專(zhuān)利名稱(chēng)：高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，具體 地涉及一種RH精煉爐浸潰管與有色冶煉爐用高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚及其制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，鎂鉻磚具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、高溫體積穩(wěn)定性、抗熱震穩(wěn)定性和耐沖刷、耐侵蝕等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于金屬冶煉及水泥回轉(zhuǎn)窯中。近年來(lái)由于鉻礦價(jià)格上漲，生產(chǎn)成本增加，新材質(zhì)耐火材料替代等諸多原因，致使鎂鉻磚的用量逐年降低；而最根本的原因在于用后廢棄的鎂鉻磚會(huì)產(chǎn)生Cr+6對(duì)人體有害，造成環(huán)境污染，因此世界各國(guó)都主張限制甚至取消鎂鉻磚的生產(chǎn)和使用。而RH、VOD、AOD等爐外精煉爐以及有色金屬冶煉爐，由于其高溫高速金屬液體擾動(dòng)、沖刷鎂鉻磚工作襯。同時(shí)間歇式的工作工藝，待機(jī)時(shí)冷空氣進(jìn)入，爐內(nèi)溫度驟降，這種溫度波動(dòng)使鎂鉻磚內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力而產(chǎn)生平行于工作面的內(nèi)裂紋。同時(shí)，由于耐火材料冷卻過(guò)程中在工作面上所滲入裂紋的鋼水發(fā)生凝固，在變質(zhì)層和原磚層間由于熱膨脹性不同，在溫度變化時(shí)造成的工作層磚中不連續(xù)的應(yīng)力產(chǎn)生，其對(duì)工作層的使用壽命具有明顯的危害。熔渣對(duì)方鎂石的溶解和在磚中的滲透引起結(jié)構(gòu)剝落。還有Cr2O3在高溫下的揮發(fā)性導(dǎo)致鎂鉻磚致密性降低，影響其抗渣滲透性和侵蝕性能等，這些因素導(dǎo)致了鎂鉻磚的損毀。在這種苛刻工作工藝條件下，其它品種的耐火材料根本無(wú)法代替。正如第三屆國(guó)際耐火材料研討會(huì)中所指出的，對(duì)于爐外精煉耐火材料來(lái)說(shuō)，最耐侵蝕的仍是鎂鉻制品，有色金屬冶煉中更是無(wú)法替代。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚，它是一種RH精煉爐浸潰管與有色冶煉爐用高性能低鉻耐火制品，減少及降低含鉻制品對(duì)環(huán)境的污染，并且提高其使用性能，超越現(xiàn)用耐火制品的使用壽命。本發(fā)明的另一目的是提供一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚的制造方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚，是由以下原料按重量份配比制成的
5mm 3mm電溶續(xù)砂8份；
3mm 1_電溶續(xù)砂25 27份；
(Imm電熔鎂砂22 24份；
(0. 074mm電熔鎂砂16. 6 23. 0份；
3mm Imm低鉻電熔鎂鉻砂7 9份；
^ Imm低鉻電熔鎂鉻砂4 6份；
(0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂3 5份；
IOnm 50nm納米Cr2O3粉體2 4. 4份；<IumUf-Al2O3 微粉2 4 份；
結(jié)合劑2 4份；
所述的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液?！N高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚的制造方法，包括如下步驟
1)原料粉碎篩分將電熔鎂砂、低鉻電熔鎂鉻砂分別經(jīng)鄂式破碎和對(duì)輥破碎后，進(jìn)行篩分和粒度分級(jí)，制成粒度為5mm 3mm、3mm lmm、< Imm的電熔鎂砂顆粒料和< 0. 074mm電熔鎂砂細(xì)粉，粒度為3mm 1mm、< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料和< 0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉；
