CN102173841A - 厌水性镁钙质合成熟料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种厌水性镁钙质合成熟料及其制备工艺。厌水性镁钙质合成熟料，由以下重量百分比的原料制成：轻烧氧化镁粉25％～35％；轻烧白云石粉50％～60％；高纯石灰3％～10％；添加剂3％～8％。添加剂为稀土氧化物和熔融石英的组合或稀土氧化物、熔融石英和金属氧化物及非金属氧化物的组合。制备工艺是将轻烧氧化镁粉、轻烧白云石粉和添加剂分别磨碎并混合均匀，加入成型结合剂，经真空混炼、出坯成型、烘干、烧成工序制得。本发明具有体积密度高、气孔率低、不水化、热震稳定性好且对环境无污染等优点。

Description

厌水性镁钙质合成熟料及其制备工艺
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种厌水性镁钙质合成熟料及其制备工艺。
背景技术
现在我国国内许多大型水泥回转窑和不锈钢精炼炉内衬部位都采用烧成的镁铬砖或镁钙砖。国外一些发达国家因为镁铬砖中易产生使人致癌的六价铬而被禁用，使用镁钙砖来代替镁铬砖。但是镁钙砖在国内具体使用过程中，因为一些客观原因会导致镁钙砖不能被充分利用，如经常非计划性停炉，导致镁钙砖未被充分利用，这是因为镁钙砖在停炉时易水化，从而无法再次使用。现有的技术只是采用把颗粒用包衣法将原料覆盖，或者对制成的砖采用浸油浸蜡保护或真空包装来抑制原料水化，但是未从根本上解决原料的水化问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种厌水性镁钙质合成熟料，体积密度高、气孔率低、不水化、热震稳定性好且对环境无污染；
本发明同时提供了其制备工艺。
本发明厌水性镁钙质合成熟料，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：
轻烧氧化镁粉  25％～35％；
轻烧白云石粉  50％～60％；
高纯石灰      3％～10％；
添加剂        3％～8％。
所述的轻烧氧化镁粉的轻烧温度为1100℃±30℃，所述的轻烧白云石粉的轻烧温度为1100℃±50℃。
所述的高纯石灰的氧化钙含量＞95％。
所述的添加剂为：稀土氧化物和熔融石英的组合，两者的质量比为1∶7。
所述的添加剂为：稀土氧化物、熔融石英和金属氧化物及非金属氧化物的组合，三者的质量比为1∶5∶1。
所述的稀土氧化物为CeO2、Pr6O11或Nd2O3中的一种。
所述的金属氧化物及非金属氧化物为Fe2O3、P2O5或TiO2中的一种。
本发明厌水性镁钙质合成熟料的制备工艺，是将轻烧氧化镁粉，轻烧白云石粉和添加剂分别磨碎并混合均匀，加入成型结合剂，经真空混炼、出坯成型、烘干、烧成工序制得。
其中优选的技术方案为：
将按配比称重的轻烧氧化镁粉，轻烧白云石粉和添加剂分别磨碎，使各种原料的粒度均＜320目，以便于烧结和分布均匀。采用行星式碾轮混合机把磨好的原料混合均匀。
所述的成型结合剂为高纯石灰经消化制成的石灰乳，消化时水的加入量占轻烧氧化镁粉、轻烧白云石粉和添加剂总质量的28％～30％。
采用真空炼泥机对混合均匀的原料进行混炼时，真空度保持在0.02～0.09Mpa。
所述的出坯成型的坯体密度＞2.38g/cm3。
所述的烘干温度为110℃～120℃。
所述的烧成温度为1630℃～1660℃，保温时间6～8小时。烧成采用竖窑或隧道窑进行，因原料烧成收缩较大，容易变形，在隧道窑中烧成时，装窑高度不超过0.8m。
本发明的有益效果如下：
