專利名稱：熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料及其生產方法
技術領域：
本發明涉及無機非金屬材料及其生產方法，特別是一種熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料及其生產方法。
背景技術：
目前大型高爐熱風爐蓄熱材料，一般選用Al2O-S^2質材料中Al2O3含量在粘土質到高鋁質范圍內的硬質粘土熟料、優質礬土、各類剛玉及合成莫來石一類的物質為原料，所要選用的天然原料要求純度高且致密，由于該類原料資源的枯竭，來源困難，使熱風爐蓄熱材料的原料越來越緊張。唯有跳出原有框框，在材質上走出新路才是必然選擇。查閱近年專利文獻資料，查到名稱為“氧化鎂蓄熱材料的制造方法”中國申請專利，公開(公告)號為CN1468932。該專利介紹的鎂質蓄熱材料，采用氧化鎂混合配方，模具澆注成型，自然干燥固化脫模。該申請沒有說明適用于高爐熱風爐的蓄熱材料，也沒有提及材料的熱震穩定性。
發明內容
本發明提供了一種熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料及其生產方法。生產抗熱震穩定性高、抗高溫蠕變好的熱風爐用方鎂石-尖晶石蓄熱材料。本發明提供的熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料，其組成與重量百分比含量如下MgO 70 90 %、Al2O3 5 20 %、Cr2O3 0 10 % ；熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的物理性能指標如下高溫蠕變率1500°C X50h < 0. 5%;熱震穩定性(1100°C，循環水冷)彡15次；體積密度彡3. Og/cm3。本發明提供的熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產方法，包括以下步驟a.配料，原料各組分重量百分比含量如下電熔鎂砂或高純鎂砂 70 90%鎂鋁尖晶石5 20%鉻綠1 10%活性a-Al203 微粉 O 10 %亞白剛玉粉O 10%所述的電熔鎂砂或高純鎂砂的MgO重量百分比含量97 99%，粒度彡8mm ；所述的鎂鋁尖晶石中MgO的重量百分比含量10 30%，Al2O3的重量百分比含量為70 90%，粒度為3 Imm ；所述的鉻綠中Cr2O3的含量彡98 ；粒度< 0. 074mm ；所述的活性Ei-Al2O3的含量彡99 ；中位粒徑0. 044mm ；所述的亞白剛玉粉Al2O3的含量彡98 ；粒度小于0. 074mm ；
b.混料，按照上述組分含量及粒度，先將所配原料中< 0. 074mm的細粉在筒磨機中混合，制成混合粉，再將所有的物料在濕碾機中混合，在濕碾機中混合時，先加> 0. 074mm 的顆粒料混合1 2分鐘，然后加結合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時間為15 25分鐘，制成混合料，混合過程中加入的結合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態，密度為1. 20 1. 32g/cm3 ；c.成型，將上述混合料在630噸的摩擦壓磚機中壓制成型，壓制制度為3輕4重；d.干燥，將上述壓制成型的蓄熱材料放入隧道式干燥器中進行干燥，干燥制度為干燥溫度110 150°C，干燥時間12 24h ；e.燒成，將上述干燥后的蓄熱材料放入IlOm的高溫隧道窯中進行燒成，燒成制度為1650 1800°C，燒成時間為12 Mh。本發明提供的熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料與目前高爐熱風爐上使用的蓄熱材料相比其顯著的有益效果體現在以下方面1.方鎂石-復合尖晶石蓄熱材料具有良好的蓄熱性能，其蓄熱量是粘土磚的1. 47 倍，是高鋁磚(莫來石磚)的1. 27倍，是硅磚的1. 65倍。2.方鎂石-復合尖晶石蓄熱材料具有良好的熱導率，其熱導率在1000°C時是粘土磚的3. 18倍，是高鋁磚的1. 79倍，是硅磚的2. 33倍。3.方鎂石-復合尖晶石蓄熱材料因為是高純鎂砂原料為主體原料，其結合相為二次尖晶石，整體具有很強的抗堿金屬氧化物的侵蝕性能。4.本發明提供的蓄熱材料可以減少熱風爐蓄熱材料對氧化鋁-二氧化硅系材料的依賴；并可以擴大鎂質資源的利用。
