专利名称：一种抗水化CaO熟料及其制备方法
技术领域：
本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种石灰质耐火材料及其制备方法。
背景技术：
当前钢铁工业发展的一大趋势是传统长流程工艺不断进步与完善，其要点之一是纯净钢冶炼技术的发展。事实上，钢材质量的竞争性在很大程度上取决于钢材纯净度。由于石灰质耐火材料熔融温度高，分解氧压和蒸汽压低，并能捕捉钢水中的Al2O3等非铁杂质，纯净钢水，具有防止连铸水口闭塞及抗热震性和抗渣性好等优良特点，作为纯净钢冶炼用耐火材料正在引起人们的高度重视。尽管有如此优良的材料特性，并且资源丰富、价格低廉，但因为氧化钙耐火材料的致命弱点—易水化，给其处理、贮藏和制砖带来困难，使其独特的性能不能充分发挥。多年来人们为此作了许多工作，概括起来有1.用耐水化性物质覆盖CaO表面，如有机钛盐在CaO表面沉析一层TiO2膜(特开平10-245284)；机械化学改质法直接固着Al2O3、SiO2微粉(特开平8-183671、特开平8-268769)；2.引入外加剂，生成低熔物，促进烧结，使CaO结晶长大，提高体积密度，减少与水分的接触面积(JP2001253766、JP2000302536)；3.将CaO几乎全部变成耐水化性的矿物，如添加SiO2、TiO2，生成稳定的C3S、钛酸钙(特开平9-25158)。
上述方法虽使石灰质熟料的抗水化能力有所提高，但是由于引入的外加物与熟料反应生成低熔物，降低了材料的高温强度及耐蚀性，或变成稳定的耐水化性的矿物，失去了CaO活性。
发明内容
本发明的任务是提供一种抗水化且具有活性，耐蚀性，高温强度不受影响的石灰质熟料及其制备方法。
为完成上述任务，本发明所采用的技术方案是利用高能球磨机对超细CaCO3进行机械力活化，成型，烧制。
超细CaCO3或是活性碳酸钙、或是轻质碳酸钙、或是纳米碳酸钙、或是几种碳酸钙的组合，亦可引入5～40％熟石灰或活性石灰或石灰乳。超细CaCO3是以CaO为主要成分，含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质，其中CaO为53～55％、SiO2为0.1～1.0％、Al2O3为0.05～1.0％、Fe2O3为0～1.0％，I.L为41～44.5％。
机械力活化是将超细CaCO3在高能球磨机中粉磨，研磨介质为不锈钢球，球料比为5/1～8/1。粉磨后混合料的比表面积为5～20sq.m/g。
将粉磨后的混合料成型，再将素坯经干燥后，在高温窑中烧成，烧成温度为1400～1650℃，保温时间为2～5h。
由于采用上述技术方案，本发明具有抗水化、高活性、耐蚀性及高温强度不受影响等特点。所制成的石灰质熟料适合于钢包内衬、中间包内衬及其过滤器、水口、有色熔炼炉、玻璃窑蓄热室、水泥窑烧成带等。
具体实施例方式
实施例1 以轻质CaCO3为原料，其中CaO为53.5～54.5％、SiO2为0.5～0.8％、Al2O3为0.6～0.9％、Fe2O3为0.05～0.1％，I.L为43～44％。将其在行星式高能球磨机中干法粉磨，研磨介质为不锈钢球，球料比为5/1～8/1，粉磨后混合料的比表面积为10～15sq.m/g，杂质成分TCr为0.005～0.01％、TFe为0.4～0.6％、TFe2O3为0.6～0.8％、TNi为0.01～0.03％。以100～150MPa的压力在液压机上成型，素坯经100～120℃干燥后，在温度为1400～1450℃条件下烧成，保温时间为2～3h。烧成后的石灰质熟料相对密度≥96％，在温度为20～30℃、湿度为90～100％的条件下，15天后的水化增重率为6.56％，而未经高能球磨机粉磨的空白样约为17％。
实施例2 以轻质CaCO3为原料，其中CaO为54～55％、SiO2为0.1～0.15％、Al2O3为0.05～0.07％、I.L为43.5～44.6％，将其在行星式高能球磨机中湿法粉磨，研磨介质为不锈钢球，球料比为5/1～8/1，粉磨后混合料的比表面积为12～20sq.m/g，杂质TFe2O3为0.05～0.1％。100～120℃干燥后，在30000～50000KN的等静压中成型，在温度为1400～1600℃条件下烧成，保温时间为2～3h。烧成后的石灰质熟料相对密度≥98％，在温度为25℃、湿度为90～100％的条件下，8天后的水化增重率为0.53％。
权利要求
1.一种抗水化石灰质熟料的制备方法，其特征在于利用高能球磨机对超细CaCO3进行机械力活化，成型，烧制。
2.根据权利要求1所述的抗水化石灰质熟料的制备方法，其特征在于所述的超细CaCO3或是活性碳酸钙、或是轻质碳酸钙、或是纳米碳酸钙、或是几种碳酸钙的组合，亦可引入5～40％熟石灰或活性石灰或石灰乳。
3.根据权利要求1～2项中任一项所述的抗水化石灰质熟料的制备方法，其特征在于所述的超细CaCO3是以CaO为主要成分，含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质。
4.根据权利要求1～3项中任一项所述的抗水化石灰质熟料的制备方法，其特征在于所述的超细CaCO3是以CaO为53～55％、SiO2为0.1～1.0％、Al2O3为0.05～1.0％、Fe2O3为0～1.0％，I.L为41～44.5％。
5.根据权利要求1～4项中任一项所述的抗水化石灰质熟料的制备方法，其特征在于所述的进行机械力活化是将超细CaCO3在高能球磨机中粉磨，研磨介质为不锈钢球，球料比为5/1～8/1，粉磨后的混合料比表面积为5～20sq.m/g。
6.根据权利要求1～5项中任一项所述的抗水化石灰质熟料的制备方法，其特征在于将粉磨后的混合料成型，素坯经干燥后，在高温窑中烧成，烧成温度为1400～1650℃，保温时间为2～5h。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的抗水化石灰质熟料的制备方法，其特征在于用上述方法制备的材料。
全文摘要
本发明涉及一种石灰质耐火材料及其制备方法。将超细CaCO
文档编号C04B35/66GK1482094SQ0213903
公开日2004年3月17日 申请日期2002年9月12日 优先权日2002年9月12日
发明者顾华志, 汪厚植, 邓承继, 张文杰, 洪彦若, 孙加林, 张智慧 申请人:武汉科技大学