專利名稱：一種防水化的氧化鋯-氧化鈣材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ZrO2-CaO材料的防水化工藝研究，屬合成材料的技術(shù)領(lǐng)域。
ZrO2-CaO材料是制造功能耐火材料的優(yōu)質(zhì)原料，由于CaO本身易吸水而使CaO質(zhì)材料應(yīng)用于生產(chǎn)有一定困難。ZrO2-CaO材料多為人工合成，其合成方法多為電熔法或者熱壓燒結(jié)、或者以大于1650℃以上溫度燒結(jié)。由于生產(chǎn)成本較高、工藝條件復(fù)雜電熔法需要電熔設(shè)備，投資大，能耗高；熱壓法設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)量少；大于1650℃以上溫度燒結(jié)在空氣氣氛中，能耗高、不易達(dá)到。
本發(fā)明目的在于克服以上技術(shù)的不足、提供一種燒結(jié)溫度低，不需保護(hù)氣氛燒成，性能良好的新型防水化的ZrO2-CaO材料及其制備方法。
本發(fā)明提供的防水化的ZrO2-CaO材料組成如下石灰、二氧化鋯、氟化鈣、氧化鈰、三氧化二鐵、二氧化硅、氧化鈣·氧化硅、羧甲基纖維素液。
組份按重量百分比ZrO260-80％；CaO10-38％；CaF21-5％；CeO20-3％；Fe2O30-2％；SiO21-8％；CaO·SiO21-5％；每百克上述原料添加4-6％的羧甲基纖維素液。
上述材料的組份以如下比例為佳(重量百分比)ZrO265-70％；CaO20-40％；CaF22-4％；CeO22％；Fe2O31％；SiO23-5％；CaO·SiO22-3％；每百克上述原料添加5％的羧甲基纖維素液。
本發(fā)明的材料是用以下原料合成
乳化石灰粉、二氧化鋯細(xì)粉、氟化鈣粉、氧化鈰粉、三氧化二鐵粉、二氧化硅粉、氧化鈣·氧化硅固態(tài)，羧甲基纖維素液，所有原料均采用工業(yè)純。
本發(fā)明制備方法包括如下步驟(一)、將活性石灰(CaO≥92％)加適量水乳化，濾去其夾雜，置于110℃的恒溫干燥器中將乳化石灰的水分緩慢蒸出至衡重為止。
(二)、將烘干的乳化石灰磨細(xì)至320目以下，ZrO2，CaO·SiO2，CeO2，CaF2，F(xiàn)e2O3，SiO2，材料其細(xì)度也應(yīng)在320目以下。
(三)、ZrO2細(xì)粉、乳化石灰粉、CaF2粉、CeO2粉、Fe2O3粉、SiO2粉、CaO·SiO2固態(tài)按比例稱好，放入球磨機(jī)共磨混勻，備料。
(四)、將上述粉料在攪拌機(jī)中按每百克加入5％的羧甲基纖維素液，常溫常壓下混料均勻。
(五)、在100MPa壓力下，可以壓成圓形或其它形狀的坯，厚約10～40mm，烘干。
(六)、將烘桿的坯體，置于燒結(jié)爐內(nèi)，以1500～1600℃的溫度，中性或氧化氣氛燒成，并在爐溫降至1100～1400℃范圍內(nèi)急冷(水冷)，可制得晶粒細(xì)小而致密的顯微組織，常溫放置不水化的ZrO2-CaO材料。
本發(fā)明所用設(shè)備烘箱、球磨機(jī)、攪拌機(jī)、壓機(jī)、燒結(jié)爐。
本發(fā)明是以石灰和二氧化鋯為主要原料，加入既能促進(jìn)材料合成、又不降低其使用性能的添加劑，燒結(jié)溫度低于現(xiàn)有燒結(jié)溫度，不需保護(hù)氣氛、工藝簡(jiǎn)單、適合工業(yè)化生產(chǎn)；能耗明顯低于其他方法，設(shè)備投資少、可與其它破粉碎設(shè)備通用，生產(chǎn)過程沒有人身及環(huán)境危害問題。作為一種在冶金行業(yè)一種有發(fā)展前景的合成材料，它的需求量越來越大，本發(fā)明解決了工業(yè)生產(chǎn)ZrO2-CaO材料的防水化，用它作主要原料制作的冶金連鑄用浸入式水口，可消去鋼中Al2O3夾雜的堵塞現(xiàn)象，提高水口壽命和鑄坯質(zhì)量，為生產(chǎn)廠及使用廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)施例1本發(fā)明提供的防水化的ZrO2-CaO材料組份如下(重量百分比)乳化石灰粉25％，二氧化鋯細(xì)粉67％，氟化鈣粉2％，氧化鈰粉0.5％，三氧化二鐵粉0.5％，二氧化硅粉2.5％，氧化鈣·氧化硅固態(tài)2.5％，每百克上述原料添加5％的羧甲基纖維素液，所有原料均采用工業(yè)純。
所得防水化的ZrO2-CaO材料其體積密度為4.52g/cm3；顯氣孔率10％；主晶相為CaZrO3。
