一种制备耐高温、防水化的白云石熟料的方法转让专利

申请号 : CN200710307215.8

文献号 : CN100579930C

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发明人 : 张广发

申请人 : 张广发

摘要 :

一种制备耐高温、防水化的白云石熟料的方法,涉及白云石熟料的处理方法。是将生白云石矿石轻烧,并用水充分消化、过筛,干燥磨细后取样分析,按照重量百分比外加成分为:8-13%的SiO2、1-2%的P2O5、1-1.5%的CaF2、0.25-0.5%的CeO2、1-3%的Fe2O3和2-4%TiO2的结合剂,先经混砂机干混再入混砂机均匀混合,加水充分搅拌,得到混炼无湿团,按照密度≥2.2g/cm3打坯,再干燥,按照烧结曲线是:点火均匀升温到300℃用6-8小时,300℃均匀升温800℃用9-11小时,800℃均匀升温1200℃用6-8小时,1200℃均匀升温1600℃用12-14小时,大于1600℃恒温不小于8小时烧制,即得到耐高温、防水化的白云石熟料。

权利要求 :

1.一种制备耐高温、防水化的白云石熟料的方法,其特征是:

(1).将生白云石矿石在1050-1100℃轻烧后,加水使其充分消化,得到含CaO、MgO 的轻烧白云石粉,将该轻烧白云石粉过筛干燥,并取样进行化验;

(2).将步骤(1)所得到的轻烧白云石粉按照重量百分比外加结合剂,结合剂的成分 为:SiO2、P2O5、CaF2、CeO2、Fe2O3和TiO2,结合剂占含白云石轻烧粉的重量百分比为: 8-13%的SiO2、1-2%的P2O5、1-1.5%的CaF2、0.25-0.5%的CeO2、1-3%的Fe2O3和2-4%的 TiO2,先经混砂机干混,使其均匀混合;

(3).将步骤(2)中所得到的混合物再进入混砂机,外加重量百分比为8-12%的水 充分搅拌,得到混炼无湿团,即无干粉的均匀湿粉;

(4).将步骤(3)中所得到的湿粉料称量,按照密度≥2.2g/cm3打坯;

(5).将步骤(4)中所得到的湿坯自然干燥20-24小时,然后再进入35-75℃干燥房干 燥至残留水含量小于1wt%;

(6).将步骤(5)中所得的干坯料放入窑中进行烧制,烧结窑的内衬和底部用镁砖料 砌筑,烧结曲线是:点火均匀升温到300℃用6-8小时,300℃均匀升温800℃用9-11小时, 800℃均匀升温1200℃用6-8小时,1200℃均匀升温1600℃用12-14小时,大于1600℃恒温 不小于8小时;

(7).清除步骤(6)烧制的坯料块上的火痣及杂物,即得到耐高温、防水化的白云石熟 料。

说明书 :

