一种抗水化高钙镁钙砂的制备工艺 【技术领域】
本发明属于一种洁净钢冶炼用镁钙砂的制备工艺，特别是涉及一种抗水化高钙镁钙砂的制备工艺。
背景技术
根据我国由钢铁大国向钢铁强国转变的发展战略，今后我国将大力发展高洁净的精品钢。生产洁净钢要求耐火材料使用寿命长，不对钢水造成污染，最好还具有净化钢水的作用。同时具备这些使用性能的只有含游离CaO的镁钙耐火材料，而且理论和实验证明，CaO含量高(≥50％)的镁钙耐火材料对钢水的净化效果更好。
然而在生产、存贮以及运输过程中的水化问题，一直是限制镁钙耐火材料尤其是高钙镁钙耐火材料普及应用的瓶颈，抗水化也一直是镁钙耐火材料研究的中心内容。
提高镁钙耐火材料的抗水化性能，最根本和最关键的是要提高镁钙砂的致密度。为提高镁钙砂的致密度，西欧主要通过提高烧结温度，即采用超高温窑炉烧成镁钙砂，如德国LWB公司将天然白云石在1900℃以上的高温窑中煅烧，得到CaO含量为56％左右的镁钙砂活性较低，有较好的抗水化性能，并以此为原料制备CaO为56％左右的镁钙砖，以聚乙烯薄膜真空包装，较好的抑制了镁钙材料的水化。国内由于超高温窑炉的限制，不具备超高温烧结的条件，主要采用采用二步煅烧法，即以轻烧石灰石、菱镁矿或轻烧白云石压成荒坯，再经1600～1700℃烧成，也在一定程度上提高了镁钙砂的抗水化性能。然而二步烧结法能源消耗较高，大规模使用时操作条件极差，易造成对环境的污染。通过添加烧结助剂提高合成镁钙砂的致密度也是当前广泛采用的方法，但烧结助剂最终还是要对镁钙砖的高温性能尤其是抗渣性能产生不同程度的影响。因此有必要结合我国国情，探索新的合成工艺，制备高纯度、高致密度、抗水化性好的高钙镁钙砂。
发明专利“一种抗水化性的镁钙熟料及其生产方法”(专利号：96109507.5)公布了一种抗水化性镁钙熟料及其生产方法。该发明采取添加少量CeO2及氧化铁或铁鳞等烧结助剂的方法促进白云石矿或轻烧白云石水化物、菱镁矿或轻烧菱镁矿水化物的烧结，以制备镁钙熟料。
发明专利“高温油竖窑煅烧高纯镁钙合成砂及其生产工艺”(专利号：99112638.6)公开了一种高温油竖窑煅烧高纯镁钙合成砂及其生产工艺。该发明采用三步煅烧合成高纯镁钙砂。
发明专利“一种镁钙熟料的制备方法”(专利号200610047355.1)。该发明以菱镁矿和石灰石矿为原料，通过800～1000℃轻烧、冷却、水化、球磨湿混、过滤、30～60℃碳酸化、干燥、成型、1600～1900℃煅烧工艺制得镁钙熟料。
发明专利“一种致密碱性镁钙合成料的制备方法”(专利号：200810231514.2)。该方法选用天然镁白云石、烧结镁砂细粉和石灰细粉为主要原料，以三氧化钇作烧结助剂，在1600-1700℃温度下进行烧成合成。
发明专利“一种制备耐高温防水化的白云石熟料的方法”(专利号：200710307215.8)。该发明以生白云石矿石为原料，添加SiO2、P2O5、CaF2、CeO2、Fe2O3和TiO2等烧结助剂，经二步煅烧制备白云石熟料。
【发明内容】
针对现有生产镁钙砂的技术缺陷，本发明提供一种抗水化高钙镁钙砂的制备工艺，使该工艺制备的高钙镁钙砂具有生产成本低、高致密度、抗水化性好的特点。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
一种抗水化高钙镁钙砂的制备工艺，其特征在于该工艺包括如下步骤：
(1)、将高纯白云石充分细磨，粉料粒径达到小于10um；
(2)、将步骤(1)得到的细粉置入高速混练机中，外加质量比为高纯白云石粉5～10％的聚乙烯醇水溶液，充分混练，得到无干粉的均匀湿粉；
(3)、将步骤(2)得到的湿粉压制成坯；
(4)、将步骤(3)得到的湿坯，自然干燥24～48小时，然后入120～140℃干燥房干燥20～30小时；
(5)、将步骤(4)得到的干坯放入窑中进行烧制，烧成温度为1650～1700℃，保温4～8小时，得到高钙镁钙砂。
本发明方法的特点在于利用机械活化提高白云石的烧结活性，无需添加任何外加烧结助剂，在较低的温度下通过一步煅烧即可制得高致密度的高钙镁钙砂，既有效地降低了生产成本，简化了生产工艺，又保证了镁钙砂的纯度。用本发明方法制备的镁钙砂，游离CaO含量高达55～59％，体积密度≥3.35g/cm3，显气孔率≤0.5％，抗水化性极好，在大气中能较长时间存放。
【具体实施方式】
以下结合实例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中，高纯白云石中碳化镁加碳化钙＞99％。
实施例1：
(1)、将高纯白云石充分细磨，粉料粒径达到小于10um；
(2)、将步骤(1)得到的细粉置入高速混练机中，外加质量比为高纯白云石粉5～10％的聚乙烯醇水溶液，充分混练，得到无干粉地均匀湿粉；
(3)、将步骤(2)得到的湿粉压制成坯；
(4)、将步骤(3)得到的湿坯，自然干燥24小时，然后入120℃干燥房干燥30小时；
(5)、将步骤(4)得到的干坯放入窑中进行烧制，烧成温度为1650℃，保温8小时，即得高钙镁钙砂。
实施例2：
(1)、将高纯白云石充分细磨，粉料粒径达到小于10um；
(2)、将步骤(1)得到的细粉置入高速混练机中，外加质量比为高纯白云石粉5～10％的聚乙烯醇水溶液，充分混练，得到无干粉的均匀湿粉；
(3)、将步骤(2)得到的湿粉压制成坯；
(4)、将步骤(3)得到的湿坯，自然干燥36小时，然后入130℃干燥房干燥25小时；
(5)、将步骤(4)得到的干坯放入窑中进行烧制，烧成温度为1680℃，保温6小时，即得高钙镁钙砂。
实施例3：
(1)、将高纯白云石充分细磨，粉料粒径达到小于10um；
(2)、将步骤(1)得到的细粉置入高速混练机中，外加质量比为高纯白云石粉5～10％的聚乙烯醇水溶液，充分混练，得到无干粉的均匀湿粉；
(3)、将步骤(2)得到的湿粉压制成坯；
(4)、将步骤(3)得到的湿坯，自然干燥48小时，然后入140℃干燥房干燥20小时；
(5)、将步骤(4)得到的干坯放入窑中进行烧制，烧成温度为1700℃，保温4小时，即得高钙镁钙砂。