實(shí)施例2本發(fā)明提供的防水化的ZrO2-CaO材料組份如下(重量百分比)乳化石灰粉30％，二氧化鋯細(xì)粉62％，氟化鈣粉2％，氧化鈰粉1％，三氧化二鐵粉1％，二氧化硅粉2％，氧化鈣·氧化硅固態(tài)2.5％，每百克上述原料添加4.5％的羧甲基纖維素液，所有原料均采用工業(yè)純。
所得防水化的ZrO2-CaO材料其體積密度為4.18g/cm3；顯氣孔率8％；主晶相為CaZrO3。
實(shí)施例3本發(fā)明提供的防水化的ZrO2-CaO材料組份如下(重量百分比)乳化石灰粉35％，二氧化鋯細(xì)粉57.5％，氟化鈣粉2％，氧化鈰粉1％，三氧化二鐵粉0.5％，二氧化硅粉2％，氧化鈣·氧化硅固態(tài)2.0％，每百克上述原料添加5.5％的羧甲基纖維素，所有原料均采用工業(yè)純。
所得防水化的ZrO2-CaO材料其體積密度為4.71g/cm3；顯氣孔率6％；主晶相為CaZrO3。
實(shí)施例4①將將活性石灰(CaO≥92％)加適量水乳化，濾去其夾雜，置于110℃的恒溫干燥器中將乳化石灰的水分緩慢蒸出至衡重為止。
②將烘干的乳化石灰磨細(xì)至320目以下，ZrO2，CaO·SiO2，CeO2，CaF2，F(xiàn)e2O3，SiO2，材料其細(xì)度也應(yīng)在320目以下。
③將67％ZrO2細(xì)粉、乳化石灰粉25％、2％CaF2粉、25％CeO2粉、0.5％Fe2O3粉、2.5％SiO2粉、2.5％CaO·SiO2固態(tài)，放入球磨機(jī)共磨混勻，備料。
④將上述粉料在攪拌機(jī)中按每百克加入5％的羧甲基纖維素液，常溫常壓下混料均勻。
⑤在100MPa壓力下，可以壓成圓形或其它形狀的坯，厚約10～40mm，烘干。
⑥將烘桿的坯體，置于燒結(jié)爐內(nèi)，以1500～1600℃的溫度，中性或氧化氣氛燒成，并在爐溫降至1100～1400℃范圍內(nèi)急冷(水冷)，可制得晶粒細(xì)小而致密的顯微組織，常溫放置不水化的ZrO2-CaO材料。
權(quán)利要求
1.一種防水化的氧化鋯-氧化鈣材料，其特征在于，其組成為石灰、二氧化鋯、氟化鈣、氧化鈰、三氧化二鐵、二氧化硅、羧甲基纖維素液，其組份按重量百分比ZrO260-80％；CaO10-38％CaF21-5％CeO20-3％Fe2O30-2％；SiO31-8％；CaO·SiO21-5％；每百克上述原料添加4-6％的羧甲基纖維素液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水化的氧化鋯-氧化鈣材料，其特征在于，其組份為(重量百分比)ZrO265-70％CaO20-40％CaF22-4％；CeO22％；Fe2O31％；SiO23-5％CaO·SiO22-3％每百克上述原料添加5％的羧甲基纖維素液。
3.一種由權(quán)利要求1所述的氧化鋯-氧化鈣材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(一)、將活性石灰(CaO≥92％)加適量水乳化，濾去其夾雜，置于110℃的恒溫干燥器中將乳化石灰的水分緩慢蒸出至衡重為止。(二)、將烘干的乳化石灰磨細(xì)至320目以下，ZrO2，CaO·SiO2，CeO2，CaF2，F(xiàn)e2O3，SiO2，材料其細(xì)度也應(yīng)在320目以下。(三)、ZrO2細(xì)粉、乳化石灰粉、CaF2粉、CeO2粉、Fe2O3粉、SiO2粉、CaO·SiO2按比例稱好，放入球磨機(jī)共磨混勻，備料。(四)、將上述粉料在攪拌機(jī)中按每百克加入5％的羧甲基纖維素液，常溫常壓下混料均勻。(五)、在100MPa壓力下，可以壓成圓形或其它形狀的坯，厚約10～40mm，烘干。(六)、將烘桿的坯體，置于燒結(jié)爐內(nèi)，以1500～1600℃的溫度，中性或氧化氣氛燒成，并在爐溫降至1100～1400℃范圍內(nèi)急冷(水冷)，可制得晶粒細(xì)小而致密的顯微組織，常溫放置不水化的氧化鋯-氧化鈣材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及ZrO
文檔編號(hào)C04B35/48GK1156710SQ9611611
公開日1997年8月13日 申請(qǐng)日期1996年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月10日
發(fā)明者孫傳水, 王建華, 梁開明, 伊進(jìn)鳴, 孫嶺, 張興東 申請(qǐng)人:濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司鋼鐵研究所