本发明厌水性镁钙质合成熟料，通过配料和工艺的调整，获得了高密度和有覆盖层的保护，形成的新的化合物相阻止原料与水的接触，完全不水化，其具有体积密度高、气孔率低、结窑皮效果好、热震稳定性好、重烧线变化小且对环境无污染，制备工艺简单、易操作，主要用于水泥窑、精炼钢包用。本发明解决了因具体生产上的不利因素导致的原料利用不充分，且不会产生对人体有害的六价铬，是替代镁铬砖的环保型无污染的耐火材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
按配比称重原料：轻烧氧化镁粉25％，轻烧白云石粉60％，高纯石灰7％，添加剂8％，添加剂由CeO2、熔融石英和Fe2O3组成，三者质量比为1∶5∶1，将原料除了高纯石灰分别采用雷蒙磨磨细，使各种原料的粒度＜320目，采用行星式碾轮混合机把磨好的原料混合均匀，将高纯石灰消化制成石灰乳时，加入水的量占磨好的原料总质量的28％，并将所有原料放入真空炼泥机混炼挤泥出坯，真空度保持在0.08Mpa，烘干温度为110℃，在竖窑中烧成，烧成温度为1660℃，保温6小时。对合成熟料进行检测，烧结性能与抗水化性能检测结果：体积密度3.36g/cm3，气孔率3.92％，水化增重率1.1％。制成耐火砖后，热震稳定性好，经过检测，1100℃水冷为8次。
实施例2
按配比称重原料：轻烧氧化镁粉32％，轻烧白云石粉57％，高纯石灰5％，添加剂6％，添加剂由Nd2O3、熔融石英和Fe2O3组成，三者质量比为1∶5∶1，将原料除了高纯石灰分别采用雷蒙磨磨细，使各种原料的粒度＜320目，采用行星式碾轮混合机把磨好的原料混合均匀，将高纯石灰消化制成石灰乳时，加入水的量占磨好的原料总质量的30％，并将所有原料放入真空炼泥机混炼挤泥出坯，真空度保持在0.05Mpa，烘干温度为110℃，在竖窑中烧成，烧成温度为1630℃，保温7小时。对合成熟料进行检测，烧结性能与抗水化性能检测结果：体积密度3.39g/cm3，气孔率3.39％，水化增重率1.0％。制成耐火砖后，热震稳定性好，经过检测，1100℃水冷为9次。
实施例3
按配比称重原料：轻烧氧化镁粉35％，轻烧白云石粉55％，高纯石灰6％，添加剂4％，添加剂由Nd2O3、熔融石英和TiO2组成，三者质量比为1∶5∶1，将原料除了高纯石灰分别采用雷蒙磨磨细，使各种原料的粒度＜320目，采用行星式碾轮混合机把磨好的原料混合均匀，将高纯石灰消化制成石灰乳时，加入水的量占磨好的原料总质量的29％，并将所有原料放入真空炼泥机混炼挤泥出坯，真空度保持在0.03Mpa，烘干温度为120℃，在竖窑中烧成，烧成温度为1650℃，保温8小时。对合成熟料进行检测，烧结性能与抗水化性能检测结果：体积密度3.42g/cm3，气孔率3.26％，水化增重率0.79％。制成耐火砖后，热震稳定性好，经过检测，1100℃水冷为8次。
实施例4
按配比称重原料：轻烧氧化镁粉35％，轻烧白云石粉57％，高纯石灰3％，添加剂5％，添加剂由Pr6O11、熔融石英和TiO2组成，三者质量比为1∶5∶1，将原料除了高纯石灰分别采用雷蒙磨磨细，使各种原料的粒度＜320目，采用行星式碾轮混合机把磨好的原料混合均匀，将高纯石灰消化制成石灰乳时，加入水的量占磨好的原料总质量的30％，并将所有原料放入真空炼泥机混炼挤泥出坯，真空度保持在0.04Mpa，烘干温度为120℃，在竖窑中烧成，烧成温度为1650℃，保温8小时。对合成熟料进行检测，烧结性能与抗水化性能检测结果：体积密度3.39g/cm3，气孔率3.65％，水化增重率0.95％。制成耐火砖后，热震稳定性好，经过检测，1100℃水冷为8次。
实施例5
