一種CaO防水化的處理方法
【專利摘要】一種CaO防水化的處理方法，涉及一種耐火材料的處理方法，CaO中加入氧化物，將添加氧化物的CaO電熔處理或高溫煅燒處理，在其冷卻到室溫的過程中進行熱處理，使CaO的表面包覆一層氧化物層，或形成CaO-MgO固溶體，從而制備出抗水化性能優良的CaO制品；添加MgO的CaO，采用電熔處理，電熔后含氧化鎂CaO在冷卻的過程中隨爐冷卻，使固溶在CaO中的MgO充分析出，包覆在電熔CaO的表面；電熔后的含氧化鎂CaO在冷卻到室溫的過程中，采用急冷處理，使含氧化鎂CaO的形成CaO-MgO固溶體。從而達到防水化的目的，本方法工藝簡單，操作方便，可降低CaO磚及CaO砂的生產成本。
【專利說明】一種CaO防水化的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐火材料的處理方法，特別是涉及一種CaO防水化的處理方法。
【背景技術】
[0002]CaO材料是一種優異的耐火材料，是最穩定的氧化物之一，與各種熔融金屬幾乎不發生反應。同時，隨著人們對CaO水化性能的研究，提出了各種提高CaO抗水化性能的方法，許多技術已經投入工業生產應用。因此，CaO耐火材料廣泛應用于高溫環境領域，如鋼鐵的冶煉，合金的精煉以及鑄造行業中。與其他材料相比，CaO材料具有以下優點:
1.耐火性能好
氧化鈣具有較高的熔點和沸點，其熔點是2570°C，沸點為2850°C。在高溫下，氧化鈣飽和蒸汽壓較其它堿性氧化物低，是較好的耐火材料。
[0003]2.熱力學性能穩定
CaO是最穩定的氧化物之一，與各種熔融金屬幾乎不發生反應，根據對一些氧化物性能的研究，在1500°C時，一些氧化物生成自由能(負值)的絕對值大小順序為:Ca0_>Hf02>Zr02>Al203>Mg0>Ti02>Si02> Cr203。與其他材料相比，CaO在金屬及合金的熔煉溫度下被活性合金元素還原的量要少得多。
[0004]3.優異的除雜性能
氧化鈣質耐火材料具有良好的凈化鋼液的作用，主要原因是CaO易與鋼液中的S，P等雜質發生反應，而且，反應后生成的物質將從耐火材料上脫落下來并且上浮至保護渣層中，在后期的操作中得以除掉，這樣就大大凈化了鋼液，同時它還可以降低O和某些非金屬夾雜的作用。
[0005]4.良好的抗渣性
CaO材料在鋼鐵的冶煉中具有良好的抗渣性，在鋼鐵冶煉中，鋼液中的爐渣會與CaO反應生成C2S和C3S等，使得熔渣粘度大大提高，潤濕角增大，限制了爐渣對耐火材料內部的進一步深入，防止更嚴重的侵蝕的產生。同時，CaO耐火材料在使用過程中。由于CaO的再結晶，在耐火材料表面會生成一層非常致密的表層，進一步阻止爐渣的侵入。
[0006]5.抗熱震性
在高溫條件下，CaO具有較好的蠕變性，因此材料具有一定的塑性，當溫度變化較大時會產生一定的熱應力，而CaO的蠕變性恰好可以起到緩沖的作用，使材料具有一定的穩定性，不因溫度的巨變而變形損壞。
[0007]6.資源豐富、制備方法簡單
氧化鈣來源廣泛，如石灰石、方解石、大理石等都是氧化鈣的原材料。地球上，這些礦源儲藏量大，分布范圍廣，資源豐富，價格低廉。煅燒這些原料便可得到氧化鈣，且處理過程簡單。
[0008]7.易水化性能
CaO屬于NaCl型，鈣離子位于氧離子的八面體空隙中，其晶格常數較大，為0.48nm,而密度僅為3.32g/cm-3相對較小，因此其晶格結構較為疏松，具不穩定性，易與水發生反應，.即使在常溫下，也會與水發生反應，且生成的Ca(0H)2會產生膨脹效果，使制品產生裂紋和崩裂，這就是氧化鈣材料使用受到限制的主要原因。為此，各國做了大量的研究，并取得了一定的進展，某些技術已經應用的于工業生產，但還沒有從根本上解決其抗水化的問題。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于提供一種CaO防水化的處理方法，本方法向CaO中加入MgO后，將CaO電熔處理或高溫煅燒，使高溫CaO在冷卻到室溫過程中，表面覆蓋電熔MgO層，或形成CaO-MgO固溶體，從而達到防水化的目的，本方法工藝簡單，操作方便，可降低CaO磚及CaO砂的生產成本。
[0010]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種CaO防水化的處理方法，所述方法包括向CaO中加入氧化物，將添加氧化物的CaO電熔處理或高溫煅燒處理，在其冷卻到室溫的過程中進行熱處理，使CaO的表面包覆一層氧化物層，或形成CaO-MgO固溶體，從而制備出抗水化性能優良的CaO制品；向CaO中加入質量分數為3.0-20.0%的MgO ;或CaO中加入質量分數為1.0-30.0%的S12,或是CaO中加入質量分數為1.0-30.0%的MgO和S12的組合；添加MgO的CaO，采用電熔處理，電熔溫度為2500-2800°C，或采用高溫煅燒處理，煅燒的溫度為1500-2000°C ；電熔后含氧化鎂CaO在冷卻的過程中隨爐冷卻，使固溶在CaO中的MgO充分析出，包覆在電熔CaO的表面；電熔后的含氧化鎂CaO在冷卻到室溫的過程中,采用急冷處理,使含氧化鎂CaO的形成CaO-MgO固溶體。
