一種鎂鉻鋯復合磚的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于耐火材料領域，具體涉及一種鎂鉻鋯復合磚。本發(fā)明鎂鉻鋯復合磚由以下主要原料制成：粒度3~5mm的電熔鎂鉻砂30~50%、粒度小于3mm的電熔鎂鉻砂10~20%、粒度不大于2mm的南非鉻精礦10~30%、粒度不大于0.088mm的燒結鎂砂粉5~15%和有機-無機復合結合劑2~5%；將除有機-無機復合結合劑以外的原料混合后，加入有機-無機復合結合劑進行混練，再依次對混合原料進行壓制、干燥、燒成，將燒成后磚體在氯氧化鋯溶液中加壓滲透后，再進行干燥即得。本發(fā)明具有優(yōu)于傳統(tǒng)鎂鉻質耐火材料的抗渣蝕性和防滲透性，適用于鋼鐵冶金精煉領域，可顯著提高精煉設備使用壽命，具有良好的經濟和社會效益。
【專利說明】一種鎂鉻鋯復合磚
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火材料領域，具體涉及一種鎂鉻鋯復合磚。
【背景技術】
[0002]鎂鉻系耐火材料具有良好的抗侵蝕性、強度高等優(yōu)點，廣泛用于鋼鐵和有色冶金工業(yè)。鋼鐵精煉設備，如RH爐的真空室和浸潰管都是使用鎂鉻材料砌筑，有色冶金設備，包括閃速爐、諾蘭達爐、艾薩爐等，內襯的砌筑都較大比例使用鎂鉻質材料。但傳統(tǒng)的鎂鉻材料抗熱震性較差，且顯氣孔率較高，氣孔孔徑偏大，在關鍵部位服役時易被熔渣和金屬液體侵蝕損毀。

【發(fā)明內容】

[0003]為了進一步提高鎂鉻磚的使用性能，本發(fā)明提供了一種鎂鉻鋯復合磚，該產品具有優(yōu)于傳統(tǒng)鎂鉻磚的抗侵蝕性、防滲透性以及熱震穩(wěn)定性。用于鋼鐵和有色冶煉設備時可以顯著的提高設備使用壽命，節(jié)省冶煉陳本，取得良好的社會和經濟效益。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:
一種鎂鉻鋯復合磚，所述鎂鉻鋯復合磚由以下重量百分比的主要原料制成:粒度3-5mm的電熔鎂鉻砂30-50%、粒度小于3mm的電熔鎂鉻砂10~20%、粒度不大于2mm的南非鉻精礦10~30%、粒度不大于0.088mm的燒結鎂砂粉5~15%和有機-無機復合結合劑2~5% ;將除有機-無機復合結合劑以外的原料混合后，加入有機-無機復合結合劑進行混練，使結合劑均勻粘附在顆粒表面，再依次對混合原料進行壓制、干燥、燒成，將燒成后磚體在氯氧化鋯溶液中加壓滲透后，再進行干燥，即得鎂鉻鋯復合磚。
[0005]根據(jù)上述的鎂鉻鋯復合磚，所述鎂鉻鋯復合磚的制備方法具體包括以下步驟:
(1)將除有機-無機復合結合劑以外的原料按比例混合均勻后，再加入有機-無機復合結合劑進行混練，使結合劑均勻粘附在顆粒表面；
(2)將混合原料壓制成型，在200-250MPa下保壓2min后得生坯試樣，生坯試樣在常溫下干燥24~36h，之后再在110-150℃干燥窯中干燥24~36h，最后試樣在隧道窯中燒成，燒成溫度為1750-l800°C，燒成周期為120~130h ；
(3)將燒成后試樣轉入壓力反應釜，充入濃度1.5~3!1101/1的氯氧化鋯溶液，在0.1-0.2MPa條件下進行壓力滲透l(T20min，滲透完成后取出，在紅外線干燥窯中干燥12^24h,即得鎂鉻鋯復合磚。
[0006]根據(jù)上述的鎂鉻鋯復合磚，所述的氯氧化鋯至少為工業(yè)純級，鋯鉿含量≥ 36wt%0
[0007]根據(jù)上述的鎂鉻鋯復合磚，所述氯氧化鋯溶液濃度1.5~3mol/L、溫度25~80°C。
[0008]根據(jù)上述的鎂鉻鋯復合磚，所述有機-無機復合結合劑為亞硫酸紙漿廢液-磷酸銨復合溶液、亞硫酸紙漿廢液-氯化鎂復合溶液、亞硫酸紙漿廢液-硫酸鎂復合溶液或糊精-氯化鎂復合溶液。
