一種輕量化方鎂石‑鎂鋁尖晶石搗打料及其製備方法與流程

2023-09-21 19:36:45 1

本發明屬於輕量化耐火材料技術領域。尤其涉及一種輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料及其製備方法。

背景技術：

鎂質搗打料施工方便、服役壽命較高、不汙染鋼液、抗渣侵蝕性能較強，現已在中間包工作襯得到廣泛應用。現有的鎂質搗打料一般以燒結或電熔鎂砂為原料製得，體積密度較大且導熱係數較高，在使用過程中，會導致中間包爐殼溫度過高，造成大量熱量損失。同時，熔渣對鎂砂的潤溼性較好，在服役過程中鎂質耐火材料易被熔渣滲透，造成耐火材料損毀。為了解決這些問題，急需發明一種低導熱、高抗渣滲透性能的鎂質搗打料。

目前，關於低導熱、高抗渣滲透性能的鎂質乾式料的研究已有一定的進展，如文獻(陳勇.鎂橄欖石對中間包鎂質乾式料性能的影響.耐火材料,2012,46(1):28-30.)報導，採用輕燒或生鎂橄欖石顆粒取代一定量的緻密鎂砂顆粒，製備了具有一定抗渣性能的鎂橄欖石質乾式料，但鎂橄欖石易與渣反應生成低熔點相，造成耐火材料抗渣性能變差；又如「一種抗渣滲透性能較好的低成本中間包幹式料及其製法」(cn201610460348.8)專利技術，以緻密鎂砂為原料，同時在材料中引入一定量的石英砂與鎂砂原位反應，得到了成本較低、抗渣滲透性能較好的緻密鎂橄欖石質乾式料，但製品的導熱係數較高。

技術實現要素：

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種製備工藝簡單和施工方便的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料的製備方法，用該方法製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料製品導熱係數低、抗介質侵蝕滲透性能高及熱震穩定性優異。

為實現上述目的，本發明採用的技術方案是：以25～35wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒、20～28wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒和10～12wt％的粒徑為0.1～0.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，以12～20wt％的粒徑小於0.074mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料細粉、10～15wt％的鎂砂細粉、5～10wt％的剛玉細粉和2～5wt％的α-al2o3微粉為基質，以佔所述骨料和基質之和3～5wt％的無機鹽為結合劑。

按上述成分及其含量：先將所述基質與所述結合劑混磨5～10分鐘，即得混磨粉料，再將所述混磨粉料與所述骨料混碾10～15分鐘，真空包裝，即得輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料。

使用時，加入所述輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料3～5wt％的水，搗打成型。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料的製備步驟是：

第一步、先將菱鎂礦細粉以1～2℃/min的速率升溫至600～720℃，保溫3～7小時；再以1.7～2.3℃/min的速率升溫至750～900℃，保溫1～5小時，最後以3～3.5℃/min的速率升溫至1000～1200℃，保溫1～4小時冷卻，得到高孔隙率的氧化鎂粉體；

第二步、按所述高孔隙率的氧化鎂粉體為65～93wt％、含al3+溶液為2～22wt％和氫氧化鋁微粉為3～25wt％，先將所述高孔隙率的氧化鎂粉體置於真空攪拌機中，抽真空至2.0kpa以下，再將所述含al3+溶液和所述氫氧化鋁微粉倒入真空攪拌機中，攪拌20～40分鐘，關閉抽真空系統，得到混合料；

第三步、將所述混合料升溫至100～180℃，保溫4～6h，冷卻，在60～120mpa條件下機壓成型，成型後的坯體於110～150℃條件下乾燥8～24小時；然後以2.1～4.1℃/min的速率升溫至1100～1400℃，保溫1～3小時，再以3～5℃/min的速率升溫至1450～1600℃，保溫3～7小時，冷卻，即得納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料。

