一种方镁石-尖晶石质耐火砖及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种方镁石‑尖晶石质耐火砖及其制备方法。其技术方案是：按电熔镁锆砂颗粒︰镁铝尖晶石颗粒的质量比为1︰(0.05~0.1)配料，混合，制得预混颗粒料；按高纯镁砂细粉︰镁铝尖晶石细粉︰氧化钇细粉︰铝粉的质量比为1︰(0.15~0.2)︰(0.2~0.3)︰(0.01~0.04)配料，混合，制得预混细粉料。按预混颗粒料︰预混细粉料的质量比为1︰(0.35~0.4)配料，混合，制得混合料；按混合料︰脲醛树脂︰亚硫酸纸浆废液的质量比为1︰(0.06~0.07)︰(0.02~0.03)，向混合料中加入脲醛树脂和亚硫酸纸浆废液，混合，密封困料，成型，干燥；高纯氮气气氛和1500~1550℃条件下烧成，制得方镁石‑尖晶石质耐火砖。本发明专利技术所制制品的体积密度大、耐压强度高和抗渣侵蚀性强。

A periclase spinel firebrick and preparation method thereof

The invention relates to a periclase spinel firebrick and preparation method thereof. The technical scheme is: according to the fused magnesia zirconia spinel particles: quality ratio of 1: (0.05~0.1) mixing ingredients, prepared by pre mixed particles; high purity magnesia powder, magnesia alumina spinel powder, yttrium oxide powder: powder mass ratio of 1: (0.15~0.2): (0.2~0.3): (0.01~0.04) ingredients, mixing, preparing pre mixed powder. According to the pre mixed pellet quality: premixed powder is 1: (0.35~0.4) mixing ingredients, prepared by mixture; mixture: urea formaldehyde resin: quality of sulfite pulp waste liquid ratio of 1: (0.06~0.07): (0.02~0.03), to join in the mixture of UF resin and sulfite pulp waste liquid, mixing, molding, drying and sealing trapped material; high pure nitrogen atmosphere and 1500~1550 deg.c sintering prepared periclase spinel firebrick. The products of the invention have the advantages of large volume density, high compressive strength and strong slag resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种方镁石-尖晶石质耐火砖及其制备方法
本专利技术属于碱性耐火砖
具体涉及一种方镁石-尖晶石质耐火砖及其制备方法。
技术介绍
方镁石-尖晶石质耐火材料是以方镁石和尖晶石为主晶相的一类耐火材料，由于方镁石耐高温、抗碱性熔渣侵蚀性强，尤其易与其它组分（如Al2O3、Cr2O3、和FeO等）形成尖晶石，降低材料的热膨胀系数，增强材料的体积稳定性。“一种方镁石-铁铝尖晶石耐火材料及其制备方法”(CN201010212182.0)专利技术，主要以镁砂和铁铝尖晶石-刚玉复合材料进行混合，成型，烧成。该技术所制备的方镁石-铁铝尖晶石耐火材料具有较高的窑皮附着性和耐火度、良好的抗碱、硫、氯和熟料等侵蚀能力，又具有较高的荷重软化温度、较高的高温强度和较好的热震稳定性，但所制备的方镁石-铁铝尖晶石耐火材料在烧成过程中，铁铝尖晶石易发生氧化而分解，进而降低了方镁石-铁铝尖晶石耐火材料的中低温强度。“一种方镁石-铁铝尖晶石砖及其制备方法”(CN200710052403.0)专利技术，该技术利用铁的延展性和塑性，在烧成中原位生成铁铝尖晶石和含铁铝尖晶石的尖晶石固溶体，制备工艺简单，节约能源；在成型压力作用下，通过金属相塑性相变，在砖坯中形成金属结合，进而提高了砖坯的体积密度和强度。