[发明专利]一种高氧化钙含量的氧化钙材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化钙材料技术领域。尤其涉及一种高氧化钙含量的氧化钙材料及其制备方法。

背景技术

氧化钙材料是以氧化钙（方钙石）为主要矿物（CaO为主要成分）制得的特种耐火材料。方钙石（CaO）的真密度为3.75g/cm3、熔点为2570℃、莫氏硬度为6度、0~1700℃平均线膨胀系数为13.8×10-6/℃、1000℃的热导率为7.71 W/(m·K)、930℃电阻率为4.175×106 Ω·cm、1460℃电阻率为91Ω·cm，属碱性耐火材料。氧化钙制品虽具有高温性能好、抗碱性炉渣侵蚀强等优点，但与水或水汽极易反应，因此氧化钙的熟料和氧化钙制品在自然状态下极难保存。如烧结氧化钙熟料颗粒只能存放约100h，制出的等静压制品只能存放10余天，使其生产和应用上受到了很大的限制。即使采用电熔氧化钙颗粒料制成的耐火砖，又经过1780℃高温处理，再包以严密的防潮包装，其存放时间也只能延长到3~4个月。

现有的氧化钙材料的制备方法：

一、用烧结法或电熔法制造氧化钙熟料

(1)烧结法是将纯石灰石在1200～1300℃条件下煅烧，压制团块后在1700℃左右的温度下烧成；

(2)电熔法是将大理石块在三相电弧中电熔。

二、氧化钙制品的生产工艺

将颗粒级配的氧化钙熟料熟料预热到160℃，加入软化点为110℃的沥青4~8%，混合后用50~70MPa的压力成型，得砖坯。

(1)烧成砖：将所述砖坯在低温时升温速度较要慢，以防止排除烧失物时砖坯发生崩散；制品烧成温度为1428~1650℃；

(2)轻烧砖：将所述砖坯在260℃下加热5h；

(3)烧成浸渍砖（油浸砖）：将所述砖坯浸入软化点为90℃的沥青液中，在200℃下保持20min。

可见，现有的制备氧化钙材料的方法比较繁琐，需要高温烧成，制备的成本较高。

发明内容

本发明旨在克服现有技术不足，目的是提供一种工艺简单的高氧化钙含量的氧化钙材料的制备方法，用该方法制备的高氧化钙含量的氧化钙材料使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好，能净化高温熔体，适合作为高纯净熔体冶炼用的高温材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以30~70wt%氧化钙颗粒和30~70wt%氧化钙细粉为原料，外加所述原料2~6wt%的无水酚醛树脂，搅拌2~20分钟，压制成型，然后于180~300℃条件下热处理8~24小时，自然冷却，即得高氧化钙含量的氧化钙材料。

所述氧化钙颗粒的制备方法是：先按氢氧化钙细粉∶添加剂的质量比为1∶(0.002~0.02)配料，湿磨1~5小时，过滤，烘干，粉磨至粒度为1~300μm，得混合粉体；再将所述混合粉体置于造粒设备的料桶中，在1000~3000转/分钟条件下，向所述料桶中加入混合粉体8~30wt%的水，当开始有颗粒形成时，将转速调至500~1000转/分钟，待料桶中混合粉体全部转化成颗粒时止；将所述颗粒置于加热炉中，于1400~1800℃条件下保温1~5小时，然后以0.5~5升/分钟的流量向所述加热炉内通入氮气或氩气至室温，即得氧化钙颗粒；氧化钙颗粒的粒径为0.2~7mm。

所述添加剂为氢氧化锆粉末、氧化锆粉末或氧化钇粉末的一种；所述添加剂的粒径为1~300μm。

所述氧化钙颗粒中CaO含量≥95wt%；粒径为0.2~7mm。

所述氧化钙细粉中CaO含量≥95wt%；粒径为1~200μm。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

1）生产工艺简单，无需烧成等高温设备；

2）由于使用了无水树脂，在混合过程中，树脂包裹在氧化钙材料的表面形成保护膜，提高了高氧化钙含量的氧化钙材料料的抗水化性能。

本发明制备的高氧化钙含量的氧化钙材料经检测：CaO含量≥95wt%，耐压强度≥30MPa，体积密度≥2.90g/cm³。在50和90%湿度条件下保持10h，于110℃烘干，高氧化钙含量的氧化钙材料的水化增重率≤1.4%。

因此，本发明工艺简单，所制备的高氧化钙含量的氧化钙材料使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好，能净化高温熔体，适合作为高纯净熔体冶炼用的高温材料。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的原料统一描述如下，实施例中不再赘述：