[发明专利]一种制备抗水化CaO砂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料制备方法，特别是涉及一种制备抗水化CaO砂的方法。

背景技术

CaO是一种优异的耐火材料，是最稳定的氧化物之一，与各种熔融金属几乎不发生反应。与其它耐火材料相比，CaO具有以下显著的优点：

1．耐火性能好

氧化钙具有较高的熔点和沸点，其熔点是2570℃，沸点为2850℃。在高温

下，氧化钙饱和蒸汽压较其它碱性氧化物低，是较好的耐火材料。

2．热力学性能稳定

CaO是最稳定的氧化物之一，与各种熔融金属几乎不发生反应，根据对一些氧化物性能的研究，在1500℃时，一些氧化物生成自由能(负值)的绝对值大小顺序为：CaO>HfO₂>ZrO₂>A1₂O₃>MgO>TiO₂>SiO₂>Cr₂O₃。与其他材料相比，CaO在金属及合金的熔炼温度下被活性合金元素还原的量要少得多。

3．优异的除杂性能

氧化钙质耐火材料具有良好的净化钢液的作用，主要原因是CaO易与钢液中的S，P等杂质发生反应，而且，反应后生成的物质将从耐火材料上脱落下来并且上浮至保护渣层中，在后期的操作中得以除掉，这样就大大净化了钢液，同时它还可以降低O和某些非金属夹杂的作用。

4．良好的抗渣性

CaO材料在钢铁的冶炼中具有良好的抗渣性，在钢铁冶炼中，钢液中的炉渣会与CaO反应生成C₂S和C₃S等，使得熔渣粘度大大提高，润湿角增大，限制了炉渣对耐火材料内部的进一步深入，防止更严重的侵蚀的产生。同时，CaO耐火材料在使用过程中。由于CaO的再结晶，在耐火材料表面会生成一层非常致密的表层，进一步阻止炉渣的侵入。

5．抗热震性

在高温条件下，CaO具有较好的蠕变性，因此材料具有一定的塑性，当温度变化较大时会产生一定的热应力，而CaO的蠕变性恰好可以起到缓冲的作用，使材料具有一定的稳定性，不因温度的巨变而变形损坏。

6．资源丰富、制备方法简单

氧化钙来源广泛，如石灰石、方解石、大理石等都是氧化钙的原材料。地球上，这些矿源储藏量大，分布范围广，资源丰富，价格低廉。煅烧这些原料便可得到氧化钙，且处理过程简单。

因此，CaO耐火材料广泛应用于高温环境领域，如钢铁的冶炼、高温合金的精炼等行业中。但CaO有着致命的缺点：易水化。

CaO属于NaCl型结构，钙离子位于氧离子的八面体空隙中，其晶格常数较大，为0.48nm，而密度仅为3.32g/cm^-3相对较小，因此其晶格结构较为疏松，极具不稳定性，易与水发生反应。即使在常温下，也会与水发生反应，且生成的Ca(OH)₂会产生膨胀效果，使制品产生裂纹和崩裂，这就是氧化钙材料使用受到限制的主要原因。为此，各国做了大量的研究，并取得了一定的进展，某些技术已经应用的于工业生产，但还没有从根本上解决其抗水化的问题。随着人们对CaO水化性能的研究，提出了各种提高CaO抗水化性能的方法，许多技术已经投入工业生产应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备抗水化CaO砂的方法，本方法向CaO中加入锆英粉混合均匀后，压球或压块，然后高温煅烧，在1250℃以上进行冷淬处理，制备出抗水化性能优异的CaO砂，将加入锆英粉的氧化钙块体或球体高温煅烧后，在1250-1900℃的温度范围内进行空冷，提高CaO的抗水化性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种制备抗水化CaO砂的方法，所述方法包括如下过程：向CaO中加入锆英粉，即向CaO中加入质量分数为5.0-50.0%的锆英粉混合均匀后，压制成型，然后高温煅烧，将混合均匀的氧化钙与锆英粉压球或压块处理，进行高温煅烧，煅烧温度为1260-1900℃；在1250℃以上进行冷淬处理，制备出CaO砂；锆英粉的粒度为200-2000目，氧化钙的粒度为200-2000目。

所述的一种制备抗水化CaO砂的方法，所述加入锆英粉的氧化钙块体或球体高温煅烧后，在1250-1900℃的温度范围内进行淬冷。

本发明的优点与效果是：