CN103964871B - 一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法 - Google Patents

一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103964871B
CN103964871B CN201410185663.5A CN201410185663A CN103964871B CN 103964871 B CN103964871 B CN 103964871B CN 201410185663 A CN201410185663 A CN 201410185663A CN 103964871 B CN103964871 B CN 103964871B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
carbon composite
calcium hexaluminate
preparation
metallic aluminium
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
Application number
CN201410185663.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103964871A (zh
Inventor
魏耀武
叶昌松
李楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN201410185663.5A priority Critical patent/CN103964871B/zh
Publication of CN103964871A publication Critical patent/CN103964871A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103964871B publication Critical patent/CN103964871B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明涉及一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法。其技术方案是：先将石灰石粉、金属铝粉和工业氧化铝粉按石灰石粉：金属铝粉：工业氧化铝粉的摩尔比为1：1.3：5.3进行配料，再放入球磨机中，氩气气氛下混磨4~30小时，制得六铝酸钙-碳复合粉体。其中：球磨机中的球磨介质为碳化钨球；石灰石粉的粒度为5~100μm，石灰石粉中CaCO3含量≥90wt%；金属铝粉的粒度为5~100μm，金属铝粉中Al含量≥97wt%；工业氧化铝粉的粒度为5~100μm，工业氧化铝粉中Al2O3含量≥99wt%。本发明工艺简单、成本较低和环境友好；制备的六铝酸钙-碳复合粉体不仅热震稳定性能和高温体积稳定性好，且抗碱性、抗还原气氛侵蚀、抗熔体侵蚀和抗熔渣侵蚀的能力强。

