[发明专利]一种浇注料用骨料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种浇注料用骨料及其制备方法。

背景技术

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。

随着钢铁行业节能降耗的不断推进，原料轻量化成为一个新的发展方向。考虑到镁砂的世界矿藏量巨大，价格低廉，体积密度低于板状刚玉、电熔刚玉等原料，但易出现高温反应膨胀大、易水化开裂等问题，因此希望以镁砂作为载体发展一种性能稳定、体积密度低的新型骨料，同时做到资源节约、成本降低和使用性能优化等。

发明内容

本发明提供了一种浇注料用骨料及其制备方法，所述骨料性质稳定、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。

一种浇注料用骨料，所述骨料为核壳结构，其中核为镁砂颗粒，壳层为Cr₂O₃、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Fe₂O₃、稀土金属氧化物中的至少一种，核与壳层之间为镁砂颗粒与壳层原料在高温下反应生成的过渡层。

本发明提供的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。

壳层采用氧化物，氧化物为Cr₂O₃、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Fe₂O₃、稀土金属氧化物中的一种或多种。

作为优选，若壳层采用一种材质，壳层为Cr₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Fe₂O₃、稀土金属氧化物中的一种；若壳层采用至少两种材质，壳层为Cr₂O₃、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Fe₂O₃、稀土金属氧化物中的至少两种。两种不同的稀土金属氧化物认为是两种材质。

作为优选，若壳层采用至少两种材质，其中一种为Al₂O₃，其余为Cr₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Fe₂O₃、稀土金属氧化物中的至少一种。

作为优选，所述稀土金属氧化物采用Y₂O₃、Ce₂O₃、La₂O₃。

所述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，所述镁砂颗粒的体积密度≤3.5g/cm³。

作为优选，所述高温为1100℃～1900℃。在高温下，镁砂颗粒中的MgO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MgO能够与壳层原料发生氧化反应。

在高温下的反应时间，依据壳层原料、以及所需骨料性能不同进行调整。

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，也可优化骨料的性能，过渡层及壳层主要形成尖晶石等固溶体，根据不同的场合需求可以使用在不同的区域，同时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。

本发明还提供了一种所述的浇注料用骨料的制备方法，包括以下步骤：

在镁砂颗粒表面覆着壳层原料浆体，在1100℃～1900℃温度下烧成3～10h，得到所述的骨料。