按配比称重原料：轻烧氧化镁粉35％，轻烧白云石粉50％，高纯石灰8％，添加剂7％，添加剂由Pr6O11和熔融石英组成，两者质量比为1∶7，将原料除了高纯石灰分别采用雷蒙磨磨细，使各种原料的粒度＜320目，采用行星式碾轮混合机把磨好的原料混合均匀，将高纯石灰消化制成石灰乳时，加入水的量占磨好的原料总质量的28.5％，并将所有原料放入真空炼泥机混炼挤泥出坯，真空度保持在0.06Mpa，烘干温度为110℃，在竖窑中烧成，烧成温度为1660℃，保温8小时。对合成熟料进行检测，烧结性能与抗水化性能检测结果：体积密度3.41g/cm3，气孔率4.26％，水化增重率0.86％。制成耐火砖后，热震稳定性好，经过检测，1100℃水冷为8次。
实施例6
按配比称重原料：轻烧氧化镁粉30％，轻烧白云石粉55％，高纯石灰10％，添加剂5％，添加剂由Nd2O3和熔融石英组成，两者质量比为1∶7，将原料除了高纯石灰分别采用雷蒙磨磨细，使各种原料的粒度＜320目，采用行星式碾轮混合机把磨好的原料混合均匀，将高纯石灰消化制成石灰乳时，加入水的量占磨好的原料总质量的28％，并将所有原料放入真空炼泥机混炼挤泥出坯，真空度保持在0.09Mpa，烘干温度为120℃，在竖窑中烧成，烧成温度为1660℃，保温7小时。对合成熟料进行检测，烧结性能与抗水化性能检测结果：体积密度3.40g/cm3，气孔率4.63％，水化增重率1.13％。制成耐火砖后，热震稳定性好，经过检测，1100℃水冷为8次。
实施例7
按配比称重原料：轻烧氧化镁粉30％，轻烧白云石粉60％，高纯石灰7％，添加剂3％添加剂由CeO2、熔融石英和P2O5组成，三者质量比为1∶5∶1，将原料除了高纯石灰分别采用雷蒙磨磨细，使各种原料的粒度＜320目，采用行星式碾轮混合机把磨好的原料混合均匀，将高纯石灰消化制成石灰乳时，加入水的量占磨好的原料总质量的29％，并将所有原料放入真空炼泥机混炼挤泥出坯，真空度保持在0.03Mpa，烘干温度为110℃，在竖窑中烧成，烧成温度为1660℃，保温7小时。对合成熟料进行检测，烧结性能与抗水化性能检测结果：体积密度3.40g/cm3，气孔率3.58％，水化增重率0.89％。制成耐火砖后，热震稳定性好，经过检测，1100℃水冷为7次。

Claims (10)

1.一种厌水性镁钙质合成熟料，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：
轻烧氧化镁粉 25％～35％；
轻烧白云石粉 50％～60％；
高纯石灰     3％～10％；
添加剂       3％～8％。
2.根据权利要求1所述的厌水性镁钙质合成熟料，其特征在于添加剂为：稀土氧化物和熔融石英的组合，两者的质量比为1∶7。
3.根据权利要求1所述的厌水性镁钙质合成熟料，其特征在于添加剂为：稀土氧化物、熔融石英和金属氧化物及非金属氧化物的组合，三者的质量比为1∶5∶1。
4.根据权利要求2或3所述的厌水性镁钙质合成熟料，其特征在于稀土氧化物为CeO2、Pr6O11或Nd2O3中的一种。
5.根据权利要求3所述的厌水性镁钙质合成熟料，其特征在于金属氧化物及非金属氧化物为Fe2O3、P2O5或TiO2中的一种。
6.一种权利要求1所述的厌水性镁钙质合成熟料的制备工艺，其特征在于将轻烧氧化镁粉、轻烧白云石粉和添加剂分别磨碎并混合均匀，加入成型结合剂，经真空混炼、出坯成型、烘干、烧成工序制得。
7.根据权利要求6所述的厌水性镁钙质合成熟料的制备工艺，其特征在于轻烧氧化镁粉、轻烧白云石粉和添加剂的粒度均＜320目。
8.根据权利要求6所述的厌水性镁钙质合成熟料的制备工艺，其特征在于成型结合剂为高纯石灰经消化制成的石灰乳。
9.根据权利要求6所述的厌水性镁钙质合成熟料的制备工艺，其特征在于真空混炼时真空度保持在0.02～0.09Mpa，烘干温度为110℃～120℃。
10.根据权利要求6所述的厌水性镁钙质合成熟料的制备工艺，其特征在于烧成温度为1630℃～1660℃，保温时间6～8小时。
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