技术领域

本发明涉及一种白云石熟料及其处理的方法,特别是涉及一种制备耐高温、防水化的白云 石熟料的方法。

背景技术

白云石是CaCO3·MgCO3或CaO·MgO·2(CO2)的复盐,具有高的耐火性和抗钢渣侵蚀 性,是生产镁钙砖的优良原料,而且储量丰富,价格低廉。但是由于它在1100℃煅烧后,CO2全 部排出后,即形成MgO和CaO的混合物,这种混合物比重很低,机械强度很小,气孔率和化 学活性较高,极易吸水潮解,生成Ca(OH)2和Mg(OH)2产生自身膨胀,使颗粒水化而碎成粉 末,不能作为耐火材料应用于生产,从而失去了使用价值。长期以来,人们一直在寻求解决 白云石熟料及其制品不水化的问题而不懈努力。当前国内外市场销售的白云石熟料及其制品 采用的防水化措施是:(1)将熟料颗粒用耐水性物质或油类进行覆盖,形成一层保护膜,或 称为“包衣”法;(2)将熟料颗粒用耐水性物质进行油浸、蜡浸或抽真空包装,隔绝与大气接 触。但是上述方法保持不破比较困难,在使用过程中极易损坏,如果保护膜、蜡层油层或包 装一旦破裂、脱落或开启,CaO、MgO颗粒或制品裸露于大气中,仍然会潮解水化粉碎,从 而失去使用性能,造成重大经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供高耐火性、抗渣性良好、价格低廉并且不会潮解水化的一种制备耐 高温、防水化的白云石熟料的方法。
本发明的目的是由以下方式实现的:
1.一种制备耐高温、防水化的白云石熟料的方法,其特征是:
(1)将生白云石矿石在1050-1100℃轻烧后,加水使其充分消化,得到含CaO、MgO 的轻烧白云石粉,将该轻烧白云石粉过筛干燥,并取样进行化验;
(2)将步骤(1)所得到的轻烧白云石粉按照重量百分比外加结合剂,结合剂的成分为: SiO2、P2O5、CaF2、CeO2、Fe2O3和TiO2,结合剂占轻烧粉的重量百分比为:8-13%的SiO2、 1-2%的P2O5、1-1.5%的CaF2、0.25-0.5%的CeO2、1-3%的Fe2O3和2-4%的TiO2,先经混 砂机干混,使其均匀混合;
(3)将步骤(2)中所得到的混合物再进入混砂机,外加重量比为8-12%的水充分 搅拌,得到混炼无湿团,即无干粉的均匀湿粉;
(4).将步骤(3)中所得到的湿粉料称量,按照密度≥2.2g/cm3打坯;
(5).将步骤(4)中所得到的湿坯自然干燥20-24小时,然后再进入35-75℃干燥房干 燥至残留水含量小于1wt%;
(6).将步骤(5)中所得的干坯料放入窑中进行烧制,烧结窑的内衬和底部用镁砖料 砌筑,烧结曲线是:点火均匀升温到300℃用6-8小时,300℃均匀升温到800℃用9-11小 时,800℃均匀升温到1200℃用6-8小时,1200℃均匀升温到1600℃用12-14小时,大于 1600℃恒温不小于8小时;
(7).清除步骤(6)烧制的坯料块上的火痣及杂物,即得到耐高温、防水化的白云石熟 料。
本发明的优点是:
1.由于在烧制过程中加入重量比为8-13%的SiO2,其作用是在大于1600℃高温煅烧中, 利用CaO与SiO2相同的化学活性进行固相反应,使其生成高熔点大于2100℃的 2CaO·SiO2(C2S)、和3CaO·SiO3(C3S),这种高熔点的新型化合物可彻底解决CaO易水化而 粉碎的难题;
2.加入重量百分比为1-2%的P2O5,可以防止在低温既900-1300℃阶段C2S的晶型转变 时造成体积变化,而提前形成C3S并生成高熔点的3CaO·P2O5(C3P);
3.加入重量百分比为1-1.5%的CaF2,可以促进CaO的烧结,并加速C3S的合成,尽量 减少不稳定的C2S的含量,从而保证白云石熟料的稳定性;
4.加入重量百分比为0.25-0.5%的CeO2,可固溶于CaO、MgO晶粒之间或附着与晶粒表 面,使CaO、MgO晶格发生畸变,促进CaO、MgO晶粒的正常发育长大,从而提高白云石 熟料的致密度及防水化性;
5.加入重量百分比为1-3%的Fe2O3,可以形成10%左右的液相,随着煅烧温度的提高, 这些液相既可分布在方镁石晶粒之间,并逐渐聚集到镁钙熟料晶粒夹角的空隙处,,致使白云 石熟料提高体积密度,降低气孔率;
6.加入重量百分比为2-4%的TiO2可降低煅烧温度,提高体积密度,降低气孔率,并可 长期稳定白云石熟料的防水性。
用本发明的方法生产出的白云石熟料或称谓镁钙熟料的矿物成分是以方美石为主,其次 为CaO,和C2S、C3S以及少量的C4AF、C2F。MgO、CaO、C2S、C3S都是高耐火晶相,这 些矿物相的增高,有利于白云石质耐火材料耐火度和荷重软化温度的提高,因为C2S、C3S 熔点高,晶体的结晶强度大,高温下可塑变形小,以及其尖棱状结晶颗粒提高了制品对剪切 力的抵抗能力,而且它在高温下形成的液相粘度相当大,所以C2S、C3S为结合相的制品的 突出优点是:
1.用本发明制成的白云石熟料及其制品经过实验高压锅蒸煮2小时的破坏性检验,没有 发生粉碎水化现象。
2.本发明由于添加了可以降低烧结温度又不影响高温性能的物质,所以不需要更高的烧 结温度,即可使其体积密度达到3.0g/cm3,强度达到40Mpa以上。
3.荷重软化温度大于1700℃,耐火性能好。
4.对碱性钢渣及铁质炉渣有较高的化学稳定性,所以使用寿命长。
5.由于用本发明生产的白云石熟料不水化,为长期保存提供了方便,而且可以应用含水 粘结剂直接进行生产,不需油浸处理即可直接使用,简化了生产工艺,解决了白云石熟料易 水化的难题。

