專利名稱：熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)非金屬材料及其生產(chǎn)方法，特別是一種熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前大型高爐熱風(fēng)爐蓄熱材料，一般選用Al2O-S^2質(zhì)材料中Al2O3含量在粘土質(zhì)到高鋁質(zhì)范圍內(nèi)的硬質(zhì)粘土熟料、優(yōu)質(zhì)礬土、各類剛玉及合成莫來石一類的物質(zhì)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(fēng)爐蓄熱材料的原料越來越緊張。唯有跳出原有框框，在材質(zhì)上走出新路才是必然選擇。查閱近年專利文獻(xiàn)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(hào)為CN1468932。該專利介紹的鎂質(zhì)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(fēng)爐的蓄熱材料，也沒有提及材料的熱震穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料及其生產(chǎn)方法。生產(chǎn)抗熱震穩(wěn)定性高、抗高溫蠕變好的熱風(fēng)爐用方鎂石-尖晶石蓄熱材料。本發(fā)明提供的熱風(fēng)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(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的物理性能指標(biāo)如下高溫蠕變率1500°C X50h < 0. 5%;熱震穩(wěn)定性(1100°C，循環(huán)水冷)彡15次；體積密度彡3. Og/cm3。本發(fā)明提供的熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產(chǎn)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(xì)粉在筒磨機(jī)中混合，制成混合粉，再將所有的物料在濕碾機(jī)中混合，在濕碾機(jī)中混合時(shí)，先加> 0. 074mm 的顆粒料混合1 2分鐘，然后加結(jié)合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時(shí)間為15 25分鐘，制成混合料，混合過程中加入的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態(tài)，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(jī)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(jìn)行干燥，干燥制度為干燥溫度110 150°C，干燥時(shí)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(jìn)行燒成，燒成制度為1650 1800°C，燒成時(shí)間為12 Mh。本發(fā)明提供的熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料與目前高爐熱風(fēng)爐上使用的蓄熱材料相比其顯著的有益效果體現(xiàn)在以下方面1.方鎂石-復(fù)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(fù)合尖晶石蓄熱材料具有良好的熱導(dǎo)率，其熱導(dǎo)率在1000°C時(shí)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(fù)合尖晶石蓄熱材料因?yàn)槭歉呒冩V砂原料為主體原料，其結(jié)合相為二次尖晶石，整體具有很強(qiáng)的抗堿金屬氧化物的侵蝕性能。4.本發(fā)明提供的蓄熱材料可以減少熱風(fēng)爐蓄熱材料對氧化鋁-二氧化硅系材料的依賴；并可以擴(kuò)大鎂質(zhì)資源的利用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1熱風(fēng)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(biāo)為高溫蠕變率1500°C X50h<0. 5% ；熱震穩(wěn)定性(1100°C，循環(huán)水冷)彡15次；體積密度彡3. Og/cm3。熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產(chǎn)方法1.配料，以重量百分比計(jì)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(xì)粉、鉻綠粉、活性B-Al2O3粉在筒磨機(jī)中混合，制成混合粉，然后所有的物料在濕碾機(jī)中混合，在濕碾機(jī)中混合時(shí)，先加> 0. 074mm顆粒料混合1 2分鐘，然后加結(jié)合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時(shí)間為15 25分鐘；混合過程中采用的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態(tài)，密度為1. 20g/cm3 ；3.成型，將上述混合料在630噸的摩擦壓磚機(jī)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(jìn)行干燥；干燥制度為干燥溫度110 150°C，干燥時(shí)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(jìn)行燒成，燒成制度為1650 1800°C，燒成時(shí)間為12 Mh。實(shí)施例2熱風(fēng)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(biāo)同實(shí)施例1。熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產(chǎn)方法1.配料，以重量百分比計(jì)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(xì)粉、鉻綠、活性a-Al203粉在筒磨機(jī)中混合，制成混合粉，然后所有的物料在濕碾機(jī)中混合，在濕碾機(jī)中混合時(shí)，先加> 0. 074mm顆粒料混合1 2分鐘，然后加結(jié)合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時(shí)間為15 25分鐘；混合過程中采用的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態(tài)，密度為1. 20g/cm3 ；。3.成型，將上述混合料在630噸的摩擦壓磚機(jī)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(jìn)行干燥；干燥制度為干燥溫度110 150°C，干燥時(shí)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(jìn)行燒成，燒成制度為1650 1800°C，燒成時(shí)間為12 Mh。實(shí)施例3熱風(fēng)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(biāo)同實(shí)施例1。熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產(chǎn)方法
1.配料，以重量百分比計(jì)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(xì)粉、 鉻綠、亞白剛玉粉在筒磨機(jī)中混合，制成混合粉，然后所有的物料在濕碾機(jī)中混合，在濕碾機(jī)中混合時(shí)，先加> 0. 074mm顆粒料混合1 2分鐘，然后加結(jié)合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時(shí)間為15 25分鐘；混合過程中采用的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態(tài)，密度為1. 20g/cm3 ；3.成型，將上述混合料在630噸的摩擦壓磚機(jī)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(jìn)行干燥；干燥制度為干燥溫度110 150°C，干燥時(shí)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(jìn)行燒成，燒成制度為1650 1800°C，燒成時(shí)間為12 Mh。
權(quán)利要求
1.一種熱風(fēng)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(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的物理性能指標(biāo)如下 高溫蠕變率1500°C X50h < 0. 5%;熱震穩(wěn)定性(1100°C，循環(huán)水冷)彡15次；體積密度彡 3. Og/cm3。
2.權(quán)利要求1所述熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料的生產(chǎn)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(xì)粉在筒磨機(jī)中混合，制成混合粉，再將所有的物料在濕碾機(jī)中混合，在濕碾機(jī)中混合時(shí)，先加> 0. 074mm的顆粒料混合1 2分鐘，然后加結(jié)合劑并混合2 3分鐘后再加混合粉，最后一起混合的時(shí)間為15 25分鐘，制成混合料，混合過程中加入的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液，常溫下為液態(tài)，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(jī)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(jìn)行干燥，干燥制度為干燥溫度Iio 150°C，干燥時(shí)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(jìn)行燒成，燒成制度為 1650 1800°C，燒成時(shí)間為12 Mh。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱風(fēng)爐用低蠕變方鎂石-尖晶石蓄熱材料及其生產(chǎn)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(biāo)如下高溫蠕變率1500℃×50h＜0.5％；熱震穩(wěn)定性(1100℃，循環(huán)水冷)≥15次；體積密度≥3.0g/cm3。本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法包括配料、混料、成型、干燥、燒成步驟。方鎂石-復(fù)合尖晶石蓄熱材料具有良好的蓄熱性能；具有良好的熱導(dǎo)率；具有很強(qiáng)的抗堿金屬氧化物的侵蝕性能。可以減少熱風(fēng)爐蓄熱材料對氧化鋁-二氧化硅系材料的依賴，并可以擴(kuò)大鎂質(zhì)資源的利用。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102408241SQ20101029687
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月23日
發(fā)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(xué)