CN101654365B - 一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101654365B CN101654365B CN2009102721846A CN200910272184A CN101654365B CN 101654365 B CN101654365 B CN 101654365B CN 2009102721846 A CN2009102721846 A CN 2009102721846A CN 200910272184 A CN200910272184 A CN 200910272184A CN 101654365 B CN101654365 B CN 101654365B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- hercynite
- composite material
- corundum
- corundum composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法。其技术方案是：先以34～44wt％的Fe2O3粉、55～65wt％的Al2O3粉和0.5～3wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料0.5～4wt％的碳粉；或再外加混合料0.5～3wt％的结合剂搅拌均匀，成型后的坯体经干燥后放入三相电弧炉内，或直接将原料搅拌均匀后放入三相电弧炉内；然后采用90～220V电压电熔，全部熔融后继续熔炼25～60分钟；或将熔炼后的高温合成料在电弧炉中冷却24～48小时，或将熔炼后的高温合成料导入水冷罐中冷却23～46小时，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。本发明所制备的产品是物相组成为80～98wt％铁铝尖晶石、1～18wt％刚玉和0.3～3wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
Description
技术领域
本发明属于电熔耐火材料领域。具体涉及一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法。
背景技术
镁铬砖由于极佳的高温性能和良好的挂窑皮性能，在水泥窑中得到了广泛的应用，但是在高碱环境下，三价铬离子会转化为有毒六价铬离子，容易污染水源，并且致癌，随着环保意识的增强和相应法规的日益完善，水泥窑用镁铬砖的发展受到了极大的限制。因此无铬化成为目前水泥窑用耐火材料的发展趋势，镁铝尖晶石砖和镁铁尖晶石砖就是两种重要的替代材料，前者荷重软化温度高、高温强度和热震稳定性能较好，但是导热系数高，筒体易变形，挂窑皮性能不好，且尖晶石容易和水泥熟料反应，生成一系列低熔点物相，降低了其使用寿命(Journal of the European Ceramic Society，2004，24：2079-2085)；后者是在制砖过程中引入预合成的电熔铁铝尖晶石，虽然所制备的砖挂窑皮性能好，抗碱、硫、氯和熟料侵蚀性能优良(RHI，Bull，2003，1：25～28)，但由于工艺及原料的原因，电熔铁铝尖晶石成本太高，致使目前使用的镁铁尖晶石砖价格太高。
目前，生产铁铝尖晶石的主要方法有电熔法、烧结法和机械合金化法。关于电熔法制备铁铝尖晶石的报道较少，如以Al2O3和Fe为原料通过电熔法制备铁铝尖晶石时(Journal ofMagnetism and Magnetic Materials，2003，264：264-274)，反应过程难以控制，且反应不够充分；以分析纯的Al2O3粉、分析纯Fe2O3粉和铁鳞为原料通过电熔法制备铁铝尖晶石时(硅酸盐通报，2007，26(5)：1003-1006)，虽然工艺简单，但分析纯的Al2O3粉和分析纯Fe2O3粉价格太高，致使成本太高，不适合大规模工业化生产。关于烧结法合成铁铝尖晶石的报道较多，多为在气氛保护下烧成，如“一种合成铁铝尖晶石及其制备方法(CN200510019267.6)”采用埋碳方法合成铁铝尖晶石，该工艺劳动强度大，气氛难以控制，不易于大规模工业化生产。机械合金化法一般需要行星磨研磨和煅烧两步，工艺复杂，也不易工业化生产(Materials Chemistryand Physics，2002，76：104-109)。
发明内容
本发明旨在克服上述技术的缺陷，目的是提供一种易于工业化生产、成本低廉的以铁铝尖晶石为主晶相、刚玉为次晶相并含有少量镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先以34～44wt％的Fe2O3粉、55～65wt％的Al2O3粉和0.5～3wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料0.5～4wt％的碳粉；或再外加混合料0.5～3wt％的结合剂，搅拌均匀，成型，坯体经110℃条件下干燥4～24小时，放入三相电弧炉内，或直接将原料搅拌均匀后放入三相电弧炉内；然后采用90～220V电压电熔，当原料或坯体全部熔融后，继续熔炼25～60分钟；或将熔炼后的高温合成料在电弧炉中冷却24～48小时，或将熔炼后的高温合成料导入水冷罐中冷却23～46小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
所述的Fe2O3粉为氧化铁红粉、煅烧铁鳞粉中的一种或两种；氧化铁红粉的Fe2O3含量＞93wt％，粒径＜100μm；煅烧铁鳞粉是指将铁鳞在500～800℃煅烧后的产物，煅烧铁鳞粉的Fe2O3含量＞90wt％，粒径＜100μm。
所述的Al2O3粉为工业氧化铝粉、富铝尖晶石粉中的一种或两种；工业氧化铝粉的Al2O3含量＞97wt％，粒径＜100μm；富铝尖晶石粉的Al2O3含量＞94wt％，MgO含量为3～5wt％，粒径＜100μm。
所述的轻烧氧化镁粉的MgO含量＞92wt％，粒径＜100μm；碳粉为焦炭、石油焦中的一种或两种。
由于采用上述技术方案，本发明进一步优化了原料与工艺，成本低廉，所制备的产品是物相组成为80～98wt％铁铝尖晶石、1～18wt％刚玉和0.3～3wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料，是一种制造耐火材料的新原料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
为避免重复起见，先对本具体实施方式将要涉及到的原料及其理化性能参数统一描述如下，在各个实施例中将不赘述。