所述鎂砂細粉的粒徑小於0.074mm；所述的鎂砂細粉的mgo含量大於96wt％。

所述剛玉細粉的粒徑小於0.074mm；所述的剛玉細粉的al2o3含量大於99wt％。

所述α-al2o3微粉的粒徑小於0.005mm；所述的α-al2o3微粉的al2o3含量大於97wt％。

所述結合劑為氯化鎂、矽酸鈉、六偏磷酸鈉和木質素磺酸鹽中的一種。

所述含al3+溶液為鋁溶膠或為氯化鋁溶液；所述鋁溶膠固含量為20～30wt％，al2o3含量為10～15wt％；所述氯化鋁溶液中氯化鋁含量為11～15wt％。

所述氫氧化鋁微粉的粒徑小於0.006mm；所述al2o3含量為60～66wt％。

所述菱鎂礦細粉的粒徑小於0.088mm；所述mgo含量為44～50wt％。

由於採用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：

1、本發明採用的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料：首先利用菱鎂礦細粉在600～900℃條件下分解產生納米級氣孔，其次利用其在900～1200℃時表面擴散和蒸發-凝聚的物質傳輸過程使氧化鎂微晶之間產生頸部連結，限制燒結中後期的顆粒重排，得到了高孔隙率的氧化鎂粉體；再向高孔隙率的氧化鎂粉體中引入含al3+的溶液，在真空條件下讓含al3+的溶液中固相富集在顆粒頸部，通過高溫下原位反應生成具有一定體積膨脹的鎂鋁尖晶石，阻礙納米孔合併長大；最後向高孔隙率的氧化鎂粉體中加入氫氧化鋁微粉以填充高孔隙率的氧化鎂粉體顆粒之間的空隙，一方面會使氧化鎂顆粒間的氣孔納米化，另一方面與氧化鎂原位反應形成尖晶石頸部連接，以阻止氧化鎂顆粒在高溫燒結過程中的重排；從而得到納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料。將所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料破碎、篩分和球磨後，得到不同粒徑的陶瓷材料顆粒和陶瓷材料細粉。

本發明採用的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料的顯氣孔率為24～45％、體積密度為1.92～2.67g/cm3和平均孔徑為300～1000nm，物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石，使所製得的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料導熱係數較低、強度較高和熱震穩定性優異。

2、本發明在輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料的製備過程中，首先，以具有納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，有效降低了材料的導熱係數，骨料中的納米孔一方面能有效阻止熔渣的滲透，另一方面能夠有效吸收因溫度劇變產生的熱應力，提高了耐火搗打料的抗渣滲透能力和熱震穩定性。其次，骨料與基質均含有均勻分布的尖晶石，一方面利用尖晶石和方鎂石的熱物性不同調整材料的熱彈塑變形能力以提高材料的熱震穩定性，另一方面利用尖晶石能吸收溶渣中鐵錳離子的能力以提高材料的抗渣滲透性能；最後，基質中的剛玉細粉和α-al2o3微粉，一方面利用緊密堆積行為將基質中氣孔微納米化，另一方面會與鎂砂細粉和納米孔徑的方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料中的mgo原位生成鎂鋁尖晶石，增強基質中微顆粒間及骨料與基質間的固固結合程度，進而提高輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料的高溫力學性能。

3、本發明製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料在使用時，加入所述輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料3～5wt％的水，搗打成型。在1500℃條件下保溫3h燒成經檢測：顯氣孔率為25～42％；耐壓強度為40～60mpa；1100℃風冷三次強度保持率為45～65％。

因此，本發明製備工藝簡單和施工方便，用該方法製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料導熱係數低、抗介質侵蝕滲透性能高和熱震穩定性優異。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的描述，並非對其保護範圍的限制。

為避免重複，先將本具體實施方式中的原料和結合劑統一描述如下，實施例中不再贅述：

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料經破碎和篩分，分別得到：

粒徑為5～3mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒；

粒徑為2.8～1mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒；

粒徑為0.8～0.1mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒；

粒徑小於0.074mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料細粉。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料的顯氣孔率為24～45％，體積密度為1.92～2.67g/cm3，平均孔徑為300～1000nm，物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石。