[0011]所述的一種CaO防水化的處理方法，所述抗水化的含氧化鎂CaO制品包括電熔含1-20.0wt%Mg0的高鈣磚，電熔含1-20.0wt%Mg0的高鈣砂以及燒結1-20.0wt%Mg0的高鈣砂。
[0012]所述的一種CaO防水化的處理方法，所述添加Si02的CaO，可采用電熔處理，電熔溫度為2200-2700°C ;或高溫煅燒處理，煅燒的溫度為1500-2100°C。
[0013]所述的一種CaO防水化的處理方法，所述電熔后的含二氧化硅的CaO在冷卻的過程中在溫度2100-2150°C的溫度區間內保溫處理，然后快速冷卻到室溫。
[0014]所述的一種CaO防水化的處理方法，所述抗水化的含二氧化硅的CaO制品包括電熔含1-30.0wt%Si02的高鈣磚，電熔含1-30.0wt%Si02的高鈣砂以及燒結1-30.0wt%Si02的聞鈣砂。
[0015]本發明的優點與效果是:
本發明可解決CaO抗水化的問題，本方法工藝簡單，操作方便，原材料的成本和生產成本低，可帶來巨大的環境效益和社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例1樣品的照片；
圖2為本發明實施例2樣品的照片；
圖3為本發明實施例3樣品的照片；
圖4為本發明實施例4樣品的照片；
圖5為本發明實施例5樣品的照片；圖6為本發明實施例6樣品的照片；
圖7為本發明實施例7樣品的照片；
圖8為本發明實施例8樣品的照片。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖所示實施例，對本發明作進一步詳述。
[0018]實施實例I
向CaO中加入5.0-18.0wt%的輕燒MgO，將添加MgO的CaO混合均勻后，投入電弧爐中，按一定電壓、電流加溫熔化、熔煉、精煉，電熔溫度為2500-2800°C，然后澆注成CaO塊體，再將CaO磚澆鑄塊經隨爐冷卻處理，制備出抗水化性能優良的高CaO定型制品。CaO制品的圖片如圖1所示，其吸水率如表1所示。
[0019]圖1樣品的照片。
[0020]表1樣品中氧化鎂加入量與水化后增重量之間的關系
【權利要求】
1.一種CaO防水化的處理方法，其特征在于，所述方法包括向CaO中加入氧化物，將添加氧化物的CaO電熔處理或高溫煅燒處理，在其冷卻到室溫的過程中進行熱處理,使CaO的表面包覆一層氧化物層，或形成CaO-MgO固溶體，從而制備出抗水化性能優良的CaO制品；向CaO中加入質量分數為3.0-20.0%的MgO ;或CaO中加入質量分數為1.0-30.0%的S12,或是MgO和S12的組合；添加MgO的CaO，采用電熔處理，電熔溫度為2500-2800°C，或采用高溫煅燒處理，煅燒的溫度為1500-2000°C ;電熔后含氧化鎂CaO在冷卻的過程中隨爐冷卻，使固溶在CaO中的MgO充分析出，包覆在電熔CaO的表面；電熔后的含氧化鎂CaO在冷卻到室溫的過程中，采用急冷處理，使含氧化鎂CaO的形成CaO-MgO固溶體。
2.根據權利要求1所述的一種CaO防水化的處理方法，其特征在于，所述抗水化的含氧化鎂CaO制品包括電熔含1-20.0wt%Mg0的高鈣磚，電熔含1-20.0wt%Mg0的高鈣砂以及燒結1-20.0wt%Mg0的高鈣砂。
3.根據權利要求1所述的一種CaO防水化的處理方法，其特征在于，所述添加Si02的CaO,電熔處理，電熔溫度為2200-2700°C ;或高溫煅燒處理，煅燒的溫度為1500-2100°C，制品在高于1300°C時進行淬冷。
4.根據權利要求1所述的一種CaO防水化的處理方法，其特征在于，所述電熔后的含二氧化硅的CaO在冷卻的過程中在溫度2100-2150°C的溫度區間內保溫處理，然后快速冷卻到室溫。
5.根據權利要求1所述的一種CaO防水化的處理方法，其特征在于，所述抗水化的含二氧化硅的CaO制品 包括電熔含1-30.0wt%Si02的高鈣磚，電熔含1-30.0wt%Si02的高鈣砂以及燒結1-30.0wt%Si02的高鈣砂。
【文檔編號】C04B35/66GK104072167SQ201410302192
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】曹大力 申請人:沈陽化工大學