提高煅烧镁钙质耐火材料抗水化性能的方法

摘要

提高煅烧镁钙质耐火材料抗水化性能的方法，涉及耐火材料领域。提高煅烧镁钙质耐火材料抗水化性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：将菱镁矿在650-850℃范围内煅烧，煅烧后制得轻烧镁，将轻烧镁加水充分水化后，细磨；将白云石矿或方钙石矿在900-1300℃范围内煅烧，然后将煅烧产物与经过充分水化并细磨后轻烧镁粉和烧结助剂混合均匀，经压坯后，压坯的密度一般在1.75-2.40g/cm

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及镁钙质耐火材料领域的提高煅烧镁钙质耐火材料抗水化性能的方法。

背景技术

镁钙质材料是一种优异的耐火材料，是最稳定的氧化物之一，与各种熔融金属几乎不发生反应。同时氧化镁-氧化钙质耐火材料具有良好的净化钢液的作用，主要原因是CaO易与钢液中的S，P等杂质发生反应，而且，反应后生成的物质将从耐火材料上脱落下来并且上浮至保护渣层中，在后期的操作中得以除掉，这样就大大净化了钢液，同时它还可以降低O和某些非金属夹杂的作用。因此CaO耐火材料广泛应用于高温环境领域，如钢铁的冶炼，合金的精炼以及铸造行业中。

随着钢铁工业的发展及对洁净钢需求量的增加，炼钢技术日益趋向高级化和洁净化，冶炼条件日益苛刻，对耐火材料的要求越来越高，既要满足使用寿命，又要环保、具有功能化，不污染钢液，能净化钢液。因此，迫切需要开发具有高温、良好抗渣性、耐结构剥落性、净化钢液的镁钙系耐火材料，以适应各种苛刻的条件。

钢的洁净度与耐火材料的材质、品质、质量和使用密切相关。一般耐火材料对钢液或多或少都会造成污染，不适合洁净钢冶炼的要求，而镁钙系耐火材料不仅不污染钢液，还有净化钢液的功能，同时具有良好的耐高温性能、抗渣性、耐热震性、高温真空下稳定性，是一种优质的碱性耐火材料，是冶炼洁净钢最合适的耐火材料，受到钢铁企业普遍重视，随着我国不锈钢和洁净钢的快速发展，镁钙系耐火材料进入了新的发展阶段。

目前，精炼钢包的AOD、VOD炉用烧成镁钙砖、不烧镁钙砖、不烧镁钙碳砖，连铸中间包内衬用镁钙系涂抹料、喷补料、镁钙系干式料，钢包用镁钙系浇注料，大型干法水泥窑烧成带用烧成镁钙砖、镁钙锆砖等，得到成功的应用，但镁钙系耐火材料的水化性能还没有很好的解决。开发出具有工艺使用价值的、抗水化性能优良的镁钙砂及其系列制品，对生产优质钢具有重要的实际意义，可取得显著的经济效益和社会效益。

我国白云石、镁白云石、菱镁矿资源相当丰富，纯度高，分布广，几乎每省都有白云石资源，居世界首位，具有开发镁钙系耐火材料得天独厚的的优势。

但镁钙质耐火材料的抗水化问题没有很好解决，严重的影响了镁钙系耐火材料的发展，目前合成镁钙砂或镁白云石砂普遍采用二步法煅烧，但还是存在抗水化性能较差的问题，二步法将轻烧白云石消化处理，使CaO的颗粒减小，在煅烧过程使CaO的晶粒被MgO晶粒吃掉，在MgO的晶格中形成固溶体，冷却后CaO从MgO固溶体中析出，包裹在MgO的表面，造成制品的抗水化较差，本方法针对二步法煅烧镁钙质耐火材料存在的问题，提出新的制备镁钙质耐火材料的新工艺，提高镁钙砂的抗水化性能。

 

发明内容

本发明的目的是提高煅烧镁钙质耐火材料抗水化性能的方法，该方法提高镁钙砂抗水化性能，而且可解决生产海绵钛过程中所产生的氯化镁污染环境的难题，可降低生产成本，带来可观的经济效益和社会效益。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

提高煅烧镁钙质耐火材料抗水化性能的方法，所述方法包括以下过程：将菱镁矿在650-850℃范围内煅烧，煅烧后制得轻烧镁，将轻烧镁加水充分水化后，细磨；将白云石矿或方钙石矿在900-1300℃范围内煅烧，然后将煅烧产物与经过充分水化并细磨后轻烧镁粉和烧结助剂混合均匀，经压坯后，压坯的密度一般在1.75-2.40g/cm³，在1600-2000℃的温度下煅烧，煅烧时间为0.5-20小时，可制得抗水化性能良好的镁钙砂。