2)粉料預(yù)混按重量份配比，稱(chēng)取電熔鎂砂細(xì)粉、低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉、IOnm 50nm的納米Cr2O3細(xì)粉和粒度為< Ium的Uf-Al2O3微粉，經(jīng)干粉混合機(jī)共同混合，將細(xì)粉料預(yù)混均勻；
3)混料按重量份配比，稱(chēng)取粒度分別為5mm 3mm、3mm Imm的電熔鎂砂顆粒料，粒度分別為3mm Imm和< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料,將上述顆粒料加入混砂機(jī)中干混3 5分鐘，然后加入亞硫酸紙漿廢液濕混3 7分鐘，再加入步驟2)得到的預(yù)混均勻的細(xì)粉料，混和8 12分鐘；
4)成型采用摩擦壓磚機(jī)壓制成磚坯；
5)干燥磚坯放置干燥洞內(nèi)，110°C保溫16 22小時(shí)；
6)燒成將干燥后的磚坯碼放在窯車(chē)上，送入隧道窯內(nèi)，燒成溫度1700°C，燒成時(shí)間100 120分鐘。所述低鉻電熔鎂鉻砂采用鉻礦粉15. 4份，輕燒鎂粉84. 6份，經(jīng)干混機(jī)充分混合，攪拌均勻，投入到電熔爐內(nèi)，經(jīng)2800°C保溫10. 5小時(shí)后，自然冷卻揀選制得。本發(fā)明中，通常選用MgO含量彡98%的電熔鎂砂，MgO含量彡78%并且Cr2O3含量在6% 8%的低鉻電熔鎂鉻砂，Cr2O3含量彡99%的納米Cr2O3粉體，Al2O3含量彡99%的Uf-Al2O3微粉，Cr2O3含量彡52%且MgO含量彡9%的鉻礦粉，MgO含量彡92%的輕燒鎂粉。本發(fā)明的有益效果是，利用現(xiàn)有電熔再結(jié)合鎂鉻磚技術(shù)，通過(guò)弓I入粒徑在10-50nm之間的納米級(jí)Cr2O3粉體以及細(xì)度< Ium Uf-Al2O3微粉，降低細(xì)分比表面積，降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)其燒結(jié)，在冷卻析晶的過(guò)程中更致密，氣孔率更低，并且二次尖晶石的自形晶增多，增強(qiáng)了磚的直接結(jié)合能力，提高了磚的抗侵蝕性能，高溫強(qiáng)度，抗熱震性，引入U(xiǎn)f-Al2O3微粉，不但可與Cr203、MgO形成復(fù)合尖晶，還可以有效抑制鎂鉻磚在高溫下Cr2O3的揮發(fā)，進(jìn)而提高磚的抗剝落能力；再通過(guò)采用低鉻電熔鎂鉻砂(Cr2O3, 61%)，使其保留現(xiàn)有電熔再結(jié)合磚的性能，在達(dá)到或超過(guò)現(xiàn)用電熔再結(jié)合鎂鉻磚使用性能的同時(shí)，大大降低了磚中Cr2O3的含量(Cr2O3 ( 6%)，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，而最根本的目的在于有效的減少了用后廢棄鎂鉻磚對(duì)環(huán)境的污染。采用所述低鉻電熔鎂鉻砂的制備方法保證了低鉻電熔鎂鉻砂中MgO含量^ 78%并且使Cr2O3含量保持在69T8%之間，既增強(qiáng)了磚的結(jié)合能力，同時(shí)也降低了用后廢棄鎂鉻磚對(duì)環(huán)境的污染。


圖I為實(shí)施例一抗渣性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)效果圖。圖2為實(shí)施例二抗渣性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)效果圖。
圖3為實(shí)施例三抗渣性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)效果圖。圖4為現(xiàn)用電熔再結(jié)合鎂鉻磚抗渣性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)效果圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚，是由以下原料按重量份配比制成的
5mm 3mm電溶續(xù)砂8份；
3mm 1_電溶續(xù)砂27份；
(Imm電熔鎂砂24份；
(0. 074mm電熔鎂砂23份；
3mm Imm低鉻電熔鎂鉻砂7份；
≤1mm低鉻電熔鎂鉻砂4份；
≤0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂3份；
