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氧化鈣顆粒抗水化性能的改善

2018年09月20日 14:36 耐火材料網 yll/文

中國耐火材料網

    氧化鈣是目前已知耐火氧化物中,高溫性能最為穩定的化合物,而氧化鈣材料是超純凈化冶煉用最佳的耐火材料,含氧化鈣的堿性耐火材料對鋼水中S、P以及氧化物夾雜有明顯去除作用,從而提高鋼水的潔凈度。

    然而,作為制備氧化鈣制品主要原料的氧化鈣顆粒具有易水化的缺點,這個缺點阻礙了氧化鈣基耐火材料在工業中生產和應用。長期以來,科技工作者利用添加外加劑、表面處理、二步煅燒等方法來制備氧化鈣原料,以試圖降低氧化鈣材料的水化速率,并將氧化鈣砂應用到氧化鈣基耐火材料的制備中,然而,根據以上研究制備的氧化鈣砂的抗水化性能依然較差,其主要原因是傳統的氧化鈣砂生產工藝都將最后所得氧化鈣坯料破碎并篩分成一定粒度后使用,而破碎使得氧化鈣顆粒暴露出新的表面,導致其水化速率加快。

    為提升氧化鈣顆粒抗水化性能,武漢科技大學高溫結構陶瓷研究所魏耀武教授團隊經過深入研究,開發了一種顆粒氧化鈣的制備技術,即:采用造粒設備對氫氧化鈣進行造粒,通過控制轉速得到不同粒度的氫氧化鈣顆粒。由于氧化鈣顆粒的表面在燒結過程中生成燒結表皮,導致顆粒殼層比較致密,進而提高了氧化鈣顆粒的抗水化性能。更為重要的是,制備的氧化鈣顆粒顆粒無需破碎,可以直接作為耐火骨料使用,避免了傳統工藝制備氧化鈣砂需要再破碎的缺點。

    采用該技術制備氧化鈣顆粒粒度可調,使用方便,無需對高溫處理后得到的氧化鈣顆粒進行再次破碎,抗水化性能好,便于存儲和生產。而制備出的氧化鈣顆粒具有使用溫度高、高溫性能穩定和抗水化性能好的特點,是制備超純凈化冶煉用氧化鈣基耐火材料和陶瓷等高級制品的新型原料,尤其可用于高溫、真空和還原條件下的冶金過程。

    目前,該研究成果已獲得國家授權發明專利2項:一種致密顆粒氧化鈣材料及其制備方法, ZL201610535065.5、一種質輕顆粒氧化鈣材料及其制備方法, ZL201610535082.9。研究論文在Journal of the AmericanCeramic Society上發表:Improvement in hydration resistance of CaO granules by addition of Zr(OH)4 and Al(OH)3. J Am Ceram Soc. 2018.、Preparation of CaO granules using the granulation method, Adv Appl Ceram. 2017.。

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