[发明专利]一种致密六铝酸钙耐火熟料及其制备方法

说明书

一种致密六铝酸钙耐火熟料及其制备方法，其成分按重量百分比含Al₂O₃ 87.04~88.87%，CaO 7.96~8.13%，MnO 3.00~5.00%；相对密度为90.90~94.80%，显气孔率为2.80~4.40%；制备方法为：（1）将铝矾土和石灰石分别磨细后混合；（2）将混合物料压制成生球，然后进行第一次煅烧制成熟料；（3）将熟料磨细后加入一氧化锰微粉，再压制成球；（4）进行第二次煅烧。本发明采用一氧化锰微粉作为促烧结剂，在煅烧过程一氧化锰固溶到六铝酸钙相中形成固溶体，从而提高了六铝酸钙相的烧结活性，促进六铝酸钙相的长大，从而可在较低的二次煅烧温度和较短的保温时间条件下获得致密六铝酸钙耐火熟料，有效降低了生产能耗，提高了生产效率，促进了节能减排。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种致密六铝酸钙耐火熟料及其制备方法。

背景技术

六铝酸钙（CA₆）熔点高（1870℃），耐火性能好，在含铁熔渣中的溶解度低，在还原气氛(CO)中的稳定性高，在碱性环境中的化学稳定性好，对熔融金属和熔渣(钢铁和有色金属)的润湿性低，因此是非常好的抗高温，抗侵蚀，抗金属液和熔渣渗入，具有高温隔热保温性能材料，且能直接用于冶金炉衬和冶金包衬热面与金属液及熔盐接触的新型耐火材料。同时，六铝酸钙与氧化铝有很好的化学相容性和相近的热膨胀性，可以与氧化铝以任何比例配合使用，这些特性使得六铝酸钙在冶金、玻璃、水泥、陶瓷、石油化工等高温行业有着十分广泛的应用前景。

在固相合成制备致密六铝酸钙耐火熟料的过程中，由于各组元之间反应所伴随的体积膨胀效应抑制了烧结及致密化过程，难于通过一次煅烧获得致密的耐火熟料；同时，由于六铝酸钙相的烧结活性低，即使通过两次煅烧，也难以获得致密熟料，因此一般要求烧成温度不低于1700℃；此外，由于反应过程中六铝酸钙晶相间易枝晶搭桥互联形成网状多孔结构，进一步影响了六铝酸钙耐火材料的烧结致密化。

发明内容

针对目前六铝酸钙耐火熟料制备技术上存在的上述问题，本发明提供了一种致密六铝酸钙耐火熟料及其制备方法，是通过在二次混料过程中加入一氧化锰微粉添加剂后进行煅烧，通过在煅烧过程一氧化锰固溶到六铝酸钙相当中，形成固溶体从而提高六铝酸钙相的烧结活性，促进六铝酸钙相的长大，可在较低的煅烧温度和较短的保温时间条件下实现六铝酸钙耐火熟料的良好烧结，获得致密六铝酸钙耐火熟料，提高生产效率，促进节能减排。

本发明的致密六铝酸钙耐火熟料，其成分按重量百分比含Al₂O₃ 87.04~88.87%，CaO 7.96~8.13%，MnO 3.00~5.00%；相对密度为90.90~94.80%，显气孔率为2.80~4.40%。

本发明的致密六铝酸钙耐火熟料的制备方法，按以下步骤进行：

（1）将铝矾土和石灰石分别破碎并磨细至粒度≤88目，在混砂机中进行混合后，制成混合物料；其中铝矾土占混合物料总重量的86.38%~88.90%，石灰石占混合物料总重量的11.10%~13.62%；

（2）将混合物料通过压球机在100~150MPa的压力下压制成生球，将生球在1200~1250℃条件下保温1~2小时，进行第一次煅烧，制成熟料；

（3）将熟料破碎并再次磨细至粒度≤88目，加入一氧化锰微粉并在混砂机中进行混合，其中一氧化锰微粉占熟料总重量的3.00~5.00%；混合均匀后通过压球机在100~150MPa的压力下压制成球，获得二次球料；

（4）将二次球料在1600~1650℃条件下保温2~3小时，进行第二次煅烧，获得致密六铝酸钙耐火熟料。

上述的铝矾土中Al₂O₃的重量含量≥74.20%，石灰石中CaO的重量含量≥50.20%。