IOnm 50nm納米Cr2O3粉體2份；
<IumUf-Al2O3 微粉2 份；
結(jié)合劑2 4份；
所述的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液。一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚的制造方法，包括如下步驟
I)低鉻電熔鎂鉻砂的制備采用鉻礦粉15. 4份，輕燒鎂粉84. 6份，經(jīng)干混機(jī)充分混合，攪拌均勻，投入到電熔爐內(nèi)，經(jīng)2800°C保溫10. 5小時(shí)后，自然冷卻揀選制得。2)原料粉碎篩分將電熔鎂砂、低鉻電熔鎂鉻砂分別經(jīng)鄂式破碎和對(duì)輥破碎后，進(jìn)行篩分和粒度分級(jí)，制成粒度為5mm 3mm、3mm 1mm、^ Imm的電熔鎂砂顆粒料和^0. 074mm電熔鎂砂細(xì)粉，粒度為3mm 1mm、< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料和< 0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉；
3)粉料預(yù)混按重量份配比，稱(chēng)取電熔鎂砂細(xì)粉、低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉、IOnm 50nm的納米Cr2O3細(xì)粉和粒度為< Ium的Uf-Al2O3微粉，經(jīng)干粉混合機(jī)共同混合，將細(xì)粉料預(yù)混均勻；
4)混料按重量份配比，稱(chēng)取粒度分別為5mm 3mm、3mm Imm的電熔鎂砂顆粒料，粒度分別為3mm Imm和< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料,將上述顆粒料加入混砂機(jī)中干混3 5分鐘，然后加入亞硫酸紙漿廢液濕混3 7分鐘，再加入步驟2)得到的預(yù)混均勻的細(xì)粉料，混和8 12分鐘；
5)成型采用摩擦壓磚機(jī)壓制成磚坯；
6)干燥磚坯放置干燥洞內(nèi)，110°C保溫18小時(shí)；
7)燒成將干燥后的磚坯碼放在窯車(chē)上，送入隧道窯內(nèi)，燒成溫度1700°C，燒成時(shí)間120分鐘。8)冷卻后，經(jīng)棟選、包裝后入成品庫(kù)。成品測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。實(shí)施例2
一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚，是由以下原料按重量份配比制成的5mm 3mm電溶續(xù)砂8份；
3mm 1_電溶續(xù)砂26份；
1mm 0_電溶續(xù)砂23份；
(0. 074mm電熔鎂砂19. 8份；
3mm Imm低鉻電熔鎂鉻砂8份；
Imm Omm低鉻電熔鎂鉻砂5份；
(0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂4份；
IOnm 50nm納米Cr2O3粉體3. 2份；
< IumUf-Al2O3 微粉3 份；
結(jié)合劑2 4份；
所述的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液。一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚的制造方法，包括如下步驟
I)低鉻電熔鎂鉻砂的制備采用鉻礦粉15. 4份，輕燒鎂粉84. 6份，經(jīng)干混機(jī)充分混合，攪拌均勻，投入到電熔爐內(nèi)，經(jīng)2800°C保溫10. 5小時(shí)后，自然冷卻揀選制得。2)原料粉碎篩分將電熔鎂砂、低鉻電熔鎂鉻砂分別經(jīng)鄂式破碎和對(duì)輥破碎后，進(jìn)行篩分和粒度分級(jí)，制成粒度為5mm 3mm、3mm 1mm、^ Imm的電熔鎂砂顆粒料和(0. 074mm電熔鎂砂細(xì)粉，粒度為3mm lmm、< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料和< 0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉；
