[发明专利]一种利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法

说明书

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法。采用工业生产的α‑Al₂O₃为全部工艺中的铝原料，采用优质石灰石作为钙源进行制备六铝酸钙，包括如下步骤：(1)破碎、混料；(2)一次煅烧；(3)压块成型；(4)煅烧成型。利用该方法可以通过较短的工艺流程和较低的能耗下生产出纯度较高的优质六铝酸钙耐火原材料。

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法。

背景技术

耐高温的轻质耐火材料一直是耐火材料领域的重点发展领域。而六铝酸钙不仅具有熔点高和质量较轻的特点，同时其还具有化学性质相对稳定、抗导热性好，热膨胀性差等优点。其自身的片状结构也使得其自身具有较大的表面积，在高温条件下不仅可以有效的降低反应物对环境间的热辐射损失，还可以显著降低改料自身的重量，同时由于自身的高氧化铝含量也使得自身抗熔渣及一些金属熔体的侵蚀性能相对较好。目前，相关的六铝酸钙材料已被广泛应用于冶金炉窑的耐火材料、化工的抗高温侵蚀材料以及航天过程中的保温隔热层等多种领域。

但在六铝酸钙的制备过程中，由于高温下六铝酸钙的合成过程会出现晶型转变的体积膨胀过程，使得其烧结后的材料性能相对较差。为了在提升六铝酸钙的合成量的同时提升材料的自身性能，一般多采用1700～1800℃的高温进行多次煅烧或者是添加一些添加剂已获得相对较好的六铝酸钙产品。但这些方法不仅会带来大量的能耗浪费，同时还会由于添加剂的引入而降低其耐火材料的使用的极限温度和抗侵蚀性能。

因此，为了解决上述问题，需研发出一种新的低能耗的生产高纯度的优质六铝酸钙耐火原料方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法，利用该方法可以通过较短的工艺流程和较低的能耗下生产出纯度较高的优质六铝酸钙耐火原料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法，采用工业α-Al₂O₃为全部工艺中的铝原料，采用优质石灰石作为钙源进行制备六铝酸钙，包括如下步骤：(1)破碎、混料；(2)一次煅烧；(3)压块成型；(4)煅烧成型。

所述的利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法，破碎、混料：石灰石粉和工业α-Al₂O₃粉粒度控制在100目以下，并且石灰石粉和工业α-Al₂O₃粉分别按质量百分比14％和86％进行混料。

所述的利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法，一次煅烧：将混合后的粉料送入高温炉窑中进行1500～1600℃焙烧25～35min后进行冷却，形成半成品六铝酸钙粉末。

所述的利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法，压块成型：根据待烧制后的形状设计，通过压力机将步骤(2)中制得的半成品六铝酸钙粉末进行压制成型。

所述的利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法，成型压力根据不同物料表面积进行调节：成型表面最大直径在2厘米以下时，采用80～100MPa的压制力；成型表面最大直径大于2厘米且在5厘米以下时，采用大于100MPa且在200MPa以下的压制力；以此类推。

所述的利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法，煅烧成型：将步骤(3)制得的产品送入高温炉窑中进行1500～1600℃焙烧50～70min后进行冷却，即得到优质六铝酸钙耐火原料。

所述的利用两步焙烧法制备优质六铝酸钙耐火原料的方法，优质六铝酸钙耐火原料的技术参数如下：显气孔率为控制在50％以下，体积密度在1.70g/cm³以上，抗压强度为21.00MPa以上。

本发明的设计思想是：