具體實施例方式實施例1熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料其組分與重量百分比含量如下MgO 85%, Al2O3 12%, Cr2O3 3%。其物理指標為高溫蠕變率1500°C X50h<0. 5% ；熱震穩定性(1100°C，循環水冷)彡15次；體積密度彡3. Og/cm3。熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產方法1.配料，以重量百分比計電熔鎂砂或高純鎂砂 82%鎂鋁尖晶石10%鉻綠3%活性a-Al203 微粉5%電熔鎂砂或高純鎂砂MgO含量> 97%，臨界顆粒為3mm ；其中各粒度的重量百分比含量為3 Imm為，彡Imm為30%，< 0. 088mm為；鎂鋁尖晶石為MgO含量彡^KAl2O3含量彡72%，粒度為3 Imm;鉻綠中Cr2O3的含量彡98 ；活性a_Al203的含量彡99，鉻綠和活性a_Al203微粉粒度均為小于0. 074mm ；2.混料，按照上述組分含量及粒度，將電熔鎂砂或高純鎂砂< 0. 074mm的細粉、鉻綠粉、活性B-Al2O3粉在筒磨機中混合，制成混合粉，然后所有的物料在濕碾機中混合，在濕碾機中混合時，先加> 0. 074mm顆粒料混合1 2分鐘，然后加結合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時間為15 25分鐘；混合過程中采用的結合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態，密度為1. 20g/cm3 ；3.成型，將上述混合料在630噸的摩擦壓磚機中壓制成型，壓制制度為3輕4重；4.干燥，將上述壓制成型的蓄熱材料放入隧道式干燥器中進行干燥；干燥制度為干燥溫度110 150°C，干燥時間12 24h ；5.燒成，將上述干燥后的蓄熱材料放入IlOm的高溫隧道窯中進行燒成，燒成制度為1650 1800°C，燒成時間為12 Mh。實施例2熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料其組分與重量百分比含量如下MgO 84%, Al2O3 14%, Cr2O3 2% 0其物理指標同實施例1。熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產方法1.配料，以重量百分比計電熔鎂砂或高純鎂砂 81%鎂鋁尖晶石10%鉻綠2%活性a-Al2037%電熔鎂砂或高純鎂砂MgO含量> 97%，臨界顆粒為3mm，其中各粒度的重量百分比含量為3 Imm為，彡Imm為30%，< 0. 088mm為23% ；鎂鋁尖晶石為MgO含量彡^KAl2O3含量彡72%，粒度為3 Imm;鉻綠中Cr2O3的含量彡98 ；活性a_Al203的含量彡99，鉻綠和活性a_Al203微粉粒度均為小于0. 074mm ；2.混料，按照上述組分含量及粒度，將電熔鎂砂或高純鎂砂< 0. 074mm的細粉、鉻綠、活性a-Al203粉在筒磨機中混合，制成混合粉，然后所有的物料在濕碾機中混合，在濕碾機中混合時，先加> 0. 074mm顆粒料混合1 2分鐘，然后加結合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時間為15 25分鐘；混合過程中采用的結合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態，密度為1. 20g/cm3 ；。3.成型，將上述混合料在630噸的摩擦壓磚機中壓制成型，壓制制度為3輕4重；4.干燥，將上述壓制成型的蓄熱材料放入隧道式干燥器中進行干燥；干燥制度為干燥溫度110 150°C，干燥時間12 24h ；5.燒成，將上述干燥后的蓄熱材料放入IlOm的高溫隧道窯中進行燒成，燒成制度為1650 1800°C，燒成時間為12 Mh。實施例3熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料其組分與重量百分比含量如下MgO 84%, Al2O3 13%, Cr2O3 3%。其物理指標同實施例1。熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產方法
1.配料，以重量百分比計電熔鎂砂或高純鎂砂鎂鋁尖晶石鉻綠亞白剛玉粉
