CN115959890B - 一种改性镁砂耐火材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，所属耐火材料技术领域，方法为将菱镁矿进行粉碎筛分，然后进行混合研磨，过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；将氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后加入油系中间相沥青粉进行包覆混合，制成复合改性剂；将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，冷却后得到改性等轴晶系方镁石；向改性等轴晶系方镁石中加入煤系纺丝沥青粉，进行均匀混合，再进行二次改性热处理，最后经过后处理得到改性镁砂。本发明采用复合辅料的合理配比，通过嵌附结晶方式，改变镁砂微观结构，大幅提高镁砂高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性。

Description

一种改性镁砂耐火材料的制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种改性镁砂耐火材料的制备方法。

背景技术

耐火材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域，在高温工业生产发展中起着必要作用，其中，镁质耐火材料是广泛应用的主要的耐火材料之一，依化学组成及用途可分为冶金镁砂、镁砖、镁硅砖、镁铝砖、镁钙砖、镁碳砖等，耐火材料的原料和制备工艺不同，直接影响着材料的使用性能。

随着各种工业制品的质量越来越高，高温生产工艺的复杂性变化，窑炉技术的改进，体积及高度的增大等等，窑炉耐火材料的适用性能已经不能单纯的以耐火温度的高低来定义，耐火材料的硬度、导热性、抗腐蚀性、高压抗变形、高温蠕变性、热震稳定性等都要符合相应工艺条件要求；另外，针对窑炉不同部位对耐火材料的各项性能高低要求也不同，因此，开发各种不同适应性的耐火材料是行业一直存在的需求。

其中，针对高低温变化曲率大、烟气和空气交替导致温度频繁波动，且侵蚀性大的窑炉处理工艺环境，需要提高镁质材料的抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性；目前技术是采用不同材料简单的掺混烧结制备，综合各项适应性能指标，但这种工艺不能从本质上改变材料的结构特性，使用性能还是不高，仍有品质提升的空间。

发明内容

针对高低温变化曲率大、烟气和空气交替导致温度频繁波动，且侵蚀性大的窑炉处理环境，目前的高镁质材料还有待进一步提高抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性的问题，本发明提供一种改性镁砂耐火材料的制备方法，采用复合辅料的合理配比，通过嵌附结晶方式，改变镁砂微观结构，大幅提高镁砂高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性。其具体技术方案如下：

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分，然后进行混合研磨，过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

所述菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm；所述混合研磨的磨块采用三角菱块，所述三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为1.8～2.5mm，所述混合研磨时间为30～40min。

S2：将氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后加入油系中间相沥青粉进行包覆混合，制成复合改性剂；

所述氧化锆粉和氧化锰粉的中位粒度为10～40um，氧化锆粉:氧化锰粉＝10:(2～5)；所述油系中间相沥青粉的中位粒度为2～5um，(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:(2～5)；所述包覆混合为气流混合。

S3：将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

所述复合改性剂加入比例为，菱镁矿粉:复合改性剂＝100:(3～8)；

所述一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为100～200r/min，改性温度为600±20℃，改性时间为2～3h。

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入煤系纺丝沥青粉，进行均匀混合，再进行二次改性热处理，最后经过后处理得到改性镁砂；

所述煤系纺丝沥青粉的中位粒度为8～15um；所述改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:(1～4)；所述均匀混合为双锥混合；所述二次改性热处理为升温至360～400℃保温烧结30～40min，然后继续升温至650～700℃保温烧结1～1.5h，之后继续升温至900～1100℃进行保温烧结2～3h。

本发明的一种改性镁砂耐火材料的制备方法，与现有技术相比，有益效果为：

一、本发明方法采用三角菱块作为磨块，进行表面研磨改性，为了增加菱镁矿粉的表面缺陷，为了提高后续嵌附改性效果。

二、本发明方法氧化锆粉和氧化锰粉作为改性剂，其中，氧化锆作为惰性填充剂，具有很好的隔热性，降低热传导系数，耐蚀性强；而氧化锰具有提高镁质的抗侵蚀性能和热震稳定性能。本发明将氧化锆粉和氧化锰粉嵌入菱镁矿粉缺陷中，在600±20℃温度下进行一体烧结，菱镁矿粉受热后晶体变化，收缩成等轴晶系方镁石，能够牢固将氧化锆和氧化锰融入颗粒内部，防止脱离，提高颗粒的抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性；内部嵌附融合性更好，能够节省改性剂用料，且大幅提高性能。