所述鎂砂細粉的粒徑小於0.074mm，所述的鎂砂細粉的mgo含量大於96wt％。

所述剛玉細粉的粒徑小於0.074mm，所述的剛玉細粉的al2o3含量大於99wt％。

所述α-al2o3微粉的粒徑小於0.005mm，所述的α-al2o3微粉的al2o3含量大於97wt％。

所述氫氧化鋁微粉的粒徑小於0.006mm，所述al2o3含量為60～66wt％。

所述菱鎂礦細粉的粒徑小於0.088mm，所述mgo含量為44～50wt％。

實施例1

一種輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料及其製備方法。本實施例所述製備方法是：

以25～28wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒、25～28wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒和10～12wt％的粒徑為0.1～0.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，以15～20wt％的粒徑小於0.074mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料細粉、12～15wt％的鎂砂細粉、5～8wt％的剛玉細粉和2～4wt％的α-al2o3微粉為基質，以佔所述骨料和基質之和3～5wt％的無機鹽為結合劑。

按上述成分及其含量：先將所述基質與所述結合劑混磨5～10分鐘，即得混磨粉料，再將所述混磨粉料與所述骨料混碾10～15分鐘，真空包裝，即得輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料。

所述結合劑為氯化鎂。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料的製備步驟是：

第一步、先將菱鎂礦細粉以1.5～2℃/min的速率升溫至680～720℃，保溫3～4小時；再以1.7～2.3℃/min的速率升溫至750～850℃，保溫1～2小時，最後以3～3.5℃/min的速率升溫至1000～1100℃，保溫1～3小時冷卻，得到高孔隙率的氧化鎂粉體；

第二步、按所述高孔隙率的氧化鎂粉體為65～81wt％、含al3+溶液為8～22wt％和氫氧化鋁微粉為10～25wt％，先將所述高孔隙率的氧化鎂粉體置於真空攪拌機中，抽真空至2.0kpa以下，再將所述含al3+溶液和所述氫氧化鋁微粉倒入真空攪拌機中，攪拌20～40分鐘，關閉抽真空系統，得到混合料；

第三步、將所述混合料升溫至100～180℃，保溫4～5h，冷卻，在60～70mpa條件下機壓成型，成型後的坯體於130～150℃條件下乾燥8～12小時；然後以3.1～4.1℃/min的速率升溫至1200～1400℃，保溫1～3小時，再以4～5℃/min的速率升溫至1450～1550℃，保溫3～4小時，冷卻，即得納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料。

所述含al3+溶液為鋁溶膠；所述鋁溶膠固含量為20～30wt％，al2o3含量為10～15wt％。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料：顯氣孔率為35～45％；體積密度為1.92～2.24g/cm3；平均孔徑為700～1000nm；物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石。

本實施例製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料在使用時，加入所述輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料3～5wt％的水，搗打成型。在1500℃條件下保溫3h燒成經檢測：顯氣孔率為32～42％；耐壓強度為40～50mpa；1100℃風冷三次強度保持率為45～55％。

實施例2

一種輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料及其製備方法。本實施例所述製備方法是：

以28～30wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒、22～25wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒和10～12wt％的粒徑為0.1～0.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，以15～18wt％的粒徑小於0.074mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料細粉、10～12wt％的鎂砂細粉、5～8wt％的剛玉細粉和2～4wt％的α-al2o3微粉為基質，以佔所述骨料和基質之和3～5wt％的無機鹽為結合劑。

按上述成分及其含量：先將所述基質與所述結合劑混磨5～10分鐘，即得混磨粉料，再將所述混磨粉料與所述骨料混碾10～15分鐘，真空包裝，即得輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料。

所述結合劑為矽酸鈉。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料的製備步驟是：

第一步、先將菱鎂礦細粉以1.5～2℃/min的速率升溫至680～720℃，保溫4～5小時；再以1.7～2.3℃/min的速率升溫至750～850℃，保溫2～3小時，最後以3～3.5℃/min的速率升溫至1000～1100℃，保溫1～3小時冷卻，得到高孔隙率的氧化鎂粉體；

第二步、按所述高孔隙率的氧化鎂粉體為69～85wt％、含al3+溶液為6～20wt％和氫氧化鋁微粉為8～22wt％，先將所述高孔隙率的氧化鎂粉體置於真空攪拌機中，抽真空至2.0kpa以下，再將所述含al3+溶液和所述氫氧化鋁微粉倒入真空攪拌機中，攪拌20～40分鐘，關閉抽真空系統，得到混合料；

第三步、將所述混合料升溫至100～180℃，保溫4～5h，冷卻，在70～80mpa條件下機壓成型，成型後的坯體於130～150℃條件下乾燥12～16小時；然後以3.1～4.1℃/min的速率升溫至1200～1400℃，保溫1～3小時，再以4～5℃/min的速率升溫至1450～1550℃，保溫4～5小時，冷卻，即得納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料。