[0009]根據(jù)上述的鎂鉻鋯復合磚，所述亞硫酸紙漿廢液-磷酸銨復合溶液中兩者體積比為3:1，其中，亞硫酸紙漿廢液的比重為1.20~1.25，磷酸銨溶液的比重為1.50~1.55。
[0010]根據(jù)上述的鎂鉻鋯復合磚，所述亞硫酸紙漿廢液-氯化鎂復合溶液中兩者體積比為1:1,其中，亞硫酸紙衆(zhòng)廢液的比重為1.2(Tl.25,氯化鎂溶液的比重為1.18"!.22。
[0011]根據(jù)上述的鎂鉻鋯復合磚，所述亞硫酸紙漿廢液-硫酸鎂復合溶液中兩者體積比為2:1,其中，亞硫酸紙楽:廢液的比重為1.20~1.25,硫酸鎂溶液的比重為1.20~1.25。
[0012]根據(jù)上述的鎂鉻鋯復合磚，所述糊精-氯化鎂復合溶液中兩者體積比為1:1，其中，糊精的比重為1.2(Tl.25，氯化鎂溶液的比重為1.18^1.22。
[0013]本發(fā)明產品具有的有益效果是:
本發(fā)明將傳統(tǒng)的電熔再結合鎂鉻磚燒成后，繼續(xù)在氯氧化鋯溶液中加壓滲透，通過滲透過程，將溶液中的氯氧化鋯引入鎂鉻磚顯細孔與微裂隙中，制成鎂鉻鋯復合磚，在使用溫度下，引入顯氣孔和微裂隙處的氯氧化鋯會分解生成氧化鋯，填充在鎂鉻磚顯氣孔中，降低了顯氣孔率、細化了氣孔孔徑，提高了制品的抗侵蝕性和防滲透性，同時由于氧化鋯的作用也改善了熱震穩(wěn)定性等，從而研制出性能優(yōu)良的鎂鉻鋯復合磚，用于鋼鐵和有色冶煉設備時可以顯著的提高設備使用壽命，節(jié)省冶煉陳本，對鋼鐵行業(yè)和有色冶煉行業(yè)有重要的經濟和社會效益。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體 實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
[0015]實施例1
一種鎂鉻鋯復合磚，由以下重量百分比的原料制成:粒度3~5mm的電熔鎂鉻砂30%、粒度小于3mm的電熔鎂鉻砂20%、粒度不大于2mm的南非鉻精礦30%、粒度不大于0.088mm的燒結鎂砂粉15%和有機-無機復合結合劑5% ;將除有機-無機復合結合劑以外的原料混合后，加入有機-無機復合結合劑進行混練，再依次對混合原料進行壓制、干燥、燒成，將燒成后磚體在氯氧化鋯溶液中加壓滲透后，再進行干燥，即得鎂鉻鋯復合磚。所述有機-無機復合結合劑為亞硫酸紙漿廢液-磷酸銨復合溶液，兩者體積比為3:1，其中，亞硫酸紙漿廢液的比重為1.20~1.25,磷酸銨溶液的比重為1.50~1.55。
[0016]所述鎂鉻鋯復合磚的制備方法具體包括以下步驟:
(1)將除有機-無機復合結合劑以外的原料按比例混合均勻后，再加入有機-無機復合結合劑進行混練，使結合劑均勻粘附在顆粒表面；
(2)將混合原料壓制成型，在200MPa下保壓Imin后得生坯試樣，生坯試樣在常溫下干燥24h，之后再在110°C干燥窯中干燥24h，最后試樣在隧道窯中燒成，燒成溫度為1750°C，燒成周期為120h ；
(3)將燒成后試樣轉入壓力反應釜，充入濃度1.5mol/L、溫度為25°C的氯氧化鋯溶液，在0.1MPa下進行壓力滲透lOmin，滲透完成后取出，在紅外線干燥窯中干燥12h，即得鎂鉻鋯復合磚。
[0017]實施例2
一種鎂鉻鋯復合磚，由以下重量百分比的原料制成:粒度3~5mm的電熔鎂鉻砂47%、粒度小于3mm的電熔鎂鉻砂20%、粒度不大于2mm的南非鉻精礦18%、粒度不大于0.088mm的燒結鎂砂粉13%和有機-無機復合結合劑2% ;將除有機-無機復合結合劑以外的原料混合后，加入有機-無機復合結合劑進行混練，再依次對混合原料進行壓制、干燥、燒成，將燒成后磚體在氯氧化鋯溶液中加壓滲透后，再進行干燥，即得鎂鉻鋯復合磚。所述有機-無機復合結合劑為亞硫酸紙漿廢液-氯化鎂復合溶液，兩者體積比為1: 1，其中，亞硫酸紙漿廢液的比重為1.2(Tl.25，氯化鎂溶液的比重為1.18^1.22。