Description

一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法
技术领域
本发明属于高温陶瓷和耐火材料技术领域。具体涉及一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法。
背景技术
六铝酸钙是CaO-Al2O3系中的Al2O3含量最高的铝酸钙相，在含铁熔渣中的溶解度低，在还原气氛(即CO气体)中的稳定性高，在碱性环境中的化学稳定性好，对熔融金属和熔渣(钢铁和有色金属)的润湿性低。六铝酸钙熔点高于1875℃，热膨胀系数为8.0×10-6℃-1，非常适合做高温陶瓷和耐火材料的原材料。
从六铝酸钙的特性出发并结合冶金耐火材料的应用特点，六铝酸钙可以应用到钢包的熔池等与钢水和熔渣接触的部位作为低碳的铝碳耐火材料的原材料之一。目前的铝碳材料中，在基质部分使用的是鳞片石墨和刚玉细粉，而在基质部位完全可以使用六铝酸钙取代价格昂贵的刚玉细粉。在现有的制备耐火材料过程中，对各种原料混合时采用的是机械混合的方法，当采用颗粒和粉料混合制备耐火材料时，现有的机械混合方法难以达到粉体中各成分均一和使用性质稳定的目的。如果在钢包基质材料中，六铝酸钙和石墨的分布不均匀，就会削弱钢包熔池部位耐火材料的使用效果。钢包渣对耐火材料的侵蚀主要是渣中的CaO和Fe2O3等物质，而六铝酸钙具有很好的抵抗CaO和Fe2O3等物质侵蚀的能力；另一方面，如果六铝酸钙和石墨的粒度变的更细小，可以充分填充耐火材料的空隙，从而降低材料的气孔率，也就是降低熔渣进入耐火材料内部的通道。而目前在钢包熔池部位耐火材料的制备过程中，常使用的鳞片石墨为100目左右，其在材料中对空隙的填充作用有限。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺点，目的是提供一种工艺简单、成本较低和环境友好的六铝酸钙-碳复合粉体的制备方法；所制备的六铝酸钙-碳复合粉体不仅热震稳定性能和高温体积稳定性好，且抗碱性、抗还原气氛侵蚀、抗熔体侵蚀和抗熔渣侵蚀的能力强。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先将石灰石粉、金属铝粉和工业氧化铝粉按石灰石粉︰金属铝粉︰工业氧化铝粉的摩尔比为1：1.3：5.3进行配料，然后放入球磨机中，在氩气气氛下混磨4~30小时，制得六铝酸钙-碳复合粉体。
球磨机中的球磨介质为碳化钨球。
所述石灰石粉的粒度为5~100μm，石灰石粉中的CaCO3含量≥90wt%。
所述金属铝粉的粒度为5~100μm，金属铝粉中的Al含量≥97wt%。
所述工业氧化铝粉的粒度为5~100μm，工业氧化铝粉中的Al2O3含量≥99wt%。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明未引入石墨等碳素原料，而是利用石灰石分解释放出的二氧化碳与金属铝粉反应来获得碳，故成本低、工艺简单且兼顾环保，所制备的六铝酸钙-碳复合粉体的粒度为5nm~80μm。本发明通过粉末和球磨介质之间长时间的冲击、碰撞和破碎，使粉末颗粒反复产生冷焊和断裂，导致粉体颗粒细化、原子扩散、新生表面活性增大和表面自由能降低，从而极大促进化学反应进程，提高了粉体性能。克服了现有技术的铝碳质低碳材料中基质组分混合不均以及鳞片石墨粒度较大对空隙填充有限的缺点，
由于六铝酸钙为优异耐火原材料，具有熔点高、在含铁熔渣中的溶解度低、在还原气氛(即CO气体)中的稳定性高、在碱性环境中的化学稳定性好、对熔融金属和熔渣(钢铁和有色金属)的润湿性低的特点，加之粉体中碳的存在，使得复合粉体的性能能够满足苛刻的冶金环境下使用的需要。
因此，本发明具有工艺简单、成本较低和环境友好的特点，所制备的六铝酸钙-碳复合粉体不仅热震稳定性能和高温体积稳定性好，且抗碱性、抗还原气氛侵蚀、抗熔体侵蚀和抗熔渣侵蚀的能力强，可作为高温陶瓷和耐火材料制备的原材料。
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，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的有关技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：
球磨机中的球磨介质为碳化钨球；
所述石灰石粉的粒度为5~100μm，石灰石粉中的CaCO3含量≥90wt%；
所述金属铝粉的粒度为5~100μm，金属铝粉中的Al含量≥97wt%；
所述工业氧化铝粉的粒度为5~100μm，工业氧化铝粉中的Al2O3含量≥99wt%。
实施例1
一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法。先将石灰石粉、金属铝粉和工业氧化铝粉按石灰石粉：金属铝粉：工业氧化铝粉的摩尔比为1：1.3：5.3进行配料，然后放入球磨机中，在氩气气氛下混磨4~10小时，制得六铝酸钙-碳复合粉体。
本实施例所制备的六铝酸钙-碳复合粉体的粒度为5nm~10μm。
实施例2
一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法。先将石灰石粉、金属铝粉和工业氧化铝粉按石灰石粉：金属铝粉：工业氧化铝粉的摩尔比为1：1.3：5.3进行配料，然后放入球磨机中，在氩气气氛下混磨10~15小时，制得六铝酸钙-碳复合粉体。
本实施例所制备的六铝酸钙-碳复合粉体的粒度为10μm~30μm。
实施例3
一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法。先将石灰石粉、金属铝粉和工业氧化铝粉按石灰石粉：金属铝粉：工业氧化铝粉的摩尔比为1：1.3：5.3进行配料，然后放入球磨机中，在氩气气氛下混磨15~20小时，制得六铝酸钙-碳复合粉体。
本实施例所制备的六铝酸钙-碳复合粉体的粒度为30μm~50μm。
实施例4
一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法。先将石灰石粉、金属铝粉和工业氧化铝粉按石灰石粉：金属铝粉：工业氧化铝粉的摩尔比为1：1.3：5.3进行配料，然后放入球磨机中，在氩气气氛下混磨20~25小时，制得六铝酸钙-碳复合粉体。
本实施例所制备的六铝酸钙-碳复合粉体的粒度为50μm~70μm。
实施例5
一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法。先将石灰石粉、金属铝粉和工业氧化铝粉按石灰石粉：金属铝粉：工业氧化铝粉的摩尔比为1：1.3：5.3进行配料，然后放入球磨机中，在氩气气氛下混磨25~30小时，制得六铝酸钙-碳复合粉体。
本实施例所制备的六铝酸钙-碳复合粉体的粒度为70μm~80μm。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
本具体实施方式未引入石墨等碳素原料，而是利用石灰石分解释放出的二氧化碳与金属铝粉反应来获得碳，故成本低、工艺简单且兼顾环保，所制备的六铝酸钙-碳复合粉体的粒度为5nm~80μm。本具体实施方式通过粉末和球磨介质之间长时间的冲击、碰撞和破碎，使粉末颗粒反复产生冷焊和断裂，导致粉体颗粒细化、原子扩散、新生表面活性增大和表面自由能降低，从而极大促进化学反应进程，提高了粉体性能。克服了现有技术的铝碳质低碳材料中基质组分混合不均以及鳞片石墨粒度较大对空隙填充有限的缺点，
由于六铝酸钙为优异耐火原材料，具有熔点高、在含铁熔渣中的溶解度低、在还原气氛(即CO气体)中的稳定性高、在碱性环境中的化学稳定性好、对熔融金属和熔渣(钢铁和有色金属)的润湿性低的特点，加之粉体中碳的存在，使得复合粉体的性能能够满足苛刻的冶金环境下使用的需要。
因此，本具体实施方式具有工艺简单、成本较低和环境友好的特点，所制备的六铝酸钙-碳复合粉体不仅热震稳定性能和高温体积稳定性好，且抗碱性、抗还原气氛侵蚀、抗熔体侵蚀和抗熔渣侵蚀的能力强，可作为高温陶瓷和耐火材料制备的原材料。