三、本发明方法采用油系中间相沥青粉作为粘结剂，油系中间相沥青是一种由相对分子质量为370～2000的多种扁盘状稠环芳烃组成的混合物，具有晶体光学各向异性特征，晶体转变活性高；其一方面能够作为粘结剂保证氧化锆粉和氧化锰粉的前期嵌入粘附牢固性，另一方面油系中间相沥青粉在受热后部分分解缩小体积，配合菱镁矿粉晶体收缩，不会妨碍或破坏菱镁矿粉颗粒的形变，防止菱镁矿粉颗粒在转变为等轴晶系方镁石颗粒或氧化镁颗粒过程中受内部嵌附压力而开裂。

四、本发明方法设计一次改性热处理后进行冷却，热胀冷缩，为了稳固嵌附牢固性，同时有助于提高沥青间膜的形成的致密性，减少发生剥落或发生材料改性不均匀，性能不均匀的状况。

五、本发明方法设计加入煤系纺丝沥青粉进行二次包覆改性，一方面能够进一步提高菱镁矿粉缺陷嵌附微粉的牢固性；另一方面纺丝沥青膜能够减轻后续使用拌合或压制或高温使用时镁砂颗粒受内外压力而破坏，抵抗高温高压的形变能力更强；再一方面能够提高镁砂颗粒的融合性，有效弥补表面缺陷，在后续加工使用时，减少气孔或材料间隙的产生，结合密度、硬度更高，耐磨耐冲刷。

六、本发明方法设计二次改性热处理为阶梯式烧结改性处理，分别升温至360～400℃、650～700℃和900～1100℃，促进各阶段颗粒成分充分反应变化，其中在360～400℃是煤系纺丝沥青粉的相变阶段，650～700℃是非等轴方镁石的晶变阶段，900～1100℃是氧化镁完全完成晶变的阶段。一次改性热处理配合二次改性热处理的过程，还能够延缓晶变速度，使晶变更加均匀稳定，成晶质量更好。

七、本发明方法设计氧化锆粉和氧化锰粉的粒度大小，能够保证多个氧化锆粉和氧化锰粉颗粒同时嵌入同一个较大的缺陷中，填充更加充分，较少空隙；且配合沥青粉包覆层，小粒度颗粒之间的粘结性更好，配合晶变的缓冲性也更好。在二次包覆煤系纺丝沥青粉后，还能够进一步弥补氧化锆粉和氧化锰粉在菱镁矿粉缺陷中形成的接触面缺陷，无论颗粒收缩还是膨胀，都会保证减少孔隙率，提高抗形变性能。

八、沥青改性复合颗粒形成的镁锰锆晶石增强材料缓解热应力的能力，抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，另外还具有很好的抗塌陷性能，特别适用于高尺寸炉型使用，材料性能更稳定，同等比例下，能够大幅延长使用寿命，可应用于高低温变化曲率大、烟气和空气交替导致温度频繁波动的工艺炉型。

九、本发明方法还设计了磨块形状和大小，磨块大小接近菱镁矿粉的颗粒大小，能够很好的促进增加菱镁矿粉缺陷，且限定混合研磨时间为30～40min，防止磨块对菱镁矿粉的长时间破坏，导致细粉的增多，在保证增加颗粒缺陷提供嵌附空间的同时，能够限制细粉的含量。

十、本发明设计磨块材质为铝镁合金，铝镁合金的硬度相对较大，且铝镁合金即使磨损也不会污染材料，菱镁矿粉中参入铝镁合金还有助于提高材料性能，磨块安全可靠，可反复利用。

