一种用于浇注料的新型骨料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于浇注料的新型骨料及其制备方法，所述新型骨料主要以包覆的方式形成，由于选用的核基体和包覆材料不同，所制备成的新型骨料也将有所差异。本发明专利技术主要是以刚玉颗粒或矾土颗粒作为载体，通过附着不同材质的包覆材料进行试验。制备方法主要有以下步骤：在颗粒表面附着一种或多种如MgO、Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、ZrO2或稀土金属氧化物等不同氧化物制备的浆体，然后经1100℃～1900℃高温烧成3～10h，获得新型骨料。本发明专利技术提供的新型骨料具有性能稳定、原料丰富等特点，可以在提高使用性能的同时降低浇注料的制备成本。

New aggregate for pouring material and preparation method thereof

The invention discloses a model for aggregate and the preparation method of the casting material, the new aggregate mainly coated form, due to the nuclear matrix and the selection of different coating materials, the new aggregate prepared will vary. The invention mainly uses corundum particles or alumina granules as carriers and tests by coating materials with different materials. The preparation method has the following steps: the particles attached to the surface of one or more such as slurry MgO, Cr2O3, Al2O3, Fe2O3, ZrO2 or rare earth metal oxides of different oxides were prepared, and then by 1100 to 1900 DEG C high temperature 3 ~ 10h, obtain new aggregate. The new aggregate provided by the invention has the characteristics of stable performance and rich raw materials, and can reduce the preparation cost of the castable while improving the service performance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料领域，具体涉及一种用于浇注料的新型骨料及其制备方法。
技术介绍
耐火材料是人类利用热能所不可缺少的材料，被广泛地用于钢铁及有色金属冶金工业、机械制造工业、建材工业、陶瓷、玻璃工业、化学及石油工业、电子工业及窑炉等工业。在不定形耐火材料中，骨料占近70％比例，使用量非常大，而大部分不定形耐火材料的使用环境温度高达1500℃以上，需要使用耐火度较高的高纯骨料，例如板状刚玉、电熔白刚玉等，由于目前节能环保，资源节约等新型政策的开放，使得大量原料价格逐步上扬，开发新型原料已经成为目前不可避免的趋势。世界各国耐火材料的发展态势来看，由于不定形耐火材料具有生产简单，设备投入少，效率高，炉衬整体性与气密性好，易于修补等优点而发展迅速。在发达国家，其在整个耐火材料领域中所占比例已超过50％，有的高达60～70％的水平。如果实现不定形耐火材料的轻质化、隔热节能高效化和高寿命化，则可取代一些定形隔热制品乃至一些用在非承重部位致密耐火材料。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于浇注料的新型骨料及其制备方法，所述新型骨料性质稳定、体积密度低、使用性能优越、原料丰富，可以有效地节约原料，降低浇注料成本，优化浇注料使用性能。一种用于浇注料的新型骨料，所述新型骨料为核壳结构，其中核为刚玉颗粒或矾土颗粒，壳层为MgO、Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、ZrO2、稀土金属氧化物中的至少一种，核与壳层之间为核材质与壳层材质在高温下反应生成的过渡层。本专利技术提供的新型骨料近似为核壳结构，核与壳分别采用不同的材质，且核与壳之间通过过渡层进行过渡，在化学成分以及物相组成上呈现梯度变化。作为优选，所述壳层的原料中至少包括MgO。作为优选，所述稀土金属氧化物为Y2O3、Ce2O3或La2O3。两种不同的稀土金属氧化物认为是两种材质。作为优选，所述核为刚玉颗粒或钒土颗粒，所述壳层为MgO。所述新型骨料的体积密度相对较小，可有效的降低耐火材料重量，减轻施工压力，降低使用成本。作为优选，所述刚玉颗粒或矾土颗粒的体积密度≤3.5g/cm3。作为优选，所述高温为1100℃～1900℃。在高温下，刚玉颗粒或矾土颗粒与壳层原料采用的氧化物反应，生成过渡层。温度根据壳层原料的不同而不同，所选温度至少保证刚玉颗粒或矾土颗粒能够与壳层原料发生氧化反应。过渡层的性质与核以及壳层都不同，一方面能够对核和壳层起到有效的连接作用；另一方面，也会影响新型骨料的性能，过渡层主要形成的尖晶石或固溶体等可以根据不同场合使用在不同的区域，同时尖晶石或固溶体作为复相存在，可在一定程度上提高材料的抗热震性能和耐腐蚀性。本专利技术还提供了一种所述的用于浇注料的新型骨料的制备方法，包括以下步骤：在刚玉颗粒或矾土颗粒表面覆着壳层原料浆体，在1100℃～1900℃温度下烧成3～10h，得到所述的新型骨料。