[发明专利]硼泥耐火材料的制作方法

说明书

本发明涉及到新材料，属于耐火材料领域。

工业生产中的一些排放物。如生产硼砂的废渣-硼泥（主要成份是Mg（OH）₂，SiO₂和少量Na₂CO₃）、炼钢中的废渣-还原渣（主要成份是2CaO·SiO₂，简写为γ-C₂S）等均未得到有效的利用。这些材料中含有多量的耐火物质，是制作耐火材料的重要原料，但是，这种材料目前并没有得到充分利用。

现有技术中，生产的耐火材料-镁橄榄石材料，是与本发明最接近的一种，但是，它的原料来源是采用橄榄岩、蛇纹岩、纯橄榄岩和滑石。其制作方法一般是采用原料预烧、成型和烧成。其具体工艺是：先将纯橄榄岩在1450～1500℃（蛇纹岩则在1350～1370℃）于氧化气氛下预烧后粉碎，加入镁砂，采用纸浆废液或木糖浆或糖浆或卤水作结合剂，在压力大于85MPa下成型，再于1550～1600℃烧成。

这种耐火材料的制作方法，不仅原料价格昂贵，而且成型困难，易产生层裂，特别是异型制品成型更难，制品的烧成范围也较窄，原料在预烧中易炸裂，制品膨松强度低，目前国内还尚未进行专门生产。

本发明的目的就是开发新资源利用这些废渣的有效成分，制造新的耐火材料，以克服现有耐火材料生产上的不足，同时降低成本，净化环境。

本发明的构思是，利用硼泥中MgO和SiO₂有效成份，开发合成镁橄榄石新资源以及利用γ-C₂S的高熔点（2130℃）并与MgO共熔点近1800℃，而且γ-C₂S不易水化，CaO具有好的脱硫、脱磷、脱氮等的精炼效果，再利用石墨的耐钢水浸润，ZrO₂具有增韧作用，硼泥残留的B₂O₃可作为γ-C₂S的稳定剂的特点，制作新的耐火材料-硼泥耐火材料及其制作方法。

本发明所设计的一种利用硼泥为基本原料而制作的硼泥耐火材料，其特征在于，它还配加有：还原渣、还原渣和石墨、电熔镁砂、电熔镁砂和锆英石、电熔镁砂与锆英石和墨。

因此，硼泥耐火材料，具体可有以下几种：①利用硼泥再加入配料还原渣，可得到镁贝利特耐火材料;②利用硼泥再加入配料还原渣和石墨，可得到镁贝利特碳耐火材料;③利用硼泥再加入配料电熔镁砂，可得到镁橄榄石耐火材料;④利用硼泥再加入配料电熔镁砂和锆英石，可得到镁锆耐火材料;⑤利用硼泥再加入配料电熔镁砂与锆英石和石墨，可得到镁锆碳耐火材料。

实现本发明制作硼泥耐火材料时，其成份配方特征是：

硼泥与电熔镁砂配料时，其比例（重量百分比，下皆同）应根据硼泥中MgO的含量，按MgO与SiO₂摩尔比为2来确定，同时要考虑MgO应过量加入，目的是为了综合硼泥中有害成份，如：Al₂O₃、CaO含量应淡化到2%以下。

硼泥与电熔镁砂和锆英石配料时，硼泥量为100%，外加电熔镁砂和锆英石（主要成份是ZrO₂和SiO₂），其比例应根据硼泥中MgO含量，按MgO∶SiO₂∶ZrO₂摩尔比为4∶2∶1来确定。

硼泥与还原渣配料时，其比例按硼泥为100%，外加还原渣10-40%。具体可视硼泥中MgO的含量而定，MgO含量大时，则取下限，MgO含量小时，则取上限，一般取20%。

如果上述三种配料成份中，要制成含碳的耐火材料时，应各自外加配料总重量10～25%的石墨，一般可取16%。

制作此工艺步骤，首先将所需的工业废渣-硼泥，在950℃～1300℃范围内烧结，按要求的比例配料后粉碎，其粒度要小于5mm（如果本身粒度已小于5mm，则可不需粉碎），再在100MPa～200MPa下压力成型，经80～120℃干燥处理后，再在1540～1600℃烧结并保温1～6小时。即可烧成，此时也可作为成品出厂，如：镁贝利特耐火材料、镁橄榄石耐火材料、镁锆耐火材料等。