[发明专利]一种镁铝尖晶石砖的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，特别是一种镁铝尖晶石砖的制备方法。

背景技术

镁铝尖晶石砖由于具有抗侵蚀、抗磨蚀、抗渣性能好的优点，广泛用于工业窑炉中，但现有的技术方法所制备的镁铝尖晶石砖，往往存在高温热态强度低、热震稳定性较差等缺陷。虽然通过技术改良，可以弥补该材料的一些性能缺陷：例如通过引入添加剂促进烧结致密化，可以改进材料强度，但添加剂的引入又导致材料高温液相的生成，反而削弱了镁铝尖晶石砖的荷重软化温度和热震稳定性；再例如借助含碳或其他非氧化物添加剂的引入，则促进了致密化、改善了产品的热震稳定性和强度，但以该方法制备的镁铝尖晶石砖不适于中性/氧化性气氛条件使用，且其非氧化物成分的存在，使得工作衬面的结构与性能，随着工作时间的延长而迅速衰退。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种生产成本低、生产方法简单的高性能镁铝尖晶石砖的制备方法，本发明是这样实现的：

一种镁铝尖晶石砖的制备方法，其具体步骤如下：

A、以质量百分数计，将20-50wt%的镁砂颗粒、40-70wt%的刚玉细粉以及结合剂混合均匀（即以结合剂补足至100%）后造粒，然后于1500-1700℃热处理1-5小时后，筛分得到粒度为5-3 mm的A物料（包含5mm和3mm）和粒度为3-1 mm（包含1mm，不包含3mm）的B物料；

B、以质量百分数计，10-30wt%的镁砂细粉、30-50 wt%的刚玉细粉、10-30 wt%的镁铝尖晶石细粉以及结合剂（即以结合剂补足至100%）混合均匀，置于100-150 MPa环境下压制成型后，置于1300-1600℃温度下热处理1-5小时，然后破碎、研磨、筛分得到粒度为1-0.088 mm的C物料（包含1mm和0.088mm）和粒度小于0.088 mm的D物料（不保护0.088mm）；

C、以质量百分数计，将5-10 wt%的A物料、5-10 wt%的B物料、10-20 wt%的C物料、10-30 wt%的D物料、10-20 wt%的镁铝尖晶石细粉、1-10 wt%的镁砂细粉、1-10 wt%的刚玉细粉以及结合剂混合均匀（即以结合剂补足至100%），于100-150 MPa条件下压制成型后，置于1500-1800℃条件下热处理1-5小时，即获得所述镁铝尖晶石砖；

其中，所述镁砂颗粒粒度为1-3mm（包括1mm和3mm），镁砂细粉粒度小于0.088mm，刚玉细粉的粒度小于0.088mm；镁铝尖晶石细粉的粒度小于0.088mm。

优选的，本发明所述镁砂为烧结镁砂、重烧镁砂或电熔镁砂中的一种。

优选的，本发明所述刚玉为板状刚玉、棕刚玉或白刚玉中的一种；

优选的，本发明所述结合剂为硅溶胶或磷酸二氢铝。

本发明中，所述颗粒的粒度为1-3mm（包括1mm和3mm），所述细粉的粒度均小于0.088mm。

本发明通过严格的控制各步骤原料种类、粒度及热处理制度等工序，既有利于各种原料颗粒之间的紧密接触，也充分利用了不同温度下材料的结构特征，以及不同粒度的原料（及合成原料）之间的颗粒级配优点，为材料尖晶石晶体的形成、分布及显微结构的优化与控制提供了必要条件，以本发明方法制备的镁铝尖晶石砖具有常温耐压强度大（大于70MPa）、热震稳定性高（1100℃/水冷，大于12次）、荷重软化温度高（大于1700℃）、重烧线变化率低（1600℃/3h，小于+0.6%）的优良特性。本发明制备方法采用的原料来源广泛，生产成本低，工艺制度的严格控制，确保了产品的结构与性能在使用过程中的继续发展与优化，适宜推广应用。

具体实施方式

为帮助对本发明技术方案的理解，以下以具体实施例的方式对本发明进行描述和说明，以下实施例中，若非特殊说明，所采用的原料均为市售产品，所使用的生产方法（如造粒等）均为本领域常规方法。

下述实施例中的颗粒的粒度为1-3mm；细粉的粒度＜0.088mm。

实施例1

第一步，以质量百分比计算，将20wt%的镁砂颗粒（粒度为1-3mm）、70 wt%的刚玉细粉（粒度＜0.088mm），余量以结合剂磷酸二氢铝补足后，按比例混合均匀、造粒，于1500-1700℃热处理1小时后，将得到的物料按粒度筛分，粒度为3-5mm（包含3mm和5mm，下同）为A物料，粒度为1-3 mm为B物料（包含1mm，不包含3mm，下同）。