所述含al3+溶液為氯化鋁溶液；所述氯化鋁溶液中氯化鋁含量為11～15wt％。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料：顯氣孔率為30～36％；體積密度為2.23～2.51g/cm3；平均孔徑為600～900nm；物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石。

本實施例製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料在使用時，加入所述輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料3～5wt％的水，搗打成型。在1500℃條件下保溫3h燒成經檢測：顯氣孔率為28～33％；耐壓強度為40～55mpa；1100℃風冷三次強度保持率為50～55％。

實施例3

一種輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料及其製備方法。本實施例所述製備方法是：

以30～32wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒、21～24wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒和10～12wt％的粒徑為0.1～0.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，以12～15wt％的粒徑小於0.074mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料細粉、10～12wt％的鎂砂細粉、6～10wt％的剛玉細粉和3～5wt％的α-al2o3微粉為基質，以佔所述骨料和基質之和3～5wt％的無機鹽為結合劑。

按上述成分及其含量：先將所述基質與所述結合劑混磨5～10分鐘，即得混磨粉料，再將所述混磨粉料與所述骨料混碾10～15分鐘，真空包裝，即得輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料。

所述結合劑為六偏磷酸鈉。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料的製備步驟是：

第一步、先將菱鎂礦細粉以1～1.5℃/min的速率升溫至600～680℃，保溫5～6小時；再以1.7～2.3℃/min的速率升溫至800～900℃，保溫3～4小時，最後以3～3.5℃/min的速率升溫至1100～1200℃，保溫2～4小時冷卻，得到高孔隙率的氧化鎂粉體；

第二步、按所述高孔隙率的氧化鎂粉體為73～89wt％、含al3+溶液為4～18wt％和氫氧化鋁微粉為6～19wt％，先將所述高孔隙率的氧化鎂粉體置於真空攪拌機中，抽真空至2.0kpa以下，再將所述含al3+溶液和所述氫氧化鋁微粉倒入真空攪拌機中，攪拌20～40分鐘，關閉抽真空系統，得到混合料；

第三步、將所述混合料升溫至100～180℃，保溫5～6h，冷卻，在80～100mpa條件下機壓成型，成型後的坯體於110～130℃條件下乾燥16～20小時；然後以2.1～3.1℃/min的速率升溫至1100～1300℃，保溫1～3小時，再以3～4℃/min的速率升溫至1500～1600℃，保溫5～6小時，冷卻，即得納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料。

所述含al3+溶液為鋁溶膠；所述鋁溶膠固含量為20～30wt％，al2o3含量為10～15wt％。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料：顯氣孔率為27～32％；體積密度為2.20～2.50g/cm3；平均孔徑為400～800nm；物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石。

本實施例製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料在使用時，加入所述輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料3～5wt％的水，搗打成型。在1500℃條件下保溫3h燒成經檢測：顯氣孔率為26～30％；耐壓強度為50～60mpa；1100℃風冷三次強度保持率為50～55％。

實施例4

一種輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料及其製備方法。本實施例所述製備方法是：

以32～35wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒、20～23wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒和10～12wt％的粒徑為0.1～0.8mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，以12～15wt％的粒徑小於0.074mm的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料細粉、10～12wt％的鎂砂細粉、6～10wt％的剛玉細粉和3～5wt％的α-al2o3微粉為基質，以佔所述骨料和基質之和3～5wt％的無機鹽為結合劑。

按上述成分及其含量：先將所述基質與所述結合劑混磨5～10分鐘，即得混磨粉料，再將所述混磨粉料與所述骨料混碾10～15分鐘，真空包裝，即得輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料。

所述結合劑為木質素磺酸鹽。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料的製備步驟是：

第一步、先將菱鎂礦細粉以1～1.5℃/min的速率升溫至600～680℃，保溫6～7小時；再以1.7～2.3℃/min的速率升溫至800～900℃，保溫4～5小時，最後以3～3.5℃/min的速率升溫至1100～1200℃，保溫2～4小時冷卻，得到高孔隙率的氧化鎂粉體；

