。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:以90?99.9wt%的氫氧化鈣細(xì)粉和
0.1?1(^〖％的氫氧化錯細(xì)粉為原料，外加所述原料0.1~0.7wt%的聚丙稀纖維，攪拌2?30分鐘，壓制成型;成型后的坯體在110°c條件下干燥8?24小時，然后在1400?1800°C條件下保溫1?8小時，自然冷卻，即得氧化鈣材料。
[0007]所述氫氧化鈣細(xì)粉的Ca(0H)2含量2 97wt%;粒徑為1?500μπι。
[0008]所述氫氧化鋯細(xì)粉的Zr(0H)4含量2 95wt%;粒徑為1?500μπι。
[0009]所述聚丙烯纖維的長度為2?22mm，直徑2?80μπι。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本發(fā)明直接采用氫氧化鈣為原料，在高溫制備過程中分解轉(zhuǎn)變成氧化鈣，避免了因采用石灰石而造成金屬熔體增碳的問題;其次，高溫?zé)崽幚磉^程中，氫氧化鋯分解生成的氧化鋯會促進(jìn)氫氧化鈣生成的氧化鈣發(fā)生燒結(jié)，同時氧化鋯能提高材料的韌性。再次，所制備的材料中以氧化鈣組份為主，能最大程度地提高冶煉金屬或合金的純凈度。
[0010]本發(fā)明制備的氧化鈣材料經(jīng)檢測:CaO含量285的％;體積密度2 2.80g/cm3;耐壓強(qiáng)度 2 20MPa。
[0011]因此，本發(fā)明的制備工藝簡單，所制備的氧化鈣材料不僅化學(xué)穩(wěn)定性、抗水化性和熱震穩(wěn)定性好，且抗熔體侵蝕和滲透性能優(yōu)良，還能吸附熔體中的夾雜物，適用于高純金屬或合金冶煉用的耐火材料。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
[0013]為避免重復(fù)，現(xiàn)將本【具體實(shí)施方式】所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述:
所述氫氧化鈣細(xì)粉的Ca(0H)2含量2 97被％;粒徑為卜500μπι。
[0014]所述氫氧化鋯細(xì)粉的Zr(0H)4含量2 95wt%;粒徑為1?500μπι。
[0015]所述聚丙烯纖維的長度為2?22mm，直徑2?80μπι。
[0016]實(shí)施例1
一種氧化鈣材料及其制備方法。本實(shí)施例以90?93wt%的氫氧化鈣細(xì)粉和7?10wt%的氫氧化鋯細(xì)粉為原料，外加所述原料0.1-0.3wt%的聚丙烯纖維，攪拌2?15分鐘，壓制成型；成型后的坯體在110°C條件下干燥8?13小時，然后在1400?1600°C條件下保溫6?8小時，自然冷卻，即得氧化鈣材料.本實(shí)施例制備的氧化鈣材料經(jīng)檢測:CaO含量2 85wt%;體積密度2 3.00g/cm3;耐壓強(qiáng)度之25MPa。
[0017]實(shí)施例2
一種氧化鈣材料及其制備方法。本實(shí)施例以93?97wt%的氫氧化鈣細(xì)粉和3?7wt%的氫氧化鋯細(xì)粉為原料，外加所述原料0.3?0.5wt%的聚丙烯纖維，攪拌10?20分鐘，壓制成型;成型后的坯體在110°C條件下干燥13?18小時，然后在1600?1700°C條件下保溫3~6小時，自然冷卻，即得氧化鈣材料。
[0018]本實(shí)施例制備的氧化鈣材料經(jīng)檢測:CaO含量290的％;體積密度2 2.90g/cm3;耐壓強(qiáng)度2 22MPa。
[0019]實(shí)施例3
一種氧化鈣材料及其制備方法。本實(shí)施例以97?99.9wt%的氫氧化鈣細(xì)粉和0.1?3wt°/49氫氧化鋯細(xì)粉為原料，外加所述原料0.5?0.7wt%的聚丙烯纖維，攪拌20?30分鐘，壓制成型；成型后的坯體在110°C條件下干燥18?24小時，然后在1700?1800°C條件下保溫1?3小時，自然冷卻，即得氧化鈣材料
本實(shí)施例制備的氧化鈣材料經(jīng)檢測:CaO含量2 92wt%;體積密度2 2.80g/cm3;耐壓強(qiáng)度之20MPa。
[0020]
本【具體實(shí)施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本【具體實(shí)施方式】直接采用氫氧化鈣為原料，在高溫制備過程中分解轉(zhuǎn)變成氧化鈣，避免了因采用石灰石而造成金屬熔體增碳的問題;其次，高溫?zé)崽幚磉^程中，氫氧化鋯分解生成的氧化鋯會促進(jìn)氫氧化鈣生成的氧化鈣發(fā)生燒結(jié)，同時氧化鋯能提高材料的韌性。再次，所制備的材料中以氧化鈣組份為主，能最大程度地提高冶煉金屬或合金的純凈度。
[0021]本【具體實(shí)施方式】制備的氧化鈣材料經(jīng)檢測:CaO含量285^%;體積密度2 2.80g/cm3;耐壓強(qiáng)度2 20MPao
[0022]因此，本【具體實(shí)施方式】的制備工藝簡單，所制備的氧化鈣材料不僅化學(xué)穩(wěn)定性、抗水化性和熱震穩(wěn)定性好，且抗熔體侵蝕和滲透性能優(yōu)良，還能吸附熔體中的夾雜物，適用于高純金屬或合金冶煉用的耐火材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氧化鈣材料的制備方法，其技術(shù)方案是:以90?99.9wt%的氫氧化鈣細(xì)粉和0.1?10wt%的氫氧化錯細(xì)粉為原料，外加所述原料0.1~0.7wt%的聚丙稀纖維，攪拌2?30分鐘，壓制成型；成型后的坯體在110°C條件下干燥8?24小時，然后在1400?1800°C條件下保溫1?8小時，自然冷卻，即得氧化鈣材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈣材料的制備方法，其特征在于所述氫氧化鈣細(xì)粉的Ca(OH)2含量 2 97wt%;粒徑為 1?δΟΟμπι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈣材料的制備方法，其特征在于所述氫氧化鋯細(xì)粉的Zr(0H)4含量 2 95wt%;粒徑為 1?500μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈣材料的制備方法，其特征在于所述聚丙烯纖維的長度為3?22mm，直徑2?80ym。5.—種氧化鈣材料，其特征在于所述氧化鈣材料是根據(jù)權(quán)利要求1?4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的氧化鈣材料的制備方法所制備的氧化鈣材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氧化鈣材料及其制備方法。其技術(shù)方案是：以90~99.9wt%的氫氧化鈣細(xì)粉和0.1~10wt%的氫氧化鋯細(xì)粉為原料，外加所述原料0.1~0.7wt%的聚丙烯纖維，攪拌2~30分鐘，壓制成型；成型后的坯體在110℃條件下干燥8~24小時，然后在1400~1800℃條件下保溫1~8小時，自然冷卻，即得氧化鈣材料。本發(fā)明的制備工藝簡單，所制備的氧化鈣材料不僅化學(xué)穩(wěn)定性、抗水化性和熱震穩(wěn)定性好，且抗熔體侵蝕和滲透性能優(yōu)良，還能吸附熔體中的夾雜物，適用于高純金屬或合金冶煉用的耐火材料。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號】CN105481407
【申請?zhí)枴緾N201610002626
【發(fā)明人】魏耀武, 張奇, 李楠, 韓兵強(qiáng)
【申請人】武漢科技大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月6日