本发明属于镁钙砖技术领域。具体涉及一种烧成镁钙砖及其制备方法。
背景技术：
镁钙砖是指以MgO和CaO为主要化学成分、以方镁石和方钙石为主要物相的耐火材料制品。由于镁钙砖中的MgO和CaO均为高熔点碱性氧化物，因此，镁钙砖耐火材料的耐火度高、抗碱性熔渣侵蚀性能强，但镁钙砖难烧结，尤其抗水化性能较差（张芸．添加剂对烧成镁钙砖烧结性能的影响．冶金能源，2002，21(6)：pp37~38）。
为了改善镁钙砖的烧结并提高抗水化性能，可选用高纯镁钙砂等为原料，通过树脂或石蜡的包覆结合作用，降低杂质物相的含量，如“一种高钙镁钙砖及其制备方法”（CN201110194326.9）、“一种高致密度超高纯镁钙砖及制备方法”（CN201210583451.3）和“一种不烧镁钙砖及其制备方法”（CN201010262090.3），但高纯镁钙砂等原料成本较高，且选用树脂或石蜡等包覆剂制备镁钙砖的工艺过程较为复杂。
通过表面包覆（蒯超，等．浸蜡工艺对高钙镁钙质耐火材料抗水化性的影响．耐火材料，2013，47(3)：200~203），隔绝外界环境的水分与镁钙砖接触，但表面包覆的稳定性较差。
通过液相的形成促进烧结致密化（杨为振，等．“Al2O3加入量对烧成镁钙砖性能的影响”．鞍山科技大学学报，2003，26(6)：pp425~428），但液相的形成大大降低了镁钙砖的高温使用性能。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单和成本低廉的烧成镁钙砖的制备方法，用该方法制备的烧成镁钙砖的烧结性能好和抗水化性能优良。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以60~65wt%的电熔白云石砂颗粒为骨料，以10~15wt%的电熔白云石砂细粉、10~15wt%的电熔镁砂细粉、5~8wt%的Cr7C3微粉、3~6wt%的轻烧白云石熟料细粉和1~4wt%的氧化亚钴微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀；然后外加占所述基质料与所述骨料之和5~6wt%的液体石蜡，混合均匀，机压成型；最后置于马弗炉中，以3~5℃/min的升温速率升温至1600~1650℃，保温3~5小时，随炉冷却，制得烧成镁钙砖。
所述电熔白云石砂颗粒的主要化学成分是：MgO含量为45~50wt%，CaO含量为40~45wt%，SiO2含量≤0.2wt%；电熔白云石砂颗粒的粒度为0.1~8mm。
所述电熔白云石砂细粉的主要化学成分是：MgO含量为45~50wt%，CaO含量为40~45wt%，SiO2含量≤0.2wt%；电熔白云石砂细粉的粒度为0.064~0.088mm。
所述电熔镁砂细粉的主要化学成分是：MgO含量≥98wt%，SiO2含量≤0.2wt%；电熔镁砂细粉的粒度为0.064~0.088mm。
所述Cr7C3微粉的Cr7C3含量≥99wt%；Cr7C3微粉的粒度为0.064~0.088mm。
所述轻烧白云石熟料细粉的主要化学成分是：MgO含量为60~65wt%，CaO含量为25~30wt%，SiO2含量≤0.2wt%；轻烧白云石熟料细粉的粒度为0.064~0.088mm。
所述氧化亚钴微粉的CoO含量≥99wt%；氧化亚钴微粉的粒度为0.064~0.088mm。
所述液体石蜡为化学纯。
所述机压成型的压力为180~200MPa。
由于采取上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本发明工艺简单，无需特殊的制备设备和处理技术，节省劳动力资源，制备成本低。
2、本发明通过烧成过程中的连续固溶反应提升Mg2+与Ca2+的扩散速度，进而改善烧成镁钙砖的烧结性能，增强烧成镁钙砖的致密度，降低烧成镁钙砖的孔隙率，提高烧成镁钙砖的抗水化性能。
本发明所制备的烧成镁钙砖经检测：体积密度为3.11~3.16g/cm3；显气孔率为4~7%；水化增重率为1.0~1.5%。
因此，本发明具有工艺简单和成本低廉的特点；所制备的烧成镁钙砖的烧结性能好和抗水化性能优良。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的骨料、基质料和机压成型统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述电熔白云石砂颗粒的主要化学成分是：MgO含量为45~50wt%，CaO含量为40~45wt%，SiO2含量≤0.2wt%；电熔白云石砂颗粒的粒度为0.1~8mm；