3)粉料預(yù)混按重量份配比，稱(chēng)取電熔鎂砂細(xì)粉、低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉、IOnm 50nm的納米Cr2O3細(xì)粉和粒度為< Ium的Uf-Al2O3微粉，經(jīng)干粉混合機(jī)共同混合，將細(xì)粉料預(yù)混均勻；
4)混料按重量份配比，稱(chēng)取粒度分別為5mm 3mm、3mm Imm的電熔鎂砂顆粒料，粒度分別為3mm Imm和< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料,將上述顆粒料加入混砂機(jī)中干混3 5分鐘，然后加入亞硫酸紙漿廢液濕混3 7分鐘，再加入步驟2)得到的預(yù)混均勻的細(xì)粉料，混和8 12分鐘；
5)成型采用摩擦壓磚機(jī)壓制成磚坯；6)干燥磚坯放置干燥洞內(nèi)，110°C保溫18小時(shí)；
7)燒成將干燥后的磚坯碼放在窯車(chē)上，送入隧道窯內(nèi)，燒成溫度1700°C，燒成時(shí)間120分鐘。8)冷卻后，經(jīng)棟選、包裝后入成品庫(kù)。成品測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。實(shí)施例3
一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚，是由以下原料按重量份配比制成的
5mm 3mm電溶續(xù)砂8份；
3mm 1_電溶續(xù)砂25份；
(Imm電熔鎂砂22份；
(0. 074mm電熔鎂砂16. 6份；
3mm Imm低鉻電熔鎂鉻砂9份；
(Imm低鉻電熔鎂鉻砂6份；(0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂5份；
IOnm 50nm納米Cr2O3粉體4.4份；
<IumUf-Al2O3 微粉4 份；
結(jié)合劑2 4份；
所述的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液。一種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚的制造方法，包括如下步驟
I)低鉻電熔鎂鉻砂的制備采用鉻礦粉15. 4份，輕燒鎂粉84. 6份，經(jīng)干混機(jī)充分混合，攪拌均勻，投入到電熔爐內(nèi)，經(jīng)2800°C保溫10. 5小時(shí)后，自然冷卻揀選制得。 2)原料粉碎篩分將電熔鎂砂、低鉻電熔鎂鉻砂分別經(jīng)鄂式破碎和對(duì)輥破碎后，進(jìn)行篩分和粒度分級(jí)，制成粒度為5mm 3mm、3mm 1mm、^ Imm的電熔鎂砂顆粒料和(0. 074mm電熔鎂砂細(xì)粉，粒度為3mm 1mm、< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料和< 0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉；
3)粉料預(yù)混按重量份配比，稱(chēng)取電熔鎂砂細(xì)粉、低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉、IOnm 50nm的納米Cr2O3細(xì)粉和粒度為< Ium的Uf-Al2O3微粉，經(jīng)干粉混合機(jī)共同混合，將細(xì)粉料預(yù)混均勻；
4)混料按重量份配比，稱(chēng)取粒度分別為5mm 3mm、3mm Imm的電熔鎂砂顆粒料，粒度分別為3mm Imm和< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料,將上述顆粒料加入混砂機(jī)中干混3 5分鐘，然后加入亞硫酸紙漿廢液濕混3 7分鐘，再加入步驟2)得到的預(yù)混均勻的細(xì)粉料，混和8 12分鐘；
5)成型采用摩擦壓磚機(jī)壓制成磚坯；
6)干燥磚坯放置干燥洞內(nèi)，110°C保溫18小時(shí)；
7)燒成將干燥后的磚坯碼放在窯車(chē)上，送入隧道窯內(nèi)，燒成溫度1700°C，燒成時(shí)間120分鐘。8)冷卻后，經(jīng)棟選、包裝后入成品庫(kù)。成品測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。表I實(shí)施例與現(xiàn)用電熔再結(jié)合鎂鉻磚(DMGe-20)理化指標(biāo)對(duì)比
權(quán)利要求