氧化铁红粉的Fe2O3含量＞93wt％，粒径＜100μm；煅烧铁鳞粉是指将铁鳞在500～800℃煅烧后的产物，煅烧铁鳞粉的Fe2O3含量＞90wt％，粒径＜100μm；工业氧化铝粉的Al2O3含量＞97wt％，粒径＜100μm；富铝尖晶石粉的Al2O3含量＞94wt％，MgO含量为3～5wt％，粒径＜100μm；轻烧氧化镁粉的MgO含量＞92wt％，粒径＜100μm。
实施例1
一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法：先以34～39wt％的氧化铁红粉、60～65wt％的工业氧化铝粉和0.5～3wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料0.5～4wt％的焦炭，搅拌均匀后直接放入三相电弧炉内；然后采用90～120V电压电熔，当原料全部熔融后，继续熔炼45～60分钟；将熔炼后的高温合成料导入水冷罐中冷却23～35小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
采用实施例1所述方法，得到含80～89wt％铁铝尖晶石、8～18wt％刚玉和0.3～3wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料。这种铁铝尖晶石-刚玉复合材料的体积密度为3.85～3.92g/cm3，气孔率为4.0～5.0％，吸水率为1.3～1.8％。
实施例2
一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法：先以37～42wt％的煅烧铁鳞粉、55～60wt％的工业氧化铝粉和1～3wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料2～4wt％的石油焦和1～3％的水搅拌均匀，在5～50MPa压力下机压成型，压坯于110℃干燥4～24小时。然后将压坯放入三相电弧炉中，采用120～150V电压电熔，当原料全部熔融后，继续熔炼35～45分钟，熔炼后的高温合成料在电弧炉中冷却32～42小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
采用实施例2所述方法，得到含89～98wt％铁铝尖晶石、1～10wt％刚玉和0.8～3wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料。这种铁铝尖晶石-刚玉复合材料的体积密度为3.92～4.00g/cm3，气孔率为3.5～4.5％，吸水率为1.1～1.6％。
实施例3
一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法：先以19～22wt％的氧化铁红粉、19～22wt％的煅烧铁鳞粉、55～58wt％的工业氧化铝粉和0.5～1wt％的轻烧氧化镁粉为混合料，外加混合料1～2wt％的焦炭、1～2wt％的石油焦、0.5～1wt％的糊精和1.5～2％的水搅拌均匀，在50～150MPa压力下机压成型，压坯子110℃干燥4～24小时。然后将压坯放入三相电弧炉中，采用140～160V电压电熔，当原料全部熔融后，继续熔炼25～35分钟，将熔炼后的高温合成料导入水冷罐中冷却35～46小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
采用实施例3所述方法，得到含90～97wt％铁铝尖晶石、1～8wt％刚玉和1.8～3wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料。这种铁铝尖晶石-刚玉复合材料的体积密度为3.90～3.99g/cm3，气孔率为3.8～4.8％，吸水率为1.3～1.6％。
实施例4
一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法：先以34～39wt％的煅烧铁鳞粉、60～65wt％的工业氧化铝粉和0.5～2wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料2～4wt％的焦炭，搅拌均匀后直接放入三相电弧炉中，采用160～220V电压电熔，当原料全部熔融后，继续熔炼35～40分钟，浇注导入水冷罐中静置冷却23～30小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
采用实施例4所述方法，得到含80～89wt％铁铝尖晶石、10～18wt％刚玉和0.3～2.5wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料。这种铁铝尖晶石-刚玉复合材料的体积密度为3.88～3.94g/cm3，气孔率为3.8～4.8％，吸水率为1.1～1.6％。
实施例5
一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法：先以35～40wt％的氧化铁红粉、50～55wt％的工业氧化铝粉、5～10wt％的富铝尖晶石粉％和0.5～0.8wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料0.5～3wt％的石油焦，搅拌均匀后直接放入三相电弧炉中，采用140～180V电压电熔，当原料全部熔融后，继续熔炼35～45分钟，将熔炼后的高温合成料在电弧炉中冷却24～35小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
采用实施例5所述方法，得到含82～91wt％铁铝尖晶石、8.5～17.5wt％刚玉和0.3～0.5wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料。这种铁铝尖晶石-刚玉复合材料的体积密度为3.86～3.93g/cm3，气孔率为3.8～4.8％，吸水率为1.2～1.7％。
实施例6
一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法：先以37～42wt％的氧化铁红粉、55～60wt％的富铝尖晶石粉和0.5～3wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料2～4wt％的石油焦，搅拌均匀后直接放入三相电弧炉内；采用100～120V电压电熔，当原料全部熔融后，继续熔炼50～60分钟，将熔炼后的高温合成料在电弧炉中冷却32～48小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