[0018]所述鎂鉻鋯復合磚的制備方法具體包括以下步驟:
(1)將除有機-無機復合結合劑以外的原料按比例混合均勻后，再加入有機-無機復合結合劑進行混練，使結合劑均勻粘附在顆粒表面；
(2)將混合原料壓制成型，在230MPa下保壓1.5min后得生坯試樣，生坯試樣在常溫下干燥30h，之后再在130°C干燥窯中干燥30h，最后試樣在隧道窯中燒成，燒成溫度為1780°C，燒成周期為128h ；
(3)將燒成后試樣轉入壓力反應釜，充入濃度2mol/L、溫度為50°C的氯氧化鋯溶液，在0.2MPa下進行壓力滲透15min，滲透完成后取出，在紅外線干燥窯中干燥18h，即得鎂鉻鋯復合磚。
[0019]實施例3
一種鎂鉻鋯復合磚，由以下重量百分比的原料制成:粒度3~5mm的電熔鎂鉻砂50%、粒度小于3mm的電熔鎂鉻砂17%、粒度不大于2mm的南非鉻精礦18%、粒度不大于0.088mm的燒結鎂砂粉13%和有機-無機復合結合劑2% ;將除有機-無機復合結合劑以外的原料混合后，加入有機-無機復合結合劑進行混練，再依次對混合原料進行壓制、干燥、燒成，將燒成后磚體在氯氧化鋯溶液中加壓滲透后，再進行干燥，即得鎂鉻鋯復合磚。所述有機-無機復合結合劑為亞硫酸紙漿廢液-硫酸鎂復合溶液，兩者體積比為2:1，其中，亞硫酸紙漿廢液的比重為1.20~1.25，硫酸鎂溶液的比重為1.20~1.25。
[0020]所述鎂鉻鋯復合磚的制備方法具體包括以下步驟:` (1)將除有機-無機復合結合劑以外的原料按比例混合均勻后，再加入有機-無機復合結合劑進行混練，使結合劑均勻粘附在顆粒表面；
(2)將混合原料壓制成型，在250MPa下保壓2min后得生坯試樣，生坯試樣在常溫下干燥36h，之后再在150°C干燥窯中干燥24h，最后試樣在隧道窯中燒成，燒成溫度為1800°C，燒成周期為130h ；
(3)將燒成后試樣轉入壓力反應釜，充入濃度3mol/L、溫度為80°C的氯氧化鋯溶液，在
0.2MPa下進行壓力滲透20min，滲透完成后取出，在紅外線干燥窯中干燥24h，即得鎂鉻鋯
復合磚。
[0021]實施例4
一種鎂鉻鋯復合磚，由以下重量百分比的原料制成:粒度3~5mm的電熔鎂鉻砂44%、粒度小于3mm的電熔鎂鉻砂20%、粒度不大于2mm的南非鉻精礦21%、粒度不大于0.088mm的燒結鎂砂粉13%和有機-無機復合結合劑2% ;將除有機-無機復合結合劑以外的原料混合后，加入有機-無機復合結合劑進行混練，再依次對混合原料進行壓制、干燥、燒成，將燒成后磚體在氯氧化鋯溶液中加壓滲透后，再進行干燥，即得鎂鉻鋯復合磚。所述有機-無機復合結合劑為糊精-氯化鎂復合溶液，兩者體積比為1:1，其中，糊精的比重為1.2(Tl.25，氯化鎂溶液的比重為1.18"?.22。
[0022]所述鎂鉻鋯復合磚的制備方法具體包括以下步驟:(1)將除有機-無機復合結合劑以外的原料按比例混合均勻后，再加入有機-無機復合結合劑進行混練，使結合劑均勻粘附在顆粒表面；
(2)將混合原料壓制成型，在220MPa下保壓1.5min后得生坯試樣，生坯試樣在常溫下干燥24h，之后再在120°C干燥窯中干燥36h，最后試樣在隧道窯中燒成，燒成溫度為1750°C，燒成周期為120h ；
(3)將燒成后試樣轉入壓力反應釜，充入濃度2.5mol/L、溫度為60°C的氯氧化鋯溶液，在0.12MPa下進行壓力滲透lOmin，滲透完成后取出，在紅外線干燥窯中干燥12h，即得鎂鉻鋯復合磚。
【權利要求】