81% 10% 3% 7%電熔鎂砂或高純鎂砂MgO含量> 97%，臨界顆粒為3mm ；其中各粒度的重量百分比含量為3 Imm為，彡Imm為30%，小于0. 088mm為23% ；鎂鋁尖晶石為MgO含量彡^KAl2O3含量彡72%，粒度為3 Imm;鉻綠中Cr2O3的含量彡98 ；活性a_Al203的含量彡99，鉻綠和亞白剛玉粉粒度均為小于 0. 074mm ；2.混料，按照上述組分含量及粒度，將電熔鎂砂或高純鎂砂小于0. 074mm的細粉、 鉻綠、亞白剛玉粉在筒磨機中混合，制成混合粉，然后所有的物料在濕碾機中混合，在濕碾機中混合時，先加> 0. 074mm顆粒料混合1 2分鐘，然后加結合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時間為15 25分鐘；混合過程中采用的結合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態，密度為1. 20g/cm3 ；3.成型，將上述混合料在630噸的摩擦壓磚機中壓制成型，壓制制度為3輕4重；4.干燥，將上述壓制成型的蓄熱材料放入隧道式干燥器中進行干燥；干燥制度為干燥溫度110 150°C，干燥時間12 24h ；5.燒成，將上述干燥后的蓄熱材料放入IlOm的高溫隧道窯中進行燒成，燒成制度為1650 1800°C，燒成時間為12 Mh。
權利要求
1.一種熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料，其特征在于該材料的組成與重量百分比含量如下MgO 70 90%、Al2O3 5 20%、Cr2O3 0 10% ； 熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的物理性能指標如下 高溫蠕變率1500°C X50h < 0. 5%;熱震穩定性(1100°C，循環水冷)彡15次；體積密度彡 3. Og/cm3。
2.權利要求1所述熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產方法，其特征在于該方法包括以下步驟a.配料，原料各組分重量百分比含量如下 電熔鎂砂或高純鎂砂 70 90 %鎂鋁尖晶石5 20%鉻綠1 10%活性Ei-Al2O3微粉O 10%亞白剛玉粉O 10%其中的電熔鎂砂或高純鎂砂的MgO重量百分比含量97 99%，粒度為O 8mm ； 其中的鎂鋁尖晶石中MgO的重量百分比含量10 30%，Al2O3的重量百分比含量為 70 90%，粒度為3 Imm ；其中的鉻綠中Cr2O3的含量彡98，粒度小于0. 074mm ； 其中的活性a-Al203的含量彡99，中位粒徑0. 044mm ； 其中的亞白剛玉粉Al2O3的含量彡98，粒度小于0. 074mm ；b.混料，按照上述組分含量及粒度，先將所配原料中<0. 074mm的細粉在筒磨機中混合，制成混合粉，再將所有的物料在濕碾機中混合，在濕碾機中混合時，先加> 0. 074mm的顆粒料混合1 2分鐘，然后加結合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時間為15 25分鐘，制成混合料，混合過程中加入的結合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態，密度為1. 20 1. 32g/cm3 ；c.成型，將上述混合料在630噸的摩擦壓磚機中壓制成型，壓制制度為3輕4重；d.干燥，將上述壓制成型的蓄熱材料放入隧道式干燥器中進行干燥，干燥制度為干燥溫度Iio 150°C，干燥時間12 24h ；e.燒成，將上述干燥后的蓄熱材料放入IlOm的高溫隧道窯中進行燒成，燒成制度為 1650 1800°C，燒成時間為12 Mh。
全文摘要
本發明公開了一種熱風爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料及其生產方法。該材料的組成與重量百分比含量如下MgO 70～90％、Al2O3 5～20％、Cr2O3 0～10％；該材料的物理性能指標如下高溫蠕變率1500℃×50h＜0.5％；熱震穩定性(1100℃，循環水冷)≥15次；體積密度≥3.0g/cm3。本發明提供的生產方法包括配料、混料、成型、干燥、燒成步驟。方鎂石-復合尖晶石蓄熱材料具有良好的蓄熱性能；具有良好的熱導率；具有很強的抗堿金屬氧化物的侵蝕性能。可以減少熱風爐蓄熱材料對氧化鋁-二氧化硅系材料的依賴，并可以擴大鎂質資源的利用。
文檔編號C04B35/66GK102408241SQ20101029687
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月23日 優先權日2010年9月23日
發明者劉海嘯, 張國棟, 游杰剛, 羅旭東, 袁政和 申請人:遼寧科技大學