1.ー種高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚，其特征在于是由以下原料按重量份配比制成的 5mm 3mm電溶續(xù)砂8份； 3mm 1_ 電溶續(xù)砂 25 27份； ≤Imm電熔鎂砂22 24份； ≤0. 074mm電熔鎂砂16. 6 23. 0份； 3mm Imm低鉻電熔鎂鉻砂7 9份； ≤ Imm低鉻電熔鎂鉻砂4 6份； (0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂3 5份； IOnm 50nm納米Cr2O3粉體2 4. 4份； < IumUf-Al2O3 微粉2 4 份； 結(jié)合劑2 4份；所述的結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液。
2.—種權(quán)利要求I所述的高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚的制造方法，其特征在于包括如下步驟 1)原料粉碎篩分將電熔鎂砂、低鉻電熔鎂鉻砂分別經(jīng)鄂式破碎和對(duì)輥破碎后，進(jìn)行篩分和粒度分級(jí)，制成粒度為5mm 3mm、3mm lmm、< Imm的電熔鎂砂顆粒料和< 0. 074mm電熔鎂砂細(xì)粉，粒度為3mm 1mm、< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料和< 0. 074mm低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉； 2)粉料預(yù)混按重量份配比，稱(chēng)取電熔鎂砂細(xì)粉、低鉻電熔鎂鉻砂細(xì)粉、IOnm 50nm的納米Cr2O3細(xì)粉和粒度為< Ium的Uf-Al2O3微粉，經(jīng)干粉混合機(jī)共同混合，將細(xì)粉料預(yù)混均勻； 3)混料按重量份配比，稱(chēng)取粒度分別為5mm 3mm、3mm Imm和<Imm的電熔鎂砂顆粒料，粒度分別為3mm Imm和< Imm的低鉻電熔鎂鉻砂顆粒料,將上述顆粒料加入混砂機(jī)中干混3 5分鐘，然后加入亞硫酸紙漿廢液濕混3 7分鐘，再加入步驟2)得到的預(yù)混均勻的細(xì)粉料，混和8 12分鐘； 4)成型采用摩擦壓磚機(jī)壓制成磚坯； 5)干燥磚坯放置干燥洞內(nèi)，110°C保溫16 22小時(shí)； 6)燒成將干燥后的磚坯碼放在窯車(chē)上，送入隧道窯內(nèi)，燒成溫度1700°C，燒成時(shí)間100 120分鐘。
3.—種如權(quán)利要求2所述的高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚的制造方法，其特征在于所述低鉻電熔鎂鉻砂采用鉻礦粉15. 4份，輕燒鎂粉84. 6份，經(jīng)干混機(jī)充分混合，攪拌均勻，投入到電熔爐內(nèi)，經(jīng)2800°C保溫10. 5小時(shí)后，自然冷卻揀選制得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種RH精煉爐浸漬管與有色冶煉爐用高性能鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚。其特征在于由如下原料、配比組成低鉻電熔鎂鉻砂(Cr2O3,6~8%，MgO≥78%)，14.0~20.0份；高純度電熔鎂砂，71.6~82.0份；納米級(jí)Cr2O3粉體，2.0~4.4份；uf-Al2O3微粉，2.0~4.0份；結(jié)合劑2~4份。經(jīng)混煉、成型、干燥、燒成等工序。本發(fā)明原料配比所制的鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚，具有易燒結(jié)、晶體致密，低氣孔(氣孔率≤10%)，高耐壓強(qiáng)度(耐壓強(qiáng)度≥100MPa)，高熱震穩(wěn)定性(1100℃水冷≥18次)等性能。該制品中Cr2O3≤6%，不僅降低了磚中Cr2O3的含量，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，而最根本的目的在于有效的減少了用后廢棄鎂鉻磚對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102731121SQ20121023982
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者楊永剛, 蘇廣深 申請(qǐng)人:遼寧中鎂合金股份有限公司