1.一種鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述鎂鉻鋯復合磚由以下重量百分比的主要原料制成:粒度3~5mm的電熔鎂鉻砂30~50%、粒度小于3mm的電熔鎂鉻砂10~20%、粒度不大于2mm的南非鉻精礦10~30%、粒度不大于0.088mm的燒結鎂砂粉5~15%和有機-無機復合結合劑2~5% ;將除有機-無機復合結合劑以外的原料混合后，加入有機-無機復合結合劑進行混練，使結合劑均勻粘附在顆粒表面，再依次對混合原料進行壓制、干燥、燒成，將燒成后磚體在氯氧化鋯溶液中加壓滲透后，再進行干燥，即得鎂鉻鋯復合磚。
2.根據(jù)權利要求1所述的鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述鎂鉻鋯復合磚的制備方法具體包括以下步驟: (1)將除有機-無機復合結合劑以外的原料按比例混合均勻后，再加入有機-無機復合結合劑進行混練，使結合劑均勻粘附在顆粒表面； (2)將混合原料壓制成型，在20(T250MPa下保壓2min后得生坯試樣，生坯試樣在常溫下干燥24~36h，之后再在110~150°C干燥窯中干燥24~36h，最后試樣在隧道窯中燒成，燒成溫度為1750~l800°C，燒成周期為120~130h ； (3)將燒成后試樣轉入壓力反應釜，充入濃度1.5~3!1101/1的氯氧化鋯溶液，在0.1~0.2MPa條件下進行壓力滲透l0~20min，滲透完成后取出，在紅外線干燥窯中干燥12^24h,即得鎂鉻鋯復合磚。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述的氯氧化鋯至少為工業(yè)純級，鋯鉿含量> 36wt%。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述氯氧化鋯溶液濃度1.5-3mol/L、溫度 25~80°C。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述有機-無機復合結合劑為亞硫酸紙漿廢液-磷酸銨復合溶液、亞硫酸紙漿廢液-氯化鎂復合溶液、亞硫酸紙漿廢液-硫酸鎂復合溶液或糊精-氯化鎂復合溶液。
6.根據(jù)權利要求5所述的鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述亞硫酸紙漿廢液-磷酸銨復合溶液中兩者體積比為3:1，其中，亞硫酸紙漿廢液的比重為1.2(Tl.25，磷酸銨溶液的比重為1.50~1.55。
7.根據(jù)權利要求5所述的鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述亞硫酸紙漿廢液-氯化鎂復合溶液中兩者體積比為1:1，其中，亞硫酸紙漿廢液的比重為1.20-1.25，氯化鎂溶液的比重為1.18~1.22。
8.根據(jù)權利要求5所述的鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述亞硫酸紙漿廢液-硫酸鎂復合溶液中兩者體積比為2:1，其中，亞硫酸紙漿廢液的比重為1.2(Tl.25，硫酸鎂溶液的比重為1.20~1.25。
9.根據(jù)權利要求5所述的鎂鉻鋯復合磚，其特征在于:所述糊精-氯化鎂復合溶液中兩者體積比為1:1，其中，糊精的比重為1.2(Tl.25，氯化鎂溶液的比重為1.18~1.22。
【文檔編號】C04B35/66GK103771880SQ201310722920
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權日:2013年12月25日
【發(fā)明者】葉亞紅, 劉錫俊, 楊衛(wèi)波, 劉曉磊, 翟耀杰, 劉昭, 徐琳琳, 張躍峰, 袁林, 胡世平 申請人:河南瑞泰耐火材料科技有限公司