CN102476952A - 一种抗水化CaO砂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗水化性能优良CaO砂的制备方法，包括以下步骤：制备CaO砂、MgO细粉及无水乙醇-酚醛树脂混合液；按一定的加料顺序，将MgO细粉充分粘附在CaO砂的表面；高温煅烧之后制得CaO砂。本发明制得的CaO砂抗水化性能优良，生产成本低，可工业化生产。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种抗水化性能优良的CaO砂制备方法，可用于制备含游离CaO耐火材料原料，属于耐火材料领域。
背景技术
CaO砂可用于含游离CaO质耐火材料的制备。含游离CaO质耐火材料具有吸附钢液中[S]、[P]以及Al2O3、SiO2等非金属夹杂物的特性，是冶炼洁净钢、合金钢等高级钢种的优质耐火材料，已经被成功应用在钢包、中间包等；在冶炼电子材料、航空航海材料、Ni基合金、Fe基合金等方面也被广泛应用。随着工业技术进步的需要，含游离CaO质耐火材料将会得到更加广泛的应用。
然而，含游离CaO质耐火材料最大的缺点就是其中的CaO易水化，从而导致整个耐火材料的崩溃，因此制备抗水化CaO砂具有重要意义。提高CaO砂的抗水化性有多种方法，主要有高温煅烧、引入添加剂、表面处理等：
1.高温煅烧
高温煅烧法就是将CaO砂的烧成温度提高到1800℃以上，在高温烧结过程中，CaO晶粒充分结晶长大，晶粒表面缺陷减少，并使其具有较高的致密度，气孔率较小，从而改善其抗水化性能。但该方法对烧结设备要求较高，生产成本高。
2.引入添加剂
引入添加剂是提高CaO砂抗水化性的主要方法之一，常用的添加剂有Fe2O3、Al2O3、ZrO2、TiO2等。引入添加剂能提高CaO砂抗水化性能的原因主要是：添加剂与CaO在较低的温度下生成低熔点的抗水化性物质或者固溶体，可提高CaO砂的烧结性，改善其显微结构，提高材料的致密度，可提高其抗水化性。但引入添加剂会降低CaO砂的高温性能。
3.表面处理
在CaO砂表面制备抗水化性薄膜，主要有液相法和气相法：
液相法主要采用磷酸、草酸、磷酸二氢铝等溶液浸泡CaO砂，溶液与CaO砂表面的游离CaO生成难溶或者微溶物，并附着在材料表面，从而起到提高CaO砂抗水化性的作用。但这种方法往往会带来一定的有害杂质，在含游离CaO耐火材料净化钢液的同时又对钢液造成一定程度的污染；而且在施工过程中表面覆盖层容易脱落，造成材料的抗水化性能降低；覆盖层中磷酸盐较稳定，难以分解、挥发，对脱硫、脱磷作用存在着“钝化”作用。
气相法主要以CO2处理对CaO砂表面的研究较多，其原理是在其表面生成碳酸盐薄膜，从而阻断了外界水分与CaO接触的通道，提高了CaO砂的抗水化性。然而其缺点是此种方法目前只局限于实验室阶段，难以实现工业化；在CaO砂表面形成碳酸盐薄膜时，体积增大，因此在CaO砂和碳酸盐之间会发生应变，导致其间有层裂出现甚至脱落，抗水化性提高不明显。
因此，制得抗水化CaO砂，将其作为制备含游离CaO耐火材料的原料，需从根本上提高其抗水化性。在CaO砂表面制备具有抗水化性薄膜的基本要求是：
(1)在低成本、对设备要求不高、不影响CaO砂其他性能的前提下，在CaO砂表面制备不易水化的薄膜，以提高CaO砂的抗水化性；
(2)在薄膜和CaO砂之间需要有过渡层，以保证表面薄膜和CaO砂良好的结合性。
发明内容
本发明提出了一种抗水化CaO砂的制备方法。
本发明利用MgO材料高温煅烧后抗水化性优良等特性，采用MgO细粉包裹CaO砂经高温煅烧后，可在CaO砂表面制备MgO薄膜，以提高CaO砂抗水化性能。
本发明所述CaO砂的制备方法是：
(1)以消石灰、石灰石为原料经高温煅烧制备CaO砂；
(2)制备无水乙醇-酚醛树脂混合液：
用于制备无水乙醇-酚醛树脂混合液的组分重量百分数为：无水乙醇70～100％，酚醛树脂30～0％；
按比例将无水乙醇和酚醛树脂倒入容器中，充分混和，制得无水乙醇-酚醛树脂混合液；
(3)在CaO砂中加入无水乙醇-酚醛树脂混合液混和，然后加入MgO细粉混和，使得MgO细粉充分粘附在CaO砂的表面；
(4)将MgO细粉包覆后的CaO砂烘干后高温煅烧，制成本发明所述CaO砂。
经过高温煅烧后的MgO抗水化性较优，能够很好的保护CaO，可以延缓其发生水化；同时MgO薄膜与CaO砂之间有一定厚度的过渡层，使得MgO薄膜与内部的CaO砂基体结合较紧密，可以缓解因MgO与CaO之间热膨胀系数的不同或生产过程中薄膜的脱落。
该方法生产CaO砂具有成本低、抗水化性能优良、容易实现工业化大生产等特点。
具体实施办法
以下非限定性实施例用于仅解释本发明，但不作为对本发明的限定。
实例：
(1)制备CaO砂：在Ca(OH)2中加入少量水，均匀混合后，在100MPa的压力下压制成Φ36×36mm的试样，在110±5℃的条件下烘干至恒重后，在高温电炉中1650℃×3h烧成，将烧后试样破碎，筛取2.5-5mm的CaO砂备用；
(2)制备MgO细粉：将MgO≥97％的电熔镁砂加工成细粉，筛取-320目料备用；
(3)制备无水乙醇-酚醛树脂混合液：将无水乙醇和酚醛树脂以重量比90∶10的比例混合，制成无水乙醇-酚醛树脂混合液。
在制得的CaO砂中加入适量无水乙醇-酚醛树脂混合液，在混砂机中搅拌均匀，然后添加制得的MgO细粉，搅拌均匀，尽量使得MgO细粉充分粘附在CaO砂表面，在110±5℃烘箱中烘干至恒重后，在高温电炉中1600℃×3h烧成本发明CaO砂。
本发明CaO砂化学性质较稳定，可在空气中长时间稳定存在，用于生产镁钙质机压耐火材料原料，不会发生因CaO水化而导致耐火砖产生裂纹、崩溃等现象。
Claims (2)
1.一种抗水化CaO砂制备方法，其特征在于包括如下步骤：制备CaO砂；制备无水乙醇-酚醛树脂混合液；在CaO砂中加入无水乙醇-酚醛树脂混合液混和；加入MgO细粉混和，使得MgO细粉充分粘附在CaO砂的表面；将MgO细粉包覆后的CaO砂烘干后高温煅烧，制成本发明所述CaO砂。
2.根据权利要求1所述的一种抗水化CaO砂制备方法，其特征在于无水乙醇-酚醛树脂混合液制备方法为：
用于制备无水乙醇-酚醛树脂混合液的组分重量百分数为：无水乙醇70～100％，酚醛树脂30～0％；
按比例将无水乙醇和酚醛树脂倒入容器中，充分混和，制得无水乙醇-酚醛树脂混合液。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120530 |