CN1088192A

CN1088192A - 硼泥耐火材料的制作方法

Info

Publication number: CN1088192A
Application number: CN92114877A
Authority: CN
Inventors: 王立久; 王儒贤; 李福雁; 李全年; 曹永民; 张志波
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 1994-06-22

Abstract

一种以硼泥为基本原料而制作的硼泥耐火材料，其特点在于，它还配加有还原渣、还原渣和石墨、电熔镁砂、电熔镁砂与锆英石和石墨。当硼泥与电熔镁砂配料时，根据硼泥中MgO含量，按MgO∶SiO₂摩尔比为2确定；与电熔镁砂和锆英石配料时，根据硼泥中MgO含量按MgO∶SiO₂∶ZrO₂摩尔比为4∶2 ∶1确定；与还原渣配料，按硼泥为100％，外加还原渣10～40％。上述配方，经1540～1600℃烧结， 200MPa压力下成型。本发明开发新资源，成本低、无公害。

Description

本发明涉及到新材料，属于耐火材料领域。

工业生产中的一些排放物。如生产硼砂的废渣-硼泥（主要成份是Mg（OH）₂，SiO₂和少量Na₂CO₃）、炼钢中的废渣-还原渣（主要成份是2CaO·SiO₂，简写为γ-C₂S）等均未得到有效的利用。这些材料中含有多量的耐火物质，是制作耐火材料的重要原料，但是，这种材料目前并没有得到充分利用。

现有技术中，生产的耐火材料-镁橄榄石材料，是与本发明最接近的一种，但是，它的原料来源是采用橄榄岩、蛇纹岩、纯橄榄岩和滑石。其制作方法一般是采用原料预烧、成型和烧成。其具体工艺是：先将纯橄榄岩在1450～1500℃（蛇纹岩则在1350～1370℃）于氧化气氛下预烧后粉碎，加入镁砂，采用纸浆废液或木糖浆或糖浆或卤水作结合剂，在压力大于85MPa下成型，再于1550～1600℃烧成。

这种耐火材料的制作方法，不仅原料价格昂贵，而且成型困难，易产生层裂，特别是异型制品成型更难，制品的烧成范围也较窄，原料在预烧中易炸裂，制品膨松强度低，目前国内还尚未进行专门生产。

本发明的目的就是开发新资源利用这些废渣的有效成分，制造新的耐火材料，以克服现有耐火材料生产上的不足，同时降低成本，净化环境。

本发明的构思是，利用硼泥中MgO和SiO₂有效成份，开发合成镁橄榄石新资源以及利用γ-C₂S的高熔点（2130℃）并与MgO共熔点近1800℃，而且γ-C₂S不易水化，CaO具有好的脱硫、脱磷、脱氮等的精炼效果，再利用石墨的耐钢水浸润，ZrO₂具有增韧作用，硼泥残留的B₂O₃可作为γ-C₂S的稳定剂的特点，制作新的耐火材料-硼泥耐火材料及其制作方法。

本发明所设计的一种利用硼泥为基本原料而制作的硼泥耐火材料，其特征在于，它还配加有：还原渣、还原渣和石墨、电熔镁砂、电熔镁砂和锆英石、电熔镁砂与锆英石和墨。

因此，硼泥耐火材料，具体可有以下几种：①利用硼泥再加入配料还原渣，可得到镁贝利特耐火材料;②利用硼泥再加入配料还原渣和石墨，可得到镁贝利特碳耐火材料;③利用硼泥再加入配料电熔镁砂，可得到镁橄榄石耐火材料;④利用硼泥再加入配料电熔镁砂和锆英石，可得到镁锆耐火材料;⑤利用硼泥再加入配料电熔镁砂与锆英石和石墨，可得到镁锆碳耐火材料。

实现本发明制作硼泥耐火材料时，其成份配方特征是：

硼泥与电熔镁砂配料时，其比例（重量百分比，下皆同）应根据硼泥中MgO的含量，按MgO与SiO₂摩尔比为2来确定，同时要考虑MgO应过量加入，目的是为了综合硼泥中有害成份，如：Al₂O₃、CaO含量应淡化到2%以下。

硼泥与电熔镁砂和锆英石配料时，硼泥量为100%，外加电熔镁砂和锆英石（主要成份是ZrO₂和SiO₂），其比例应根据硼泥中MgO含量，按MgO∶SiO₂∶ZrO₂摩尔比为4∶2∶1来确定。

硼泥与还原渣配料时，其比例按硼泥为100%，外加还原渣10-40%。具体可视硼泥中MgO的含量而定，MgO含量大时，则取下限，MgO含量小时，则取上限，一般取20%。

