专利名称：一种高纯镁铝尖晶石的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种广泛应用于冶金、水泥、玻璃、陶瓷等行业的各 种热工设备上的优质耐火材料的生产方法，尤其涉及一种镁铝尖晶石 的生产方法。
背景技术：
随着钢铁连铸和炉外精炼技术的发展，部分精炼过程从炼钢炉转 移到钢包中进行，这就使得钢包不仅是储存钢液的高温容器，而且成 为一种特殊的冶金装备。目前钢包内衬材料主要是镁铝尖晶石，镁铝 尖晶石因熔点高、硬度大、抗热震性和耐渣侵蚀性优异而被广泛应用 于耐火材料行业。但镁铝尖晶石在天然矿物中的含量特别少，故镁铝尖晶石都是由含八1203与]^^0的天然矿物原料或高纯(1- A1203 (或 Y-A1203)和MgO人工合成的。由于受烧成装备的技术制约，产品 烧成温度普遍在1600-1800'C左右，通常需要较长的固相反应时间， 因而带来能耗高、产量低、劳动生产率低、质量稳定性差等问题。对 于高纯镁铝尖晶石生产所用原料之一的a - A1203,由于a - A1203需要 在1400。C左右预烧，使得a - A1203的活性明显低于Y - A1203，如果 能以Y- A1203 (工业氧化铝)、重烧镁砂为原料，通过助磨剂的引入 提高原料加工细度，再采用超高温、快速的烧成工艺，所生产的产品 不仅质量好、成本低，而且更符合国家节能减排政策。3近年来，人们在镁铝尖晶石的开发方面做了很多研究工作，如申请号为01115504.3，名称为"合成镁铝尖晶石及其制备方法"的专利 技术，采用高铝矾土与轻烧镁粉在1430-1600。C煅烧100-130小时。 专利号为ZL88106918.3的"合成镁铝尖晶石的方法"，采用特级矾土 生料与轻烧氧化镁为原料，高温烧成。但由于以上两种方法均以天然 原料合成，所合成的镁铝尖晶石杂质含量偏高，影响材料的高温性能。申请号为200510018154.4的"一种镁铝尖晶石耐火原料及其生 产方法"，采用Y-Al203和轻烧MgO为原料，在1600-180(TC温度下 烧成，由于轻烧MgO极易水解，水解后生成Mg (OH) 2,需要缓慢 加温、长时间才能烧成，在烧成过程中，温度稍微掌握不好，如温升 稍快，就会爆裂。因此，采用轻烧MgO仅适用于慢速烧成，产能难 以提高；此外，原料中的Y-Al2Cb和轻烧MgO在烧成过程中阶段性 生成Mg (OH) 2，在材料组织中会占用一定空间，使体积膨胀，结 晶水完全分解后，膨胀的空隙不可恢复，造成组织间残留空隙，减低 材料的致密性。最终会影响到成品的抗热振性能、热膨胀系数等指标。发明内容本发明针对以上问题，提供了一种通过改变材料配方，从而减少 烧成后组织中的空隙，使材料的主晶相均匀、致密性好，进而大幅度 提高产品品质的高纯镁铝尖晶石的生产方法。本发明的技术方案是按重量百分比将50~95%的Y-A1203和 50 5e/。的重烧MgO混合均匀；经超细研磨、机械分级；再经成球、整形、烘干；最后，通过超高温竖窑，在1820 193(TC的温度范围内，煅烧8 20小时而成。
所述的Y -A1203中的A1203含量大于等于98%，重烧MgO中的 MgO大于等于97%。
所述的Y-Al203和重烧MgO混合时，投入包括有三乙醇氨、乙 二醇、多聚磷酸钠、硬脂酸的复合助磨剂，复合助磨剂的加入量为混 合物料重量的0.02 1%，搅拌均匀，再经超细研磨，通过机械分级， 制得细度为0.1-10 u m混合粉料。
将制得的细度为0.1~10um混合粉料置入成球机中，加入结合 剂、水，水加入量为12~25%，加工成直径为15~35mm的球坯，球 坯密度为1.5~2.5g/cm3。
本发明改变了现有技术中以Y -A1203和轻烧MgO高压成型、"快 速"煅烧，制得相对密度为94 96%的镁铝尖晶石的工艺；采用重烧 MgO来取代轻烧MgO，克服了现有技术中材料致密度不高，产能低 的问题。重烧MgO与轻烧MgO最大的区别在于轻烧MgO活性大易 水解，在烧制过程中坯体易爆裂，材料致密度不高，加工可靠性不好 的问题。为了提高产品的致密度，含轻烧MgO的现有工艺需采用高 压成型，使得加工难度增大、加工效率降低；即使采用了高压成型， 由于轻烧MgO的水解特性，也难以获得高致密度的产品。而重烧 MgO是在180(TC左右制成的，因此重烧MgO原料的致密度更高、 杂质含量相对较低，利用其合成尖晶石就不易出现坯体爆裂的问题。 为了适应重烧MgO的温度特性，本发明将合成尖晶石的加工温度设 定在1820 193(TC的温度范围内，满足了合成的工艺条件，确保了合成的效果。本发明制得的镁铝尖晶石具有熔点高，热膨胀系数低，导 热性能好，抗化学侵蚀性强等特点。