Claims (5)

1.一种六铝酸钙-碳复合粉体的制备方法，其特征在于所述制备方法是：先将石灰石粉、金属铝粉和工业氧化铝粉按石灰石粉：金属铝粉：工业氧化铝粉的摩尔比为1：1.3：5.3进行配料，然后放入球磨机中，在氩气气氛下混磨4~30小时，制得六铝酸钙-碳复合粉体；所制备的六铝酸钙-碳复合粉体的粒度为5nm~80μm；
球磨机中的球磨介质为碳化钨球。
2.根据权利要求1所述六铝酸钙-碳复合粉体的制备方法，其特征在于所述石灰石粉的粒度为5~100μm，石灰石粉中的CaCO3含量≥90wt%。
3.根据权利要求1所述六铝酸钙-碳复合粉体的制备方法，其特征在于所述金属铝粉的粒度为5~100μm，金属铝粉中的Al含量≥97wt%。
4.根据权利要求1所述六铝酸钙-碳复合粉体的制备方法，其特征在于所述工业氧化铝粉的粒度为5~100μm，工业氧化铝粉中的Al2O3含量≥99wt%。
5.一种六铝酸钙-碳复合粉体，其特征在于所述复合粉体是根据权利要求1~4项中任一项所述的六铝酸钙-碳复合粉体的制备方法所制备的六铝酸钙-碳复合粉体。
CN201410185663.5A 2014-05-05 2014-05-05 一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法 Expired - Fee Related CN103964871B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410185663.5A CN103964871B (zh) 2014-05-05 2014-05-05 一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410185663.5A CN103964871B (zh) 2014-05-05 2014-05-05 一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103964871A CN103964871A (zh) 2014-08-06
CN103964871B true CN103964871B (zh) 2015-09-02