十一、本发明方法设计菱镁矿粉与复合改性剂的配比，在能够提高性能的同时，节省复合改性剂的用量，降低成本，加入少量的复合改性剂既能够发挥较好的抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性；且该配比能够尽量减少未嵌附的自由微粉，为后续应用掺混降低微粉量，不会影响应用适配性。

附图说明

图1为本发明一种改性镁砂耐火材料的制备方法中研磨使用的磨块形状示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施案例和附图1对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨30min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为2.0mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:2的质量比，将中位粒度为15um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:3的质量比，加入中位粒度为2um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:4的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为100r/min，改性温度为600℃，改性时间为2h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为8um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:2，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至360℃保温烧结30min，然后继续升温至650℃保温烧结1h，之后继续升温至900℃进行保温烧结2h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年；耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例2

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨40min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为1.8mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:5的质量比，将中位粒度为20um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:2.5的质量比，加入中位粒度为3um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:3的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为150r/min，改性温度为600℃，改性时间为3h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为10um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:3，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至370℃保温烧结35min，然后继续升温至670℃保温烧结1.5h，之后继续升温至1100℃进行保温烧结3h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例3

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨35min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为2.0mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:3的质量比，将中位粒度为30um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:3.5的质量比，加入中位粒度为4um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:6的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为200r/min，改性温度为605℃，改性时间为2.5h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为12um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:1，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至400℃保温烧结40min，然后继续升温至680℃保温烧结1.2h，之后继续升温至1100℃进行保温烧结2.5h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例4

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨30min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为2.2mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:4的质量比，将中位粒度为25um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:4的质量比，加入中位粒度为3.5um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:5的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为160r/min，改性温度为610℃，改性时间为2h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为14um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:2.5，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至380℃保温烧结30min，然后继续升温至700℃保温烧结1.2h，之后继续升温至1000℃进行保温烧结3h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例5

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨40min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为2.4mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:2.5的质量比，将中位粒度为10um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:2的质量比，加入中位粒度为2.5um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:8的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为130r/min，改性温度为620℃，改性时间为2.5h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为15um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:1.5，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至360℃保温烧结40min，然后继续升温至690℃保温烧结1.5h，之后继续升温至950℃进行保温烧结2h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例6

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨30min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为2.5mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:3.5的质量比，将中位粒度为12um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:5的质量比，加入中位粒度为5um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:3.5的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为120r/min，改性温度为580℃，改性时间为3h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为8um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:3.5，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至360℃保温烧结35min，然后继续升温至660℃保温烧结1h，之后继续升温至1050℃进行保温烧结2.5h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例7

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨35min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为2.3mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:4.5的质量比，将中位粒度为18um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:4.5的质量比，加入中位粒度为4.5um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:4.5的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为100r/min，改性温度为590℃，改性时间为3h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为9um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:4，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至370℃保温烧结35min，然后继续升温至650℃保温烧结1h，之后继续升温至1080℃进行保温烧结3h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例8

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨40min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为1.9mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:5的质量比，将中位粒度为35um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:3的质量比，加入中位粒度为3um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:5.5的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为180r/min，改性温度为595℃，改性时间为2.5h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为11um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:2.5，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至380℃保温烧结30min，然后继续升温至670℃保温烧结1.2h，之后继续升温至1030℃进行保温烧结2h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例9

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨30min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为2.0mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:4.5的质量比，将中位粒度为40um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:3.3的质量比，加入中位粒度为2um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:7的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为160r/min，改性温度为600℃，改性时间为2h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为13um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:3，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至400℃保温烧结30min，然后继续升温至680℃保温烧结1.5h，之后继续升温至980℃进行保温烧结2.5h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例10

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨35min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为1.8mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:3的质量比，将中位粒度为22um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:3.6的质量比，加入中位粒度为4um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:7.5的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为200r/min，改性温度为605℃，改性时间为2h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为8um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:3.5，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至390℃保温烧结40min，然后继续升温至650℃保温烧结1.5h，之后继续升温至950℃进行保温烧结2h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例11

