[发明专利]一种利用人工合成的微孔尖晶石制备低导热镁铝尖晶石耐火砖的方法

说明书

一种利用人工合成的微孔尖晶石制备低导热镁铝尖晶石耐火砖的方法，属于耐火材料技术领域。其特征在于制备步骤为：工业氧化铝和轻烧镁组成主原料与水和发泡剂，研磨得到泥浆；泥浆经滤水、真空挤出、干燥、烧结，即得微孔尖晶石；将重烧镁砂和微孔尖晶石按照一定的质量比干混后再加水以及结合剂进行湿混；然后使用压力机打压成半成品砖坯，在烘干窑内烘干后进入隧道窑在烧成。本发明以微孔尖晶石与重烧镁砂混炼，压机成型，烧结最终生成一种体密低，强度高，导热系数低的新型的镁铝尖晶石碱性耐火砖。

技术领域

一种利用人工合成的微孔尖晶石制备低导热镁铝尖晶石耐火砖的方法，属于耐火材料技术领域。

背景技术

镁铝尖晶石（MgAl₂O₄）也被简称为尖晶石。尖晶石仅是MgO-Al₂O₃二元系统相图中的一个中间化合物，其熔点为2135℃。自然界中镁铝尖晶石的蕴藏量很少，目前工业应用上主要以合成原料为主。工业合成方法主要有：固相烧结法和电弧炉熔制法。因此，目前镁铝尖晶石主要用于重质致密耐火材料的研究和开发，而将其作为轻质耐火材料的应用还很少。作为重质的镁铝尖晶石具有体密大、热震稳定性好、抗侵蚀能力与抗渣性强的优点。广泛应用在大型水泥窑、中型水泥过渡带衬砖，但其导热系数大，容易造成筒体外壁温度高，散热损失打，既不节能，对筒体安全也不利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种强度高、导热系数低的低导热镁铝尖晶石耐火砖的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该低导热镁铝尖晶石耐火砖的制备方法，其特征在于制备步骤为：

1）将重烧镁砂和微孔尖晶石按质量比50~99：1~50干混后再加水以及结合剂进行湿混；其中，微孔尖晶石体积密度为 2.60 g/cm³，气孔率在 25 %，最可几气孔孔径在 2 um；

2）然后使用压力机打压成半成品砖坯，在烘干窑内80 ℃~ 120 ℃条件下烘干后进入隧道窑在高于1460 ℃烧成。

本发明的发明人利用具有特定体积密度、特定气孔率和最可几气孔孔径的微孔尖晶石以原料的形式加入到耐火砖的配方中，配合先干混后湿混的工艺，最终制备成了低导热的镁铝尖晶石耐火砖。微孔尖晶石与重烧镁砂混炼，压机成型，烧结最终生成一种体密低，强度高，导热系数低的新型的镁铝尖晶石碱性耐火砖。

优选的，步骤1）所述的重烧镁砂和微孔尖晶石的粒度分布遵循安卓森方程，

,

式中，U_Dp为累计筛下百分数，%；D_pmax =4mm；q=1/2~1/3。安卓森方程是连续粒度体系紧密堆积方程。

重烧镁砂和微孔尖晶石的粒度级配影响耐火砖本身的原料分布和整体的强度。上述的优选颗粒级配能保证本发明的耐火砖原料分布均匀，从而能保证了具有更好的结构强度。

步骤1）所述的微孔尖晶石的比例在耐火砖成品中所占的质量比为1% ~50 %。

优选的，步骤1）所述的微孔尖晶石的比例在耐火砖成品中所占的质量比为17% ~22 %。优选的微孔尖晶石的比例能够得到性能最佳的耐火砖成品，砖体内气孔孔径大小均匀、细密，不但使耐火砖成品强度达到最大，体积密度也接近本发明所能达到的最小值。

所述的微孔尖晶石的制备工艺为：取主原料、主原料重量1.1~1.4倍的水、主原料重量0.5%~4%的发泡剂，研磨得到泥浆；泥浆经滤水、真空挤出、干燥、烧结，即得微孔尖晶石；所述主原料的重量份组成为：氧化铝50~70份、轻烧镁15~50份、菱镁矿0~15份。