采用实施例6所述方法，得到含89～98wt％铁铝尖晶石、1～10wt％刚玉和0.8～3wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料。这种铁铝尖晶石-刚玉复合材料的体积密度为3.91～3.98g/em3，气孔率为3.9～5.0％，吸水率为1.3～2.0％。
实施例7
一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法：先以17～20wt％的氧化铁红粉、17～20wt％的煅烧铁鳞粉、28～33wt％的工业氧化铝粉、27～32wt％的富铝尖晶石粉和0.5～0.8wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料0.5～4wt％的石油焦和1～3％的水，搅拌均匀，在50～150MPa压力下机压成型，压坯于110℃干燥4～24小时。然后将压坯放入三相电弧炉中，采用90～120V电压电熔，当原料全部熔融后，继续熔炼35～45分钟，将熔炼后的高温合成料导入水冷罐中冷却30～40小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
采用实施例7所述方法，得到含80～90wt％铁铝尖晶石、8～18wt％刚玉和1～2wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料。这种铁铝尖晶石-刚玉复合材料的体积密度为3.80～3.92g/cm3，气孔率为4.0～5.5％，吸水率为1.5～2.3％。
本具体实施方式进一步优化了原料与工艺，成本低廉，所制备的产品是物相组成为80～98wt％铁铝尖晶石、1～18wt％刚玉和0.3～3wt％镁铝尖晶石的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料，是一种制造耐火材料的新原料。
Claims (6)
1.一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料的制备方法，其特征在于先以34～44wt％的Fe2O3粉、55～65wt％的Al2O3粉和0.5～3wt％的轻烧镁砂粉为混合料，外加混合料0.5～4wt％的碳粉；或再外加混合料0.5～3wt％的结合剂，搅拌均匀，成型，坯体经110℃条件下干燥4～24小时，放入三相电弧炉内，或直接将原料搅拌均匀后放入三相电弧炉内；然后采用90～220V电压电熔，当原料或坯体全部熔融后，继续熔炼25～60分钟；或将熔炼后的高温合成料在电弧炉中冷却24～48小时，或将熔炼后的高温合成料导入水冷罐中冷却23～46小时，取出破碎至所需粒度，即得铁铝尖晶石-刚玉复合材料。
2.根据权利要求1所述的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料的制备方法，其特征在于所述的Fe2O3粉为氧化铁红粉、煅烧铁鳞粉中的一种或两种；氧化铁红粉的Fe2O3含量＞93wt％，粒径＜100μm；煅烧铁鳞粉是指将铁鳞在500～800℃煅烧后的产物，煅烧铁鳞粉的Fe2O3含量＞90wt％，粒径＜100μm。
3.根据权利要求1所述的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料的制备方法，其特征在于所述的Al2O3粉为工业氧化铝粉、富铝尖晶石粉中的一种或两种；工业氧化铝粉的Al2O3含量＞97wt％，粒径＜100μm；富铝尖晶石粉的Al2O3含量＞94wt％，MgO含量为3～5wt％，粒径＜100μm。
4.根据权利要求1所述的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料的制备方法，其特征在于所述的轻烧镁砂粉的MgO含量＞92wt％，粒径＜100μm。
5.根据权利要求1所述的电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料的制备方法，其特征在于所述的碳粉为焦炭。
6.根据权利要求1～5项中任一项所述的铁铝尖晶石-刚玉材料的生产方法所生产的铁铝尖晶石-刚玉材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009102721846A CN101654365B (zh) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | 一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009102721846A CN101654365B (zh) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | 一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101654365A CN101654365A (zh) | 2010-02-24 |
| CN101654365B true CN101654365B (zh) | 2012-05-02 |
Family
ID=41708855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009102721846A Expired - Fee Related CN101654365B (zh) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | 一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101654365B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101857453B (zh) * | 2010-06-22 | 2013-04-17 | 武汉科技大学 | 一种方镁石-铁铝尖晶石耐火材料及其制备方法 |
| CN101973771B (zh) * | 2010-09-29 | 2013-06-05 | 淄博市鲁中耐火材料有限公司 | 一种亚铁铝镁系耐火原料及其制备方法 |
| CN102515794B (zh) * | 2011-12-08 | 2014-09-10 | 山西高科耐火材料股份有限公司 | 一种无碳钢包砖及其制备方法 |
| CN102531650B (zh) * | 2012-01-05 | 2013-07-24 | 武汉科技大学 | FeAl2O4-Al2O3复合粉体及其在惰性气氛下的制备方法 |
