一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂及其制備方法，能夠有效提高真空冶煉爐用鎂質(zhì)耐火材料的使用壽命。該復(fù)合鎂砂的化學(xué)組分及重量百分比含量為：輕燒鎂砂95-97％，穩(wěn)定劑3-5％。該復(fù)合鎂砂的制備方法包括：按復(fù)合鎂砂要求的化學(xué)組分配料；將物料加入到預(yù)混機(jī)內(nèi)混合；將混合料用高壓壓球機(jī)干壓制成球體；將球體送入窯中進(jìn)行煅燒，或者將球體加入到電弧爐內(nèi)電熔。本發(fā)明的復(fù)合鎂砂與普通高純鎂砂和電熔鎂砂相比，具有較好的抗高溫真空揮發(fā)性能和抗分解性能；由于引入氧化鋯或氧化釔引起方鎂石晶體發(fā)生畸變，促進(jìn)鎂砂燒結(jié)，提高了鎂砂高溫穩(wěn)定性，有效降低了鎂砂在真空條件下的揮發(fā)，使鎂質(zhì)材料抵抗高溫熔渣侵蝕的優(yōu)異性能得以發(fā)揮。
【專利說明】一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火材料原材料加工領(lǐng)域，尤其是一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，各領(lǐng)域?qū)Ω鞣N材料的性能要求不斷提高，功能材料的應(yīng)用也日益廣泛。應(yīng)用最多的還要數(shù)金屬材料，對金屬材料的各種性能提出了越來越苛刻的要求，普通的冶金產(chǎn)品就很難達(dá)到要求，所以特種冶金越來越被重視。特種冶金不僅在鋼鐵冶金，而且在有色金屬加工、機(jī)械加工、航空航天和電子材料等工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用，尤其是在特種鋼和合金材料的生產(chǎn)中，現(xiàn)在很多牌號的產(chǎn)品都由效率高、冶金質(zhì)量好、競爭能力強的特種冶煉方法來承擔(dān)。
[0003]在眾多特種冶煉方法中，真空冶金占據(jù)著半壁江山。所謂真空冶金是指在隔絕空氣條件下(小于大氣壓)精煉和澆注金屬，提高產(chǎn)品純潔度的一種冶金方法。真空冶金中，作為金屬材料制備工藝主體是:真空熔煉(真空感應(yīng)熔煉VIM、真空電弧重熔VAR、真空電子束熔煉VEBM、電子束重熔)、真空二次精煉(鋼包真空處理Gazad、循環(huán)真空脫氣RH-0B、真空電弧精煉VAD、真空脫碳精煉V0D、真空氬氧精煉A0D-VCR)、冷坩堝熔煉(Cold WallCrucible Melting)及真空電弧雙電極重熔(VADER)等。發(fā)展真空冶煉技術(shù)的目的是為了熔化和精煉原來在大氣中難以冶煉的金屬。用真空冶煉可獲得氣體及非金屬夾雜物非常少的純凈鋼，能顯著地改善其加工性能，也能熔煉在成分上不容易控制的合金鋼。特別是在發(fā)展耐熱鋼及超級合金方面， 真空冶煉的貢獻(xiàn)很大。其真空冶煉爐的容量也隨著真空技術(shù)的進(jìn)步逐漸大型化，而產(chǎn)品質(zhì)量也相應(yīng)不斷提高。
[0004]在真空條件下，氧化物的揮發(fā)和分解是導(dǎo)致真空冶煉時鋼水的脫氧程度沒有達(dá)到理論值的主要原因。MgO，Al2O3和S12等氧化物在真空高溫條件下分解，向鋼水中供氧，因此真空冶煉所能達(dá)到的氧含量和耐火材料的供氧速度之間的平衡來決定的。
[0005]目前真空精煉設(shè)備中，爐襯耐火材料主要是鎂質(zhì)耐火材料(主要組成為氧化鎂)，在高溫真空條件下的劇烈揮發(fā)是爐襯耐材損毀和冶金產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求的重要原因。但是，目前真空精煉設(shè)備用爐襯耐材的研究，主要集中在鎂質(zhì)材質(zhì)改性或制備技術(shù)方面，通過提高鎂砂原料自身高溫真空條件下的穩(wěn)定性,從根本上提高鎂質(zhì)耐火材料耐高溫真空性能的研究未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂及其制備方法，能夠有效提高真空冶煉爐用鎂質(zhì)耐火材料的使用壽命。
[0007]—種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂，其化學(xué)組分及重量百分比含量為:
[0008]輕燒鎂砂95-97%
[0009]穩(wěn)定劑3-5%
[0010]所述的輕燒鎂砂，MgO重量百分比含量≥95%，粒度小于0.088mm ；
[0011]所述的穩(wěn)定劑包括氧化鋯、氧化釔其中的一種或兩種的混合，ZrO2或Y2O3的重量百分比含量≥98%，粒度小于0.044mm。
[0012]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0013]a.按一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的化學(xué)組分及重量百分比含量，準(zhǔn)確稱取符合粒度要求的輕燒鎂砂和穩(wěn)定劑；