Family

ID=51234935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410185663.5A Expired - Fee Related CN103964871B (zh) 2014-05-05 2014-05-05 一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103964871B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105294083A (zh) * 2015-12-01 2016-02-03 武汉科技大学 一种铝钙碳耐火材料及其制备方法
CN107089834B (zh) * 2017-03-17 2018-04-17 西安建筑科技大学 一种碳‑铝酸钙复合粉及其制备方法
CN107311209B (zh) * 2017-07-06 2018-07-13 西安建筑科技大学 一种碳/铝酸钙复合粉及其制备方法
CN111574214B (zh) * 2020-04-02 2022-03-01 北京科技大学 一种六铝酸钙复相材料及其制备方法
CN111908929B (zh) * 2020-06-23 2021-09-24 北京科技大学 基于n3-离子掺杂制备ca6基耐火原料的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101928135A (zh) * 2010-09-01 2010-12-29 中国地质大学（北京） 一种六铝酸钙轻质耐火砖及其制备方法
CN102030545A (zh) * 2010-10-28 2011-04-27 中国地质大学（北京） 一种MgAl2O4-CaAl12O19复相耐高温材料及其制备方法
CN102718514A (zh) * 2012-06-28 2012-10-10 江苏晶鑫高温材料有限公司 一种微孔高强刚玉-六铝酸钙复合耐火原料及其制备方法
CN103496993A (zh) * 2013-09-23 2014-01-08 武汉科技大学 一种高强六铝酸钙轻质隔热材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101928135A (zh) * 2010-09-01 2010-12-29 中国地质大学（北京） 一种六铝酸钙轻质耐火砖及其制备方法
CN102030545A (zh) * 2010-10-28 2011-04-27 中国地质大学（北京） 一种MgAl2O4-CaAl12O19复相耐高温材料及其制备方法
CN102718514A (zh) * 2012-06-28 2012-10-10 江苏晶鑫高温材料有限公司 一种微孔高强刚玉-六铝酸钙复合耐火原料及其制备方法
CN103496993A (zh) * 2013-09-23 2014-01-08 武汉科技大学 一种高强六铝酸钙轻质隔热材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钢包用含碳耐火材料的开发;姚立新;《耐火与石灰》;20140228;第39卷(第1期);34-37 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103964871A (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103964871B (zh) 一种六铝酸钙-碳复合粉体及其制备方法
CN100475741C (zh) 一种方镁石-铁铝尖晶石砖及其制备方法
CN101508587B (zh) 含纳米碳酸镁的刚玉－尖晶石质浇注料
CN106083077B (zh) 一种致密ca2-ca6复相轻质耐火熟料及其制备方法
CN102807379A (zh) 一种含纳米白云石的刚玉尖晶石质浇注料
CN101200772A (zh) 改良型溅渣护炉料及其制备方法
CN104909772B (zh) 含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法
CN108751957A (zh) 一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法
CN104211415A (zh) 一种刚玉-镁铝尖晶石质耐火材料
CN106431430A (zh) 一种高强防渗耐腐蚀浇注料
CN110218837A (zh) 一种资源化无害化处置铝灰的方法
CN103819210B (zh) 原位分解反应制备镁钙质功能材料的方法
CN106495718A (zh) 一罐制铁水包用MgO‑SiC‑C工作衬砖及制备方法
CN101748235A (zh) 一种冶金辅料助熔剂及其制备方法
CN102775172B (zh) 一种镁碳复合材料及其制备方法
CN103449803B (zh) 速干防爆浇注料
CN104744060A (zh) 鱼雷罐内衬修补喷涂料及其制备方法与使用方法
CN104909774A (zh) 铝酸钙水泥结合铝镁质浇注料及其制备方法
CN104909773A (zh) 含复合添加剂的铝酸钙水泥结合铝镁质浇注料及其制备方法
CN105272320A (zh) 一种铁水包包壁用不烧Al2O3-Cr7C3砖及其制备方法
CN105016756B (zh) 一种铝碳耐火材料及其制备方法
CN112374472B (zh) 一种氮化钛包覆Ti2O3复合Al2O3材料及其制备方法
CN108191248A (zh) 一种利用电解锰矿渣生产泡沫玻璃的方法
CN105669220B (zh) 一种澳斯麦特炉内衬用再生铝铬砖及其制备方法
CN110627490B (zh) 一种环保自流铝硅质耐火压注料的制备方法及其应用

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150902

Termination date: 20170505