[发明专利]一种含纳米白云石的刚玉尖晶石质浇注料

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料技术领域。具体涉及一种含纳米白云石的刚玉尖晶石质浇注料。 

背景技术

高纯铝镁钙系浇注料因三种元素的最低共熔点高于钢铁的熔点，被被广泛应用于钢包内衬，透气元件和喷枪等部位。经过高温处理后这类浇注料中存在三种高熔点矿相，即六铝酸钙（CA₆），铝镁尖晶石和刚玉，三种矿相彼此之间形成很好的结合，使浇注料具有优异的抗渣性和抗热震性，被称作最佳基质系统。长期以来这类材质因具有优异性能一直受到重视。 

与刚玉尖晶石质浇注料相比较，通过加入氧化镁原位反应生成尖晶石的刚玉氧化镁质浇注料热态强度相对较低，但其抗渣性能好，且由于原位生成尖晶石而成本较低。刚玉氧化镁质浇注料具有优良抗渣性能的主要原因有：原位生成尖晶石产生体积膨胀，改善了浇注料的孔径分布，降低了浇注料中孔径的大小。与加入预合成的镁铝尖晶石相比，原位生成尖晶石的粒度细小，比表面积大，缺陷较多，因而活性高，能更有效的吸收渣中的FeO和MgO。氧化镁作为原位生成尖晶石的主要原料，影响着尖晶石的生成温度以及粒度，对浇注料性能有决定性影响。加入较细的镁砂粉更有利于提高浇注料的抗渣性能，镁砂粉粒度为5μm的刚玉一氧化镁质浇注料的抗渣性能明显优于镁砂粒度为15μm的浇注料。但是，加入细镁砂由于容易水化而影响了浇注料的施工性能，加速了浇注料流动性的衰减，降低了可施工时间，给浇注料施工带来不便，镁吵粒度越细浇注料凝结越快。可见，浇注料抗渣性和施工性能对镁砂粒度有着不同的要求，关键在于解决镁砂细粉的水化问题，如能避免镁砂水化问题，则上述矛盾可以得到很好的解决。有文献报道通过有机硅烷包裹MgO,然后在350-500℃煅烧，可以明显提高MgO的抗水化性能，但显然其成本较高。此外，六铝酸钙也是铝镁钙三元体系的一种高温相，其熔点高达1890℃，它的存在，也可以大大提高材料的高温性能，抗侵蚀性能。因此，通过加入纳米级白云石分解生成氧化镁、氧化钙，同时生成原位尖晶石和原位六铝酸钙是提高材料性能的有效途径。 

发明内容

  本发明的目的是针对上述现有技术中所存在的问题而研制的一种含纳米白云石的刚玉尖晶石质浇注料。 

本发明目的在于利用纳米白云石粉体粒度细小，容易分解，分解后生成高活性的氧化钙、氧化镁与氧化铝易于反应生成尖晶石、六铝酸钙等优点，一方面避免了通过加入镁砂原位反应生成尖晶石时，对浇注料流动性和施工性能的不利影响。另一方面，纳米白云石分解后，和氧化铝原位反应生成的尖晶石、六铝酸钙粒度细小，且在整个浇注料中分布更均匀，显著改善了刚玉尖晶石质浇注料的抗渣性能。 

本发明的目的是通过以下技术发案来实现的：本发明的含纳米白云石的刚玉尖晶石质浇注料包括电熔白刚玉和/或烧结板状刚玉的骨料和细粉，电熔和/或烧结铝镁尖晶石细粉，烧结六铝酸钙细粉，纳米白云石粉，活性氧化铝微粉，纯铝酸钙水泥，减水剂，各原料重量百分比如下： 

在本发明中，浇注料中骨料与细粉的质量比例为（58%-65%）/（42%-35%）。烧结六铝酸钙化学成分要求为CA₆含量≥98%.电熔白刚玉的化学成分要求为Al₂O₃≥98.5%,烧结板状刚玉的化学成分要求为Al₂O₃≥99%。电熔铝镁尖晶石的化学成分要求为（Al₂O₃ +MgO）≥98.0%.烧结铝镁尖晶石的化学成分要求为（Al₂O₃ +MgO）≥98.0%。纳米白云石粉指的是粒度小于100nm的亲水性白云石粉体，化学成份要求白云石≥98%。纯铝酸钙水泥指的是Al₂O₃含量为68%-71%的铝酸钙水泥。减水剂指的是聚羧酸盐类减水剂。 

含纳米白云石的高纯刚玉尖晶石质浇注料的制备方法是：将纳米白云石粉，活性氧化铝微粉，纯铝酸钙水以及减水剂充分混合均匀后，加入电熔和/或烧结镁铝尖晶石细粉，加入烧结六铝酸钙细粉，加入电熔白刚玉和/或烧结板状刚玉的骨料和细粉，进一步充分混合，即制得本发明产品。 

本发明具有以下优点：加入纳米白云石到刚玉尖晶石质浇注料中，避免了直接加镁砂时镁砂水化对浇注料流动性和施工性能的不利影响。