[0014]b.將以上物料加入到預(yù)混機(jī)內(nèi)混合，輕燒鎂砂和穩(wěn)定劑充分混合均勻；
[0015]c.將混合料用高壓壓球機(jī)在500KN的壓力下,干壓制成Φ25-35ι?πι的球體；
[0016]d.將球體送入高溫豎窯或隧道窯或高溫回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行燒成，燒成溫度為17500C -1800°C，在最高燒成溫度下保溫2-6小時，得到復(fù)合鎂砂成品；或者將球體加入到電弧爐內(nèi)電熔，電熔溫度控制在2800°C -3000°C，電熔后的料坨溫度降到50°C以下后，采用人工破碎、分選得到不同規(guī)格的復(fù)合鎂砂成品。
[0017]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0018]1.與普通高純鎂砂和電熔鎂砂相比，本發(fā)明的復(fù)合鎂砂具有較好的抗高溫真空揮發(fā)性能和抗分解性能；
[0019]2.由于引入氧化鋯或氧化釔引起方鎂石晶體發(fā)生畸變，促進(jìn)鎂砂燒結(jié)，大大提高了鎂砂高溫穩(wěn)定性，有效降低了鎂砂在高溫真空條件下的揮發(fā)，使鎂質(zhì)材料抵抗高溫熔渣侵蝕的優(yōu)異性能得以發(fā)揮；
[0020]3.制備工藝簡單，一股鎂砂生產(chǎn)廠家不需增加設(shè)備即可生產(chǎn)，便于大規(guī)模推廣。

【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例更詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0022]實施例1
[0023]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂，其化學(xué)組分及重量百分比含量為:
[0024]輕燒鎂粉97%
[0025]氧化鋯 3%
[0026]所述的輕燒鎂粉MgO含量≥95%,粒度≤0.088mm ；
[0027]所述的氧化鋯ZrO2含量≥ 98%,粒度≤ 0.044mm。
[0028]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的制備方法，該方法的步驟如下:
[0029]a.按一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的化學(xué)組分及重量百分比含量，準(zhǔn)確稱取符合粒度要求的輕燒鎂砂和氧化鋯；
[0030]b.將以上物料加入到預(yù)混機(jī)內(nèi)混合，輕燒鎂砂和氧化鋯充分混合均勻；
[0031]c.將混合料用高壓壓球機(jī)在500KN的壓力下,干壓制成Φ25-35ι?πι的球體；
[0032]d.將球體送入高溫豎窯或隧道窯或高溫回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行燒成，燒成溫度為17500C -1800°C，在最高燒成溫度下保溫2-6小時，得到復(fù)合鎂砂成品，制得的復(fù)合鎂砂的理化指標(biāo)為=MgO≥94%, ZrO2≥2.8%，體積密度≥3.27g/cm3。
[0033]實施例2
[0034]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂，其化學(xué)組分及重量百分比含量為:
[0035]輕燒鎂粉97%
[0036]氧化釔 3%
[0037]所述的輕燒鎂粉MgO含量≥95%,粒度≤0.088mm ；
[0038]所述的氧化釔Y2O3含量≥98%,粒度≤0.044mm。
[0039]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的制備方法，該方法的步驟如下:
[0040]a.按一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的化學(xué)組分及重量百分比含量，準(zhǔn)確稱取符合粒度要求的輕燒鎂砂和氧化釔；
[0041 ] b.將以上物料加入到預(yù)混機(jī)內(nèi)混合，輕燒鎂砂和氧化釔充分混合均勻；
[0042]c.將混合料用高壓壓球機(jī)在500KN的壓力下,干壓制成Φ25_35πιπι的球體；
[0043]d.將球體加入到電弧爐內(nèi)電熔，電熔溫度控制在2800~3000°C，電熔后的料坨溫度降到50°C以下后，采用人工破碎、分選得到不同規(guī)格的復(fù)合鎂砂，制得的復(fù)合鎂砂的理化指標(biāo)為:MgO≥95%, Y2O3≥2.8%，體積密度≥3.50g/cm3。
[0044]實施例3
[0045]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂，其化學(xué)組分及重量百分比含量為:
[0046]輕燒鎂粉95%
[0047]氧化釔 5%
[0048]所述的輕燒鎂粉MgO含量≥95%,粒度≤0.088mm ；
[0049]其中所述的氧化釔Y2O3含量≥98%，粒度≤0.044mm。
[0050]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的制備方法，該方法的步驟如下:
[0051]a.按一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的化學(xué)組分及重量百分比含量，準(zhǔn)確稱取符合粒度要求的輕燒鎂砂和氧化釔；
[0052]b.將以上物料加入到預(yù)混機(jī)內(nèi)混合，輕燒鎂砂和氧化釔充分混合均勻；
[0053]c.將混合料用高壓壓球機(jī)在500KN的壓力下,干壓制成Φ25_35πιπι的球體；
[0054]d.將球體送入高溫豎窯或隧道窯或高溫回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行燒成，燒成溫度為17500C -1800°C，在最高燒成溫度下保溫2-6小時，得到復(fù)合鎂砂成品，制得的復(fù)合鎂砂的理化指標(biāo)為=MgO≥93%, Y2O3≥4.8%，體積密度≥3.30g/cm3。
[0055]實施例4
[0056]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂，其化學(xué)組分及重量百分比含量為:
[0057]輕燒鎂粉96%
[0058]氧化鋯 2%
[0059]氧化釔 2%
[0060]所述的輕燒鎂粉MgO含量≥95%,粒度≤0.088mm ；
[0061]其中所述的氧化鋯ZrO2含量> 98%，粒度< 0.044mm ；
[0062]其中所述的氧化釔Y2O3含量≥98%，粒度≤0.044mm。
[0063]一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的制備方法，該方法的步驟如下:
[0064]a.按一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的化學(xué)組分及重量百分比含量，準(zhǔn)確稱取符合粒度要求的輕燒鎂砂、氧化鋯和氧化釔；
[0065]b.將以上物料加入到預(yù)混機(jī)內(nèi)混合，輕燒鎂砂、氧化鋯和氧化釔充分混合均勻；
[0066]c.將混合料用高壓壓球機(jī)在500KN的壓力下,干壓制成Φ25_35πιπι的球體；
[0067]d.將球體送入高溫豎窯或隧道窯或高溫回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行燒成，燒成溫度為1750°C -1800°C，在最高燒成溫度下保溫2-6小時，得到復(fù)合鎂砂成品，制得的復(fù)合鎂砂的理化指標(biāo)為:MgO ≥94%, ZrO2 ≥ 1.8%, Y2O3 ≥ 1.8%，體積密度≥ 3.30g/cm3。
[0068]本發(fā)明的復(fù)合鎂砂與高純鎂砂、電熔鎂砂性能對比如下表所示:
[0069]

【權(quán)利要求】
1.一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂，其特征是該復(fù)合鎂砂的化學(xué)組分及重量百分比含量為: 輕燒鎂砂95-97% 穩(wěn)定劑 3-5% 所述的輕燒鎂砂，MgO重量百分比含量≥95%，粒度小于0.088mm ； 所述的穩(wěn)定劑包括氧化鋯、氧化釔其中的一種或兩種的混合，ZrO2或Y2O3的重量百分比含量≥98%，粒度小于0.044mm。
2.一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的制備方法，其特征是該方法包括以下步驟: a.按一種高溫真空條件下穩(wěn)定的復(fù)合鎂砂的化學(xué)組分及重量百分比含量，準(zhǔn)確稱取符合粒度要求的輕燒鎂砂和穩(wěn)定劑； b.將以上物料加入到預(yù)混機(jī)內(nèi)混合，輕燒鎂砂和穩(wěn)定劑充分混合均勻； c.將混合料用高壓壓球機(jī)在500KN的壓力下,干壓制成Φ25-35ι?πι的球體； d.將球體送入高溫豎窯或隧道窯或高溫回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為17500C -1800°C，在最高燒成溫度下保溫2-6小時，得到復(fù)合鎂砂成品；或者將球體加入到電弧爐內(nèi)電熔，電熔溫度控制在2800°C -3000°C，電熔后的料坨溫度降到50°C以下后，采用人工破碎、分選得到不同規(guī)格的復(fù)合鎂砂成品。
【文檔編號】C04B2/00GK104072168SQ201410310321
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】李志堅, 劉劍, 張丹丹, 吳鋒, 王琳, 欒旭 申請人:遼寧科技大學(xué)