第二步、按所述高孔隙率的氧化鎂粉體為77～93wt％、含al3+溶液為2～16wt％和氫氧化鋁微粉為3～16wt％，先將所述高孔隙率的氧化鎂粉體置於真空攪拌機中，抽真空至2.0kpa以下，再將所述含al3+溶液和所述氫氧化鋁微粉倒入真空攪拌機中，攪拌20～40分鐘，關閉抽真空系統，得到混合料；

第三步、將所述混合料升溫至100～180℃，保溫5～6h，冷卻，在100～120mpa條件下機壓成型，成型後的坯體於110～130℃條件下乾燥20～24小時；然後以2.1～3.1℃/min的速率升溫至1100～1300℃，保溫1～3小時，再以3～4℃/min的速率升溫至1500～1600℃，保溫6～7小時，冷卻，即得納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料。

所述含al3+溶液為氯化鋁溶液；所述氯化鋁溶液中氯化鋁含量為11～15wt％。

所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料：顯氣孔率為24～28％；體積密度為2.52～2.67g/cm3；平均孔徑為300～700nm；物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石。

本實施例製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料在使用時，加入所述輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料3～5wt％的水，搗打成型。在1500℃條件下保溫3h燒成經檢測：顯氣孔率為25～28％；耐壓強度為50～60mpa；1100℃風冷三次強度保持率為55～65％。

本具體實施方式與現有技術相比具有如下積極效果：

1、本具體實施方式採用的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料：首先利用菱鎂礦細粉在600～900℃條件下分解產生納米級氣孔，其次利用其在900～1200℃時表面擴散和蒸發-凝聚的物質傳輸過程使氧化鎂微晶之間產生頸部連結，限制燒結中後期的顆粒重排，得到了高孔隙率的氧化鎂粉體；再向高孔隙率的氧化鎂粉體中引入含al3+的溶液，在真空條件下讓含al3+的溶液中固相富集在顆粒頸部，通過高溫下原位反應生成具有一定體積膨脹的鎂鋁尖晶石，阻礙納米孔合併長大；最後向高孔隙率的氧化鎂粉體中加入氫氧化鋁微粉以填充高孔隙率的氧化鎂粉體顆粒之間的空隙，一方面會使氧化鎂顆粒間的氣孔納米化，另一方面與氧化鎂原位反應形成尖晶石頸部連接，以阻止氧化鎂顆粒在高溫燒結過程中的重排；從而得到納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料。將所述納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料破碎、篩分和球磨後，得到不同粒徑的陶瓷材料顆粒和陶瓷材料細粉。

本具體實施方式採用的納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料的顯氣孔率為24～45％、體積密度為1.92～2.67g/cm3和平均孔徑為300～1000nm，物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石，使所製得的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料導熱係數較低、強度較高和熱震穩定性優異。

2、本具體實施方式在輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料的製備過程中，首先，以具有納米孔徑的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料顆粒為骨料，有效降低了材料的導熱係數，骨料中的納米孔一方面能有效阻止熔渣的滲透，另一方面能夠有效吸收因溫度劇變產生的熱應力，提高了耐火搗打料的抗渣滲透能力和熱震穩定性。其次，骨料與基質均含有均勻分布的尖晶石，一方面利用尖晶石和方鎂石的熱物性不同調整材料的熱彈塑變形能力以提高材料的熱震穩定性，另一方面利用尖晶石能吸收溶渣中鐵錳離子的能力以提高材料的抗渣滲透性能；最後，基質中的剛玉細粉和α-al2o3微粉，一方面利用緊密堆積行為將基質中氣孔微納米化，另一方面會與鎂砂細粉和納米孔徑的方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷材料中的mgo原位生成鎂鋁尖晶石，增強基質中微顆粒間及骨料與基質間的固固結合程度，進而提高輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料的高溫力學性能。

3、本具體實施方式製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料在使用時，加入所述輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料3～5wt％的水，搗打成型。在1500℃條件下保溫3h燒成經檢測：顯氣孔率為25～42％；耐壓強度為40～60mpa；1100℃風冷三次強度保持率為45～65％。

因此，本具體實施方式製備工藝簡單和施工方便，用該方法製備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石搗打料導熱係數低、抗介質侵蝕滲透性能高和熱震穩定性優異。