所述的提高煅烧镁钙质耐火材料抗水化性能的方法，所述的烧结助剂为氯化钠、或六水氯化镁、或卤水、或生产海绵钛过程中所产生的氯化镁，烧结助剂的加入量为质量百分数0.1-4.0%。

优点及效果

本发明制造出大晶粒CaO的镁钙砂，在冷却过程中MgO将从CaO的饱和固溶体中析出，覆盖在CaO表面，从而提高镁钙砂的抗水化性能。同时可解决生产海绵钛过程中所产生的氯化镁污染环境的难题，降低生产成本，带来可观的经济效益和社会效益。

 

附图说明

图1为本发明实施例1工艺流程图；

    图2为本发明实施例1样品的照片；

    图3为本发明实施例2工艺流程图； 

    图4为本发明实施例2样品的照片；

图5为本发明实施例3工艺流程图；

图6为本发明实施例3样品的照片；

图7为本发明实施例4工艺流程图；

图8为本发明实施例4样品的照片。

具体实施方式

实施实例1（NaCl为烧结助剂）

将菱镁矿在650-850℃范围内煅烧，煅烧后制得轻烧镁，将轻烧镁砂加水充分水化后，细磨。将白云石矿在900-1300℃范围内煅烧，然后将煅烧产物与经过充分水化并细磨的轻烧镁粉和0.10-4.0%的NaCl混合均匀，经压坯（球）后，压坯（球）的密度一般在1.75-2.40g/cm³，在1600-2000℃的温度下煅烧，煅烧时间为0.5-20小时，可制得抗水化性能良好的镁钙砂。其工艺流程图如图1所示。

破碎后制得的镁钙砂的样品如图2所示，其中CaO ≥20%，MgO+ CaO ≥98.0%，杂质含量小于1.5%，体积密度≥3.35g/cm³，在空气中存放7个月不水化。

实施实例2（MgCl₂·6H₂O为烧结助剂）

将菱镁矿在650-850℃范围内煅烧，煅烧后制得轻烧镁，将轻烧镁砂加水充分水化后，细磨。将方解石矿在900-1300℃范围内煅烧，然后将煅烧产物与经过充分水化并细磨的轻烧镁粉和0.10-5.0%的MgCl₂·6H₂O均匀混合，经压坯（球）后，压坯（球）的密度一般在1.75-2.40g/cm³，在1600-2000℃的温度下煅烧，煅烧时间为0.5-20小时，可制得抗水化性能良好的镁钙砂。其工艺流程图如图2所示。

破碎后制得的镁钙砂样品如图2所示，CaO ≥50%，MgO+ CaO ≥98.0%， 杂质含量小于2.0%，体积密度≥3.35g/cm³，在空气中存放5个月不水化。

 

实施实例3（卤水为烧结助剂）

将菱镁矿在650-850℃范围内煅烧，煅烧后制得轻烧镁，将轻烧镁砂加水充分水化后，细磨。将方解石矿在900-1300℃范围内煅烧，然后将煅烧产物与细磨后经过充分水化的轻烧镁粉和0.10-4.0%的卤水均匀混合，经压坯（球）后，压坯（球）的密度一般在1.75-2.40g/cm³，在1600-2000℃的温度下煅烧，煅烧时间为0.5-20小时，可制得抗水化性能良好的镁钙球。其工艺流程图如图3所示。

经破碎制得的镁钙砂CaO ≥20%，MgO+ CaO ≥98.0%， 杂质含量小于2.0%，体积密度≥3.35g/cm³，在空气中存放7个月不水化。

实施实例4（生产海绵钛过程中所产生的氯化镁为烧结助剂）

将菱镁矿在650-850℃范围内煅烧，煅烧后制得轻烧镁，将轻烧镁砂加水充分水化后，细磨。将方解石矿在900-1300℃范围内煅烧，然后将煅烧产物与细磨后经过充分水化的轻烧镁粉和0.10-4.0%的卤水均匀混合，经压坯（球）后，压坯（球）的密度一般在1.75-2.40g/cm³，在1600-2000℃的温度下煅烧，煅烧时间为0.5-20小时，可制得抗水化性能良好的镁钙块体。其工艺流程图如图3所示。

制得的镁钙块体CaO ≥60%，MgO+ CaO ≥98.0%， 杂质含量小于2.0%，体积密度≥3.35g/cm³，在空气中存放6个月不水化。