具体实施例方式
实施例一
选用八1203含量大于等于98。/。的Y-Al203， MgO含量大于等于 97e/。重烧MgO为原料。按重量百分比1: 1将二者混合均匀；混合时， 投入包括有三乙醇氨、乙二醇、多聚磷酸钠、硬脂酸的复合助磨剂， 复合助磨剂的加入量为混合物料重量的0.5%，搅拌均匀，再经超细 研磨，通过风力分级，制得细度为0.1 2um混合粉料。将制得的细 度为0.1 2lim混合粉料置入成球机中，加入结合剂、水，水的加入 量为18%，加工成直径为28mm的球坯，球坯密度为2g/cm3。整形、 烘干后，通过超高温竖窑，在188(TC的温度范围下，煅烧12小时， 制得相对密度为97%的球状高纯镁铝尖晶石。
实施例二
选用八1203含量大于等于98%的￥-八1203, MgO含量大于等于 97c/。重烧MgO为原料。按重量百分比19: l将二者混合均匀；混合 时，投入包括有三乙醇氨、乙二醇、多聚磷酸钠、硬脂酸的复合助磨 剂，复合助磨剂的加入量为混合物料重量的0.02%，搅拌均匀，再经 超细研磨，通过风力分级，制得细度为0.2 10um混合粉料。将制得 的细度为0.2 10um混合粉料置入成球机中，加入结合剂、水，水的 加入量为25%，加工成直径为35mm的球坯，球坯密度为2.5g/cm3。 整形、烘千后，通过超高温竖窑，在1930。C的温度范围下，煅烧20小时，制得相对密度为98%的球状高纯镁铝尖晶石。 实施例三
选用Al203含量大于等于98。/。的Y-Al203， MgO含量大于等于 97y。重烧MgO为原料。按重量百分比2: 1将二者混合均匀；混合时， 投入包括有三乙醇氨、乙二醇、多聚磷酸钠、硬脂酸的复合助磨剂， 复合助磨剂的加入量为混合物料重量的1%，搅拌均匀，再经超细研 磨，通过风力分级，制得细度为0.1 5um混合粉料。将制得的细度 为0.1 5"m混合粉料置入成球机中，加入结合剂、水，水的加入量 为12%，加工成直径为15mm的球坯，球坯密度为1.5g/cm3。整形、 烘干后，通过超高温竖窑，在182(TC的温度范围下，煅烧8小时， 制得相对密度为99%的球状高纯镁铝尖晶石。
权利要求
1、一种高纯镁铝尖晶石的生产方法，其特征在于，按重量百分比将50～95％的γ-Al2O3和50～5％的重烧MgO混合均匀；经超细研磨、机械分级；再经成球、整形、烘干；最后，通过超高温竖窑，在1820～1930℃的温度范围内，煅烧8～20小时而成。
2、 根据权利要求1所述的一种高纯镁铝尖晶石的生产方法，其 特征在于，所述的Y-Al203中的^203含量大于等于98%，重烧MgO 中的MgO大于等于97Q/。。
3、 根据权利要求1所述的一种高纯镁铝尖晶石的生产方法，其 特征在于，所述的Y-Al203和重烧MgO混合时，投入包括有三乙醇 氨、乙二醇、多聚磷酸钠、硬脂酸的复合助磨剂，复合助磨剂的加入 量为混合物料重量的0.02~1%，搅拌均匀，再经超细研磨，通过机械 分级，制得细度为0.1 10um混合粉料。
4、 根据权利要求3所述的一种高纯镁铝尖晶石的生产方法，其 特征在于，将制得的细度为0.1-10ym混合粉料置入成球机中，加入 结合剂、水，水加入量为12~25%，加工成直径为15~35mm的球坯， 球坯密度为1.5~2.5g/cm3。
全文摘要
一种高纯镁铝尖晶石的生产方法。涉及一种广泛应用于冶金、水泥、玻璃、陶瓷等行业的各种热工设备上的优质耐火材料的生产方法，按重量百分比将50～95％的γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和50～5％的重烧MgO混合均匀；经超细研磨、机械分级；再经成球、整形、烘干；最后，通过超高温竖窑，在1820～1930℃的温度范围内，煅烧8～20小时而成。本发明克服了现有技术中材料致密度不高，产能低的问题，本发明制得的镁铝尖晶石具有熔点高，热膨胀系数低，导热性能好，抗化学侵蚀性强等特点。
文档编号C01F7/16GK101671046SQ200810195670
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月9日 优先权日2008年9月9日
发明者李正坤 申请人:李正坤