具体实施方式

实施例1:
(1).将重量百分比为CaO<30%、MgO>20%、SiO2<2%、Al2O3<0.2%Fe2O3<0.5% 的生白云石矿石在1050-1100℃轻烧,取得到含CaO、MgO的产物,用重量百分比为43-45% 的水将其充分消化48-50小时,使其形成粉末状;
(2).将步骤(1)中所得到的消化后的白云石粉通过0.5-1.0mm的筛网过筛后,干燥 至残留水小于1wt%,再经磨细为小于0.074mm,即大于200目的白云石轻烧粉待用,取样 分析,其化学成分按重量百分比为:CaO<50%、MgO>35%、SiO2<3%、Al2O3<0.2%、 Fe2O3<0.5%;
(3).取步骤(2)中所得到的轻烧白云石粉70Kg加30Kg轻烧镁粉,其化学成分按重 量百分比为:CaO:32.42%、MgO:48.69%、SiO2:1.01%、Fe2O3:0.27%、Al2O3:0.29%、 按照重量百分比外加含SiO2、Fe2O3、CaF2、CeO2、P2O5和TiO2成分的结合剂,结合剂的重 量分别为:SiO2:9.50Kg、Fe2O3:1.50Kg、CaF2:1.00Kg、CeO2:0.25Kg、P2O5:1.50Kg 和TiO2:2.00Kg,先经混砂机充分干混,使其均匀混合;
(4).将步骤(3)中所得到的混合物再进入混砂机,外加8-12%的水充分搅拌,得 到混炼无湿团,即无干粉的均匀湿粉;
(5).将步骤(4)中所得到的湿粉料称量,按照密度≥2.2g/cm3打坯;
(6).将步骤(5)中所得到的湿坯自然干燥20-24小时,然后再进入35-75℃干燥房干 燥至残留水含量小于1%;
(7).将步骤(6)中所得的干坯料进行装窑烧制,烧结窑的内衬和底部用镁砖料、镁 铬砖或同质材料砌筑,坯体装窑时,留出上下层、横竖之间的通火道,烧结曲线是:点火均 匀升温到300℃用6-8小时,300℃均匀升温800℃用9-11小时,800℃均匀升温1200℃用 6-8小时,1200℃均匀升温1600℃用12-14小时,大于1600℃不小于8小时;
(8).清除步骤(7)烧制的坯料块上的火痣及杂物,即得到体积密度达到不小于3.0g/cm3, 强度达到40Mpa以上的耐高温、防水化的白云石熟料。
实施例2:
(1).将重量百分比为CaO<30%、MgO>20%、SiO2<2%、Al2O3<0.2%Fe2O3<0.5% 的生白云石矿石在1100℃轻烧,得到的CaO、MgO产物用重量百分比为44%的水将其充分 消化48-50小时,使其全部形成粉末状;
(2).将步骤(1)中所得到的消化后的白云石粉通过0.5-1.0mm的筛网过筛后,干燥 至残留水小于1wt%,再经磨细为小于0.074mm,即大于200目的白云石轻烧粉待用,取样 分析,其化学成分按重量百分比为:CaO<50%、MgO>35%、SiO2<3%、Al2O3< 0.02%、Fe2O3<0.5%;
(3).取步骤(2)中所得到的轻烧白云石粉80Kg加20Kg轻烧镁粉,其化学成分按重 量百分比为:CaO:34.38%、MgO:42.78%、SiO2:0.41%、Fe2O3:0.18%、Al2O3:0.16%、 按照重量百分比外加含SiO2、Fe2O3、CaF2、CeO2、P2O5和TiO2成分的结合剂,结合剂的重 量分别为:SiO2:10.83Kg、Fe2O3:2.00Kg、CaF2:2.00Kg、CeO2:0.25Kg、P2O5:1.50Kg 和TiO2:2.00Kg,先经混砂机充分干混,使其均匀混合;
