[发明专利]轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种轻量化方镁石‑镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法。其技术方案是：以14~21wt%的粒径为3~5mm、27~36wt%的粒径小于3mm且大于等于1mm和12~18wt%的粒径大于1mm且大于等于0.1mm的纳米孔径的多孔方镁石‑镁铝尖晶石陶瓷材料颗粒为骨料，以10~20wt%的纳米孔径的多孔方镁石‑镁铝尖晶石陶瓷材料细粉、8~10wt%的镁铝尖晶石细粉和10~20wt%的镁砂细粉为基质；外加2~8wt%的结合剂。先将骨料置于真空搅拌机，抽真空，再加入结合剂，搅拌，关闭抽真空系统；然后加入基质，搅拌，成型，干燥，在1500~1650℃保温3~8小时，冷却，得轻量化方镁石‑镁铝尖晶石耐火材料。其制品孔径为纳米级，导热系数较低、热震稳定性优异和抗侵蚀能力强。

主权项

1.一种轻量化方镁石‑镁铝尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于所述轻量化方镁石‑镁铝尖晶石耐火材料的成分是：以14~21wt%的粒径为3~5mm的纳米孔径的多孔方镁石‑镁铝尖晶石陶瓷材料颗粒、27~36wt%的粒径小于3mm且大于等于1mm的纳米孔径的多孔方镁石‑镁铝尖晶石陶瓷材料颗粒和12~18wt%的粒径小于1mm且大于等于0.1mm的纳米孔径的多孔方镁石‑镁铝尖晶石陶瓷材料颗粒为骨料，以10~20wt%的粒径小于0.074mm的纳米孔径的多孔方镁石‑镁铝尖晶石陶瓷材料细粉、8~10wt%的镁铝尖晶石细粉和10~20wt%的镁砂细粉为基质，以所述骨料和基质之和2~8wt%的Al³⁺溶液为结合剂；按上述成分及其含量：先将所述骨料置于真空搅拌机中，抽真空至2.0kPa以下，再将所述结合剂倒入所述真空搅拌机中，搅拌10~15分钟，关闭抽真空系统；然后将所述基质倒入所述真空搅拌机中，搅拌均匀；在100~200MPa条件下机压成型，成型后的坯体在60~140℃条件下干燥12~36小时，在1500~1650℃条件下保温3~8小时，冷却，即得轻量化方镁石‑镁铝尖晶石耐火材料；所述纳米孔径的多孔方镁石‑镁铝尖晶石陶瓷材料的制备步骤是：第一步、先将菱镁矿细粉以0.7~1.7℃/min的速率升温至600~800℃，保温3~5小时；再以1.5~2.3℃/min的速率升温至1000~1300℃，保温3~7小时，冷却，得到高孔隙率的氧化镁粉体；第二步、按所述高孔隙率的氧化镁粉体为68~95wt%、含Al³⁺溶液为1~20wt%和氢氧化铝微粉为1~25wt%，先将所述高孔隙率的氧化镁粉体置于真空搅拌机中，抽真空至2.0kPa以下，再将所述含Al³⁺溶液和所述氢氧化铝微粉倒入真空搅拌机中，搅拌20~40分钟，关闭抽真空系统，得到混合料；第三步、将所述混合料升温至150~250℃，保温3~6h，冷却，在50~120MPa条件下机压成型，成型后的坯体于120~140℃条件下干燥24~48小时；然后以1.5~2.5℃/min的速率升温至1000~1300℃，保温3~7小时，再以5~7℃/min的速率升温至1500~1650℃，保温5~9小时，冷却，即得纳米孔径的多孔方镁石‑镁铝尖晶石陶瓷材料；所述含Al³⁺溶液为铝溶胶、或为氯化铝溶液、或为铝溶胶和氯化铝溶液的混合物；所述混合物中的铝溶胶∶氯化铝溶液的质量比为1：（0.5~2）。