所述电熔白云石砂细粉的主要化学成分是：MgO含量为45~50wt%，CaO含量为40~45wt%，SiO2含量≤0.2wt%；电熔白云石砂细粉的粒度为0.064~0.088mm；
所述电熔镁砂细粉的主要化学成分是：MgO含量≥98wt%，SiO2含量≤0.2wt%；电熔镁砂细粉的粒度为0.064~0.088mm；
所述Cr7C3微粉的Cr7C3含量≥99wt%；Cr7C3微粉的粒度为0.064~0.088mm。
所述轻烧白云石熟料细粉的主要化学成分是：MgO含量为60~65wt%，CaO含量为25~30wt%，SiO2含量≤0.2wt%；轻烧白云石熟料细粉的粒度为0.064~0.088mm；
所述氧化亚钴微粉的CoO含量≥99wt%；氧化亚钴微粉的粒度为0.064~0.088mm；
所述液体石蜡为化学纯；
所述机压成型的压力为180~200MPa。
实施例1
一种烧成镁钙砖及其制备方法。以60~62wt%的电熔白云石砂颗粒为骨料，以10~12wt%的电熔白云石砂细粉、10~12wt%的电熔镁砂细粉、6~8wt%的Cr7C3微粉、4~6wt%的轻烧白云石熟料细粉和2~4wt%的氧化亚钴微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀；然后外加占所述基质料与所述骨料之和5~6wt%的液体石蜡，混合均匀，机压成型；最后置于马弗炉中，以3~5℃/min的升温速率升温至1600~1650℃，保温3~5小时，随炉冷却，制得烧成镁钙砖。
本实施例所制备的烧成镁钙砖经检测：体积密度为3.11~3.13g/cm3；显气孔率为4~6%；水化增重率为1.0~1.2%。
实施例2
一种烧成镁钙砖及其制备方法。以61~63wt%的电熔白云石砂颗粒为骨料，以11~13wt%的电熔白云石砂细粉、11~13wt%的电熔镁砂细粉、6~8wt%的Cr7C3微粉、4~6wt%的轻烧白云石熟料细粉和2~4wt%的氧化亚钴微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀；然后外加占所述基质料与所述骨料之和5~6wt%的液体石蜡，混合均匀，机压成型；最后置于马弗炉中，以3~5℃/min的升温速率升温至1600~1650℃，保温3~5小时，随炉冷却，制得烧成镁钙砖。
本实施例所制备的烧成镁钙砖经检测：体积密度为3.12~3.14g/cm3；显气孔率为4~6%；水化增重率为1.1~1.3%。
实施例3
一种烧成镁钙砖及其制备方法。以62~64wt%的电熔白云石砂颗粒为骨料，以12~14wt%的电熔白云石砂细粉、12~14wt%的电熔镁砂细粉、5~7wt%的Cr7C3微粉、3~5wt%的轻烧白云石熟料细粉和1~3wt%的氧化亚钴微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀；然后外加占所述基质料与所述骨料之和5~6wt%的液体石蜡，混合均匀，机压成型；最后置于马弗炉中，以3~5℃/min的升温速率升温至1600~1650℃，保温3~5小时，随炉冷却，制得烧成镁钙砖。
本实施例所制备的烧成镁钙砖经检测：体积密度为3.13~3.15g/cm3；显气孔率为5~7%；水化增重率为1.2~1.4%。
实施例4
一种烧成镁钙砖及其制备方法。以63~65wt%的电熔白云石砂颗粒为骨料，以13~15wt%的电熔白云石砂细粉、13~15wt%的电熔镁砂细粉、5~7wt%的Cr7C3微粉、3~5wt%的轻烧白云石熟料细粉和1~3wt%的氧化亚钴微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀；然后外加占所述基质料与所述骨料之和5~6wt%的液体石蜡，混合均匀，机压成型；最后置于马弗炉中，以3~5℃/min的升温速率升温至1600~1650℃，保温3~5小时，随炉冷却，制得烧成镁钙砖。
本实施例所制备的烧成镁钙砖经检测：体积密度为3.14~3.16g/cm3；显气孔率为5~7%；水化增重率为1.3~1.5%。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本具体实施方式工艺简单，无需特殊的制备设备和处理技术，节省劳动力资源，制备成本低。
2、本具体实施方式通过烧成过程中的连续固溶反应提升Mg2+与Ca2+的扩散速度，进而改善烧成镁钙砖的烧结性能，增强烧成镁钙砖的致密度，降低烧成镁钙砖的孔隙率，提高烧成镁钙砖的抗水化性能。
本具体实施方式所制备的烧成镁钙砖经检测：体积密度为3.11~3.16g/cm3；显气孔率为4~7%；水化增重率为1.0~1.5%。
因此，本具体实施方式具有工艺简单和成本低廉的特点；所制备的烧成镁钙砖的烧结性能好和抗水化性能优良。