(4).将步骤(3)中所得到的混合物再进入混砂机,外加8-12%的水充分搅拌,得到 混炼无湿团,即无干粉的均匀湿粉;
(5).将步骤(4)中所得到的湿粉料称量,按照密度≥2.2g/cm3打坯;
(6).将步骤(5)中所得到的湿坯自然干燥20-24小时,然后再进入35-75℃干燥房干 燥至残留水含量小于1%;
(7).将步骤(6)中所得的干坯料进行烧制,烧结窑的内衬和底部用镁砖料、镁铬砖 或同质材料砌筑;坯体装窑时,留出上下层、横竖之间的通火道,烧结曲线是:点火均匀升 温到300℃用6-8小时,300℃均匀升温800℃用9-11小时,800℃均匀升温1200℃用6-8 小时,1200℃均匀升温1600℃用12-14小时,大于1600℃恒温8小时;
(8).清除步骤(7)烧制的坯料块上的火痣及杂物,即得到体积密度达到3.0g/cm3,强 度达到40Mpa以上耐高温、防水化的白云石熟料。
实施例3:
(1).将重量百分比为CaO<30%、MgO>20%、SiO2<2%、Al2O3<0.2%Fe2O3<0.5% 的生白云石矿石在1050-1100℃轻烧,得到的CaO、MgO产物用重量百分比为43-45%的水 将其充分消化48-50小时,使其全部形成粉末状;
(2).将步骤(1)中所得到的消化后的白云石粉通过0.5-1.0mm的筛网过筛后,干燥 至残留水小于1wt%,再经磨细为小于0.074mm,即大于200目的白云石轻烧粉待用,取样 分析,其化学成分按重量百分比为:CaO<50%、MgO>35%、SiO2<3%、Al2O3<0.02%、 Fe2O3<0.5%;
(3).取步骤(2)中所得到的轻烧白云石粉100Kg,其化学成分按重量百分比为: CaO:43.72%、MgO:31.19%、SiO2:0.10%、Fe2O3:0.10%、Al2O3:0.07%、按照重量百 分比外加含SiO2、Fe2O3、CaF2、CeO2、P2O5和TiO2成分的结合剂,结合剂的重量分别为: SiO2:13.20Kg、Fe2O3:2.0.Kg、CaF2:2.0Kg、CeO2:0.30Kg、P2O5:1.50Kg和TiO2:2.50Kg, 先经混砂机充分干混,使其均匀混合;
(4).将步骤(3)中所得到的混合物再进入混砂机,外加8-12%的水充分搅拌,得到 混炼无湿团,即无干粉的均匀湿粉;
(5).将步骤(4)中所得到的湿粉料称量,按照密度≥2.2g/cm3打坯;
(6).将步骤(5)中所得到的湿坯自然干燥20-24小时,然后再进入35-75℃干燥房干 燥至残留水含量小于1%;
(7).将步骤(6)中所得的干坯料进行烧制,烧结窑的内衬和底部,用镁砖料镁铬砖 或同质材料砌筑;坯体装窑时,留出上下层、横竖之间的通火道,烧结曲线是:点火均匀升 温到300℃用6-8小时,300℃均匀升温800℃用9-11小时,800℃均匀升温1200℃用6-8 小时,1200℃均匀升温1600℃用12-14小时,大于1600℃恒温不小于8小时;
(8).清除步骤(7)烧制的坯料块上的火痣及杂物,即得到体积密度不小于3.0g/cm3, 强度达到40Mpa以上的耐高温、防水化的白云石熟料。
本发明一种制备耐高温、防水化的白云石熟料的方法,在烧制时,可以在竖窑、回转窑、 隧道窑及园窑中进行,采用重油、燃气或冶金焦炭做燃料可以降低环境污染。