但金属相的塑性相变、尤其是金属铁的氧化易造成较大的体积膨胀形成微裂纹，进而降低方镁石-铁铝尖晶石砖的晶界结合强度，损害了方镁石-铁铝尖晶石砖的抗渣侵蚀性能。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单和能耗小的方镁石-尖晶石质耐火砖的制备方法，用该方法制备的方镁石-尖晶石质耐火砖的体积密度大、耐压强度高和抗渣侵蚀性强。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的具体步骤是：第一步、按电熔镁锆砂颗粒︰镁铝尖晶石颗粒的质量比为1︰(0.05~0.1)，将所述电熔镁锆砂颗粒和所述镁铝尖晶石颗粒混合3~5分钟，制得预混颗粒料。第二步、按高纯镁砂细粉︰镁铝尖晶石细粉︰氧化钇细粉︰铝粉的质量比为1︰(0.15~0.2)︰(0.2~0.3)︰(0.01~0.04)，将所述高纯镁砂细粉、所述镁铝尖晶石细粉、所述氧化钇细粉和所述铝粉混合8~10分钟，制得预混细粉料。第三步、按所述预混颗粒料︰所述预混细粉料的质量比为1︰(0.35~0.4)，将所述预混颗粒料和所述预混细粉料混合5~8分钟，制得混合料。第四步、按所述混合料︰脲醛树脂︰亚硫酸纸浆废液的质量比为1︰(0.06~0.07)︰(0.02~0.03)，向所述混合料中依次加入所述脲醛树脂和所述亚硫酸纸浆废液，混合8~10分钟，在25~30℃和密封条件下困料3~5小时，制得生坯料。第五步、将所述生坯料加入模具中，在100~120MPa条件下压制成型，脱模，在90~110℃条件干燥5~6小时；然后置于马弗炉中，在高纯氮气气氛和1500~1550℃条件下保温2~3小时，制得方镁石-尖晶石质耐火砖。所述电熔镁锆砂颗粒的主要化学成分是：MgO含量为93~95wt%，ZrO2含量为3~5wt%；所述电熔镁锆砂颗粒的粒度为0.1~4mm。所述镁铝尖晶石颗粒的主要化学成分是：MgO含量为70~75wt%，Al2O3含量为20~25wt%；所述镁铝尖晶石颗粒的粒度为0.1~4mm。所述高纯镁砂细粉的MgO含量≥98wt%；所述高纯镁砂细粉的粒度≤80μm。所述镁铝尖晶石细粉的主要化学成分是：MgO含量为25~30wt%，Al2O3含量为65~70wt%；所述镁铝尖晶石细粉的粒度≤80μm。所述氧化钇细粉的Y2O3含量≥99wt%；所述氧化钇细粉的粒度≤80μm。所述铝粉的Al含量≥98wt%；所述铝粉的粒度≤80μm。所述脲醛树脂为化学纯。所述亚硫酸纸浆废液为工业纯，亚硫酸纸浆废液的pH值为6.0~6.5。所述高纯氮气的N2含量≥99.99wt%。由于采取上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果：1、本专利技术无需特殊的制备设备和复杂的处理技术，工艺简单，节省劳动力资源，能耗小。2、本专利技术通过对两种颗粒料和四种粉料分别预混，提高两组预混料的均匀性，有利于提升方镁石-尖晶石质耐火砖的烧结性能，进而增大方镁石-尖晶石质耐火砖的致密化程度。3、本专利技术利用高温烧结过程中氮化反应形成陶瓷相结合，增强方镁石与尖晶石的晶界结合强度，提高方镁石-尖晶石质耐火砖的耐压强度。4、本专利技术利用稀土掺杂固溶反应，减少低熔相在晶界的富集，增强基质与骨料的固-固结合，提升方镁石-尖晶石质耐火砖的抗渣侵蚀性能。本专利技术制备的方镁石-尖晶石质耐火砖经测定：体积密度为2.98~3.03g/cm3；耐压强度为70~75MPa；1500℃×3h静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为3~4%。因此，本专利技术具有工艺简单和能耗小的特点；所制备的方镁石-尖晶石质耐火砖的体积密度大、耐压强度高和抗渣侵蚀性强。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。本具体实施方式中：所述电熔镁锆砂颗粒的主要化学成分是：MgO含量为93~95wt%，ZrO2含量为3~5wt%；所述电熔镁锆砂颗粒的粒度为0.1~4mm。所述镁铝尖晶石颗粒的主要化学成分是：MgO含量为70~75wt%，Al2O3含量为20~25wt%；所述镁铝尖晶石颗粒的粒度为0.1~4mm。所述高纯镁砂细粉的MgO含量≥98wt%；所述高纯镁砂细粉的粒度≤80μm。所述镁铝尖晶石细粉的主要化学成分是：MgO含量为25~30wt%，Al2O3含量为65~70wt%；所述镁铝尖晶石细粉的粒度≤80μm。所述氧化钇细粉的Y2O3含量≥99wt%；所述氧化钇细粉的粒度≤80μm。所述铝粉的Al含量≥98wt%；所述铝粉的粒度≤80μm。所述脲醛树脂为化学纯。所述亚硫酸纸浆废液为工业纯，亚硫酸纸浆废液的pH值为6.0~6.5。