| CN103664207A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-26 | 河南容安热工新材料有限公司 | 一种氧化铝基镁铝尖晶石的湿法烧结生产方法 |
| CN103664208A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-26 | 河南容安热工新材料有限公司 | 一种铁铝尖晶石的湿法烧结生产方法 |
| CN105886880B (zh) * | 2016-04-29 | 2017-07-11 | 武汉科技大学 | 一种低碳铁铝合金及其制备方法 |
| CN107337443A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-10 | 贵州开阳三环磨料有限公司 | 一种镁铝复合刚玉的制作方法 |
| CN110590354A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-20 | 安徽海螺暹罗耐火材料有限公司 | 一种水泥窑高温带用铁铝尖晶石系耐火材料的制备方法 |
| CN111484345A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-04 | 海城市军刚中档镁砂有限公司 | 一种电熔镁铁铝尖晶石的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020190246A1 (en) * | 2001-04-05 | 2002-12-19 | Peter Bartha | Fireproof mixture and elastifier for the same and method for its production |
| CN1413941A (zh) * | 2002-02-07 | 2003-04-30 | 郑州振中电熔锆业有限公司 | 电熔镁铝锆合成料生产方法 |
-
2009
- 2009-09-22 CN CN2009102721846A patent/CN101654365B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020190246A1 (en) * | 2001-04-05 | 2002-12-19 | Peter Bartha | Fireproof mixture and elastifier for the same and method for its production |
| CN1413941A (zh) * | 2002-02-07 | 2003-04-30 | 郑州振中电熔锆业有限公司 | 电熔镁铝锆合成料生产方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101654365A (zh) | 2010-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101654365B (zh) | 一种电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料及其制备方法 | |
| CN100475741C (zh) | 一种方镁石-铁铝尖晶石砖及其制备方法 | |
| CN101857453B (zh) | 一种方镁石-铁铝尖晶石耐火材料及其制备方法 | |
| CN102030545A (zh) | 一种MgAl2O4-CaAl12O19复相耐高温材料及其制备方法 | |
| CN102617171B (zh) | 一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法 | |
| CN103570364B (zh) | 一种不烧镁铝尖晶石砖 | |
| CN101774818B (zh) | 钢包包衬用铝/锌复合超低碳镁铝碳砖 | |
| CN105585322A (zh) | 一种抗渣侵蚀镁尖晶石砖及其制备方法 | |
| CN1762895A (zh) | 一种合成铁铝尖晶石及其制备方法 | |
| CN106966740B (zh) | 垃圾焚烧炉用六铝酸钙/碳化硅浇注料及其制备方法 | |
| CN106007742B (zh) | 一种红土镍矿回转窑用钛铝酸钙砖及其制备方法 | |
| CN104788112A (zh) | 一种电熔刚玉材料及其生产方法 | |
| CN103848618A (zh) | 一种合成铁铝尖晶石及其生产方法 | |
| CN107285786A (zh) | 钛铝酸钙‑碳化硅‑碳复相耐火材料及其制备方法 | |
| CN103011857B (zh) | 有色冶金窑炉用富镁尖晶石锆砖 | |
| CN101186321B (zh) | 一种电熔镁铝尖晶石的制造方法 | |
| CN104163642B (zh) | 提高煅烧镁钙质耐火材料抗水化性能的方法 | |
| Guo et al. | Inhibited Cr (VI) formation in Cr2O3-containing refractory castable using reactive MgO as hydraulic binder | |
| Wang et al. | The effect of SnO2 additive on the densification, microstructure and mechanical properties of MgAl2O4–CaAl12O19 composites | |
| CN107954710A (zh) | 一种碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | High-temperature performance in Al2O3–Cr2O3 refractories: effect of Al2TiO5 | |
| CN100564315C (zh) | 一种Sialon复合陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN101298389B (zh) | 碳质耐火材料用含硼添加剂及其制备方法 | |
| CN107043265A (zh) | 一种冶金、有色熔炼炉用不烧镁铬砖及其制备方法 | |
| CN101429581B (zh) | 利用铝灰和镁橄榄石制备硅铁合金和镁铝尖晶石的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120502 Termination date: 20130922 |