刚玉颗粒或矾土颗粒的颗粒粒径根据需要进行选择，例如，15-10mm、10-5mm、5-3mm或其他需要的粒度分布，所述刚玉的化学成分：Al2O3≥90％，SiO2≤2.0％，CaO≤2.0％，R2O≤1.0％，R为碱金属；所述矾土的化学成分：Al2O3≥80％，SiO2≤3.0％，CaO≤2.0％，R2O≤1.0％，R为碱金属。所述覆着可以采用挂浆、涂覆或涡轮搅拌等方式。所述烧成可以在匣钵隧道窑或回转窑中进行。作为优选，所述刚玉颗粒或矾土颗粒的颗粒粒径≥0.5mm。作为优选，所述壳层原料浆体由壳层原料粉体分散在水中得到。壳层原料粉体的粒径不易过大，作为优选，所述壳层原料粉体中至少95％质量分数的粉体可通过325目(泰勒制)筛网。壳层原料粉体的粒径小，可以增加比表面积，增加与刚玉颗粒或矾土颗粒的反应几率。作为优选，所述壳层原料浆体中壳层原料粉体的质量分数为15～60％。壳层原料浆体的浓度一方面影响挂浆的效果，另一方面也会影响烧成后的壳层的物相结构。进一步优选，壳层原料浆体中壳层原料粉体的质量分数为30～60％。再优选，壳层原料浆体中壳层原料粉体的质量分数为30～50％。作为优选，所述刚玉颗粒或矾土颗粒表面浆体的附着厚度为0.1～5mm。进一步优选，所述刚玉颗粒或矾土颗粒表面浆体的附着厚度为0.5～4mm。再优选，所述刚玉颗粒或矾土颗粒表面浆体的附着厚度为1～3mm。壳层原料浆体的覆着厚度直接影响烧成后壳核结构各组成部位的物相发育情况，因此，涂覆厚度需要适宜，可以根据实际使用的需要对涂覆厚度进行调节，以满足不同场合的性能需求。本专利技术提供的用于浇注料的新型骨料性质稳定、体积密度低、使用性能优越、原料丰富，可以有效地节约原料，降低浇注料成本，优化浇注料使用性能。附图说明图1为本专利技术用于浇注料的新型骨料的结构示意图。具体实施方式实施例1一种用于浇注料的新型骨料的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将MgO粉体分散在水中配制成MgO浆体，MgO浆体中MgO粉体的质量分数为25％，MgO粉体中95％质量分数的粉体可通过325目筛网。(2)采用挂浆的方式在矾土颗粒表面覆着MgO浆体，即将颗粒浸没在MgO浆体中，停留片刻后取出，在矾土颗粒表面裹覆一层MgO浆体，MgO浆体层的厚度约为1mm。(3)将裹有MgO浆体层的矾土颗粒置于匣钵隧道窑中，在1750℃温度下烧成5h，得到新型骨料。性能表征化学成分检测如图1所示，本实施例中骨料分为三层，由内至外依次为核c、过渡层b和壳层a，其中，壳层主要是对核起到抗渣抗侵蚀的保护作用，过渡层主要是核与壳层的混合成分，起到过渡作用对核进行包裹。将核、过渡层以及壳层进行分离，分别进行化学检测，检测结果如表1所示。表1核为典型的矾土骨料化学成分，主成分为氧化铝，过渡层为氧化铝及氧化镁混合物，壳层为氧化铝及氧化镁混合物。物相分析对本实施例中骨料的核、过渡层以及壳层进行分离，分别进行物相检测，检测结果如表2所示。表2核的主晶相为刚玉和莫来石，过渡层的主晶相为富铝尖晶石，壳层为尖晶石。实施例2一种用于浇注料的新型骨料的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将MgO粉体和Fe2O3粉体以10：1的重量比分散在水中配制成浆体，浆体中粉体的总质量分数为25％，且全部粉体中95％质量分数的粉体可通过325目筛网。(2)采用挂浆的方式在矾土颗粒表面覆着含有MgO和Fe2O3的浆体，即将颗粒浸没在浆体中，停留片刻后取出，在矾土颗粒表面裹覆一层含有MgO和Fe2O3的浆体，浆体层的厚度约为1mm。(3)将裹有浆体层的矾土颗粒置于匣钵隧道窑中，在1750℃温度下烧成5h，得到新型骨料。化学成分检测骨料结构同实施例1，对本实施例中骨料的核、过渡层以及壳层进行分离，分别进行化学检测，检测结果如表3所示。表3核为矾土化学成分，主成分为氧化铝，过渡层为氧化铝及氧化镁，壳层为氧化铝、氧化镁及三氧化二铁。物相分析对本实施例中骨料的核、过渡层以及壳层进行分离，分别进行物相检测，检测结果如表4所示。表4核的主晶相为刚玉和莫来石，过渡层的主晶相为镁铝尖晶石、镁铁铝尖晶石、α-氧化铝、莫来石，壳层为镁铝尖晶石、镁铁铝尖晶石、α-氧化铝。实施例3一种用于浇注料的新型骨料的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将MgO粉体分散在水中配制成MgO浆体，MgO浆体中MgO粉体的质量分数为25％，MgO粉体中95％质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于浇注料的新型骨料，其特征在于，所述新型骨料为核壳结构，其中核为刚玉颗粒或矾土颗粒，壳层为MgO、Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、ZrO2、稀土金属氧化物中的至少一种，核与壳层之间为核材质与壳层材质在高温下反应生成的过渡层。

【技术特征摘要】
1.一种用于浇注料的新型骨料，其特征在于，所述新型骨料为核壳结构，其中核为刚玉颗粒或矾土颗粒，壳层为MgO、Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、ZrO2、稀土金属氧化物中的至少一种，核与壳层之间为核材质与壳层材质在高温下反应生成的过渡层。2.如权利要求1所述的用于浇注料的新型骨料，其特征在于，所述刚玉颗粒或矾土颗粒的体积密度≤3.5g/cm3。3.如权利要求1或2所述的用于浇注料的新型骨料，其特征在于，所述高温为1100℃～1900℃。4.一种如权利要求1～3任一项所述的用于浇注料的新型骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在刚玉颗粒或矾土颗粒表面覆着壳层原料浆体，在1100℃～1900℃温度下烧成3～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋雅楠，赵义，陈荣荣，帅航，马铮，
申请(专利权)人：浙江自立新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33