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨40min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为2.0mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:3.5的质量比，将中位粒度为24um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:4.2的质量比，加入中位粒度为5um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:6的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为120r/min，改性温度为590℃，改性时间为2.5h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为10um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:2.5，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至360℃保温烧结35min，然后继续升温至655℃保温烧结1.2h，之后继续升温至1000℃进行保温烧结3h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

实施例12

一种改性镁砂耐火材料的制备方法，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm，然后进行混合研磨30min，混合研磨的磨块采用三角菱块，三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为1.8mm，如图1所示，最后过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

S2：按氧化锆粉:氧化锰粉＝10:2.5的质量比，将中位粒度为32um的氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，然后按(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:3.5的质量比，加入中位粒度为4.5um的油系中间相沥青粉进行气流包覆混合，制成复合改性剂；

S3：按菱镁矿粉:复合改性剂＝100:5的质量比，将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为100r/min，改性温度为600℃，改性时间为3h；冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入中位粒度为12um的煤系纺丝沥青粉，加入质量比为改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:2，进行双锥混合均匀，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至360℃保温烧结35min，然后继续升温至665℃保温烧结1h，之后继续升温至1020℃进行保温烧结2.5h；最后经过后处理得到改性镁砂。

本实施例材料使用效果良好，同等配方比例下做对比实验，本发明改性工艺制备的镁砂材料与简单的混合工艺制备的镁砂材料相比，本发明改性工艺制备的镁砂材料制备捣打料和耐火砖后抗高温蠕变性、抗侵蚀性能和热震稳定性更好，抗塌陷性能更好，使用寿命更长，按照前期试用性能变化推算，使用寿命能够超过9年。耐火砖具体工艺参数及性能数据参见附表1。

附表1实施例工艺参数及性能数据

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Claims (6)

1.一种改性镁砂耐火材料的制备方法，其特征在于，方法包括如下步骤：

S1：将菱镁矿进行粉碎筛分，然后进行混合研磨，过筛滤出磨块后得到菱镁矿粉；

所述混合研磨的磨块采用三角菱块，所述三角菱块为铝镁合金，三角菱块的等边边长为1.8～2.5mm；所述混合研磨时间为30～40min；

S2：将氧化锆粉和氧化锰粉进行混合，氧化锆粉和氧化锰粉的中位粒度为10～40um，氧化锆粉:氧化锰粉＝10:(2～5)；然后加入油系中间相沥青粉进行包覆混合，制成复合改性剂；

S3：将复合改性剂加入至菱镁矿粉中进行一次改性热处理，复合改性剂加入比例为，菱镁矿粉:复合改性剂＝100:(3～8)，改性温度为600±20℃，冷却后得到改性等轴晶系方镁石；

S4：向改性等轴晶系方镁石中加入煤系纺丝沥青粉，进行均匀混合，再进行二次改性热处理，二次改性热处理为升温至360～400℃保温烧结30～40min，然后继续升温至650～700℃保温烧结1～1.5h，之后继续升温至900～1100℃进行保温烧结2～3h；最后经过后处理得到改性镁砂。

2.根据权利要求1所述的一种改性镁砂耐火材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述菱镁矿进行粉碎筛分粒度为0.8～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种改性镁砂耐火材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述油系中间相沥青粉的中位粒度为2～5um，(氧化锆粉+氧化锰粉):油系中间相沥青粉＝100:(2～5)。

4.根据权利要求1所述的一种改性镁砂耐火材料的制备方法，其特征在于，S3中，所述一次改性热处理采用改性釜，搅拌速度为100～200r/min，改性时间为2～3h。

5.根据权利要求1所述的一种改性镁砂耐火材料的制备方法，其特征在于，S4中，所述煤系纺丝沥青粉的中位粒度为8～15um；所述改性等轴晶系方镁石:煤系纺丝沥青粉＝100:(1～4)。

6.根据权利要求1所述的一种改性镁砂耐火材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述包覆混合为气流混合；S4中，所述均匀混合为双锥混合。