如果上述三种配料成份中，要制成含碳的耐火材料时，应各自外加配料总重量10～25%的石墨，一般可取16%。

制作此工艺步骤，首先将所需的工业废渣-硼泥，在950℃～1300℃范围内烧结，按要求的比例配料后粉碎，其粒度要小于5mm（如果本身粒度已小于5mm，则可不需粉碎），再在100MPa～200MPa下压力成型，经80～120℃干燥处理后，再在1540～1600℃烧结并保温1～6小时。即可烧成，此时也可作为成品出厂，如：镁贝利特耐火材料、镁橄榄石耐火材料、镁锆耐火材料等。

如果制作镁锆碳耐火材料、镁贝利特碳耐火材料时，即要制作含碳的硼泥耐火材料时，则要在再粉碎后，加粘合剂热搅拌前，加入石墨混料，其石墨加入量为配料总量的10～25%，一般可加入16%。然后，再进行加粘合剂热搅拌（其温度为25～100℃粘合剂的量为配料重的5-6%）、压力成型（其压力为100～200MPa）、烘干（温度为180℃～250）工序，最后检查出厂。

本发明的附图是实施工艺流程图的示意图。

图中指出的实施步骤是，首先将硼泥烧结、再经配料、压力成型、干燥处理、烧结后出厂或再粉碎、加石墨混料、加粘合剂热搅拌、压力成型、烘干后出厂。图中的箭头是一个过程完成后，进行下一个过程步骤的指向。

本发明的主要优点是：①成本低，成品可降低原产品的1/3，②本发明制作的镁贝利特材料其抗水化性能优于原镁白云石耐火材料和镁钙碳耐火材料，③生产工艺及产品性能优于用工业原料生产镁橄榄石耐火材料。

下面通过具体实施例来进一步说明本发明的细节。

实施例1：

玻璃窖炉内衬，采用镁橄榄石耐火材料。硼泥经1050℃烧结后，进行配料，硼泥中引入电熔镁砂，其引入量根据硼泥中MgO含量，按MgO与SiO₂摩尔比为2的比例确定。（如硼泥中MgO含量为43%，SiO₂为26%，此SiO₂含量只要满足MgO为34.67%，即可合成Mg₂SiO₂，不需另加MgO，但为了产品热震性和抗渣性及淡化硼泥中有害成份，加入MgO量20%）。混合后经粉碎，于200MPa下压力成型，经过100℃干燥处理，1540℃烧结5小时，即为镁橄榄石耐火材料，检查待出厂。

实施例2：

水泥烧结炉内衬，采用镁锆碳耐火材料。

取硼泥量作为100%（其中MgO为43%，SiO₂为26%，含水30%），然后，外加电熔镁砂14%，锆英石21%。硼泥经1100℃烧结后，按上述比例将配料加入并粉碎，200MPa压力成型，干燥处理后，于1570℃烧结，保温3小时后，再粉碎，加入配料总量的16%石墨，再在80℃下加入粘合剂量为配料总量的5%酚醛树脂进行热搅拌，待均匀后再在200MPa下压力成型，再于180℃烘干，检查出厂。

实施例3：

炼钢炉衬，采用镁贝利特材料。

配料取硼泥为100%在1000℃烧结后，外加还原渣20%，经配料粉碎，200MPa下压力成型，经80℃下干燥处理后于1550℃烧结，保温3小时，检查待出厂。

Claims

1、一种利用硼泥为基本原料制作的硼泥耐火材料，其特征在于：

a)它还配加有还原渣、还原渣和石墨、电熔镁砂、电熔镁砂和锆英石、电熔镁砂与锆英石和石墨。

b)制作这种硼泥耐火材料的实施工艺方法。

2、根据权利要求1所述的硼泥耐火材料的制作方法，其特征在于，成份配方是：

硼泥与电熔镁砂配料时，其比例根据硼泥中MgO含量按MgO与SiO₂的摩尔比为2来确定，并应使MgO过量加入。

硼泥与电熔镁砂和锆英石配料时，硼泥量为100%，外加电熔镁砂和锆英石，其比例应根据硼泥中MgO含量按MgO∶SiO₂∶ZrO₃摩尔比为4∶2∶1来确定。

硼泥与还原渣配料时，其比例按硼泥为100%，外加还原渣10～40%，一般取20%。

如果上述三种成份配方中，要制成含碳的硼泥耐火材料时，应在各自的配方中外加石墨10～25%（配料总重量），一般取为16%。

3、根据权利要求1或2所述的硼泥耐火材料的制作方法，其特征在于，实施工艺方法是：首先将硼泥在950℃～1300℃烧结，按要求比例配料后粉碎，其粒度要小于5mm，再于100MPa～200MPa压力成型，经80～120℃干燥处理，再在1540℃～1600℃烧结并保温1～6小时，即可烧成，此时可作为成品出厂，如果制作含有碳的硼泥耐火材料，则在再粉碎后加粘合剂前，加入石墨混料，其石墨加入量为10～25%，一般可加入16%，然后再进行加粘合剂热搅拌（温度为25～100℃，粘合剂的量为配料重的5～6%）、压力成型（压力为100～200MPa）、烘干（温度为180～250℃）工序，最后检查出厂。