所述高纯氮气的N2含量≥99.99wt%。实施例中不再赘述。实施例1一种方镁石-尖晶石质耐火砖及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：第一步、按电熔镁锆砂颗粒︰镁铝尖晶石颗粒的质量比为1︰(0.05~0.07)，将所述电熔镁锆砂颗粒和所述镁铝尖晶石颗粒混合3~5分钟，制得预混颗粒料。第二步、按高纯镁砂细粉︰镁铝尖晶石细粉︰氧化钇细粉︰铝粉的质量比为1︰(0.15~0.17)︰(0.2~0.24)︰(0.01~0.03)，将所述高纯镁砂细粉、所述镁铝尖晶石细粉、所述氧化钇细粉和所述铝粉混合8~10分钟，制得预混细粉料。第三步、按所述预混颗粒料︰所述预混细粉料的质量比为1︰(0.35~0.37)，将所述预混颗粒料和所述预混细粉料混合5~8分钟，制得混合料。第四步、按所述混合料︰脲醛树脂︰亚硫酸纸浆废液的质量比为1︰(0.06~0.07)︰(0.02~0.03)，向所述混合料中依次加入所述脲醛树脂和所述亚硫酸纸浆废液，混合8~10分钟，在25~30℃和密封条件下困料3~5小时，制得生坯料。第五步、将所述生坯料加入模具中，在100~120MPa条件下压制成型，脱模，在90~110℃条件干燥5~6小时；然后置于马弗炉中，在高纯氮气气氛和1500~1530℃条件下保温2~3小时，制得方镁石-尖晶石质耐火砖。本实施例制备的方镁石-尖晶石质耐火砖经测定：体积密度为2.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方镁石‑尖晶石质耐火砖的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：第一步、按电熔镁锆砂颗粒︰镁铝尖晶石颗粒的质量比为1︰(0.05~0.1)，将所述电熔镁锆砂颗粒和所述镁铝尖晶石颗粒混合3~5分钟，制得预混颗粒料；第二步、按高纯镁砂细粉︰镁铝尖晶石细粉︰氧化钇细粉︰铝粉的质量比为1︰(0.15~0.2)︰(0.2~0.3)︰(0.01~0.04)，将所述高纯镁砂细粉、所述镁铝尖晶石细粉、所述氧化钇细粉和所述铝粉混合8~10分钟，制得预混细粉料；第三步、按所述预混颗粒料︰所述预混细粉料的质量比为1︰(0.35~0.4)，将所述预混颗粒料和所述预混细粉料混合5~8分钟，制得混合料；第四步、按所述混合料︰脲醛树脂︰亚硫酸纸浆废液的质量比为1︰ (0.06~0.07)︰(0.02~0.03)，向所述混合料中依次加入所述脲醛树脂和所述亚硫酸纸浆废液，混合8~10分钟，在25~30℃和密封条件下困料3~5小时，制得生坯料；第五步、将所述生坯料加入模具中，在100~120MPa条件下压制成型，脱模，在90~110℃条件干燥5~6小时；然后置于马弗炉中，在高纯氮气气氛和1500~1550℃条件下保温2~3小时，制得方镁石‑尖晶石质耐火砖。...

【技术特征摘要】
1.一种方镁石-尖晶石质耐火砖的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：第一步、按电熔镁锆砂颗粒︰镁铝尖晶石颗粒的质量比为1︰(0.05~0.1)，将所述电熔镁锆砂颗粒和所述镁铝尖晶石颗粒混合3~5分钟，制得预混颗粒料；第二步、按高纯镁砂细粉︰镁铝尖晶石细粉︰氧化钇细粉︰铝粉的质量比为1︰(0.15~0.2)︰(0.2~0.3)︰(0.01~0.04)，将所述高纯镁砂细粉、所述镁铝尖晶石细粉、所述氧化钇细粉和所述铝粉混合8~10分钟，制得预混细粉料；第三步、按所述预混颗粒料︰所述预混细粉料的质量比为1︰(0.35~0.4)，将所述预混颗粒料和所述预混细粉料混合5~8分钟，制得混合料；第四步、按所述混合料︰脲醛树脂︰亚硫酸纸浆废液的质量比为1︰(0.06~0.07)︰(0.02~0.03)，向所述混合料中依次加入所述脲醛树脂和所述亚硫酸纸浆废液，混合8~10分钟，在25~30℃和密封条件下困料3~5小时，制得生坯料；第五步、将所述生坯料加入模具中，在100~120MPa条件下压制成型，脱模，在90~110℃条件干燥5~6小时；然后置于马弗炉中，在高纯氮气气氛和1500~1550℃条件下保温2~3小时，制得方镁石-尖晶石质耐火砖。2.根据权利要求1所述的方镁石-尖晶石质耐火砖的制备方法，其特征在于所述电熔镁锆砂颗粒的主要化学成分是：MgO含量为93~95wt%，ZrO2含量为3~5wt%；所述电熔镁锆砂颗粒的粒度为0.1~4mm。3.根据权利要求1所述的方镁石-尖晶石质耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张寒，赵惠忠，李静捷，丁雄风，赵鹏达，陈建威，范润东，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42