CN100540508C - 镁铬砖 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镁铬砖，它由合成镁铁尖晶石、合成镁铬铁尖晶石、镁砂、铬精矿、添加剂按照下述重量百分比制成：a、合成镁铁尖晶石：取MgO：90-95；Fe2O3：4-7；SiO2：0.5-1.5；CaO：0.5-1.5；b、合成镁铬铁尖晶石：取MgO：85-90；Cr2O3：2-5；Fe2O3：4-8；SiO2：0.5-1.5；CaO：0.5-1.5；Al2O3：0.5-1.5；c、铬精矿：取Cr2O3：50-60；SiO2：0.5-1.5；MgO：8-16；Fe2O3：15-25；Al2O3：8-16；CaO：0-1；d、镁砂：取MgO：96-98.5；SiO2：0.5-2；CaO：0.5-1.5；Fe2O3：0.3-1；e、添加剂：取AL2O3：80-85，ZrO2：15-20。本发明优点为：1、制品内部尖晶石分布均匀，结构致密，抗侵蚀性能提高；2、有效提高了制品的高温强度和与水泥熟料的亲和性能；3、产品Cr2O3含量为3-5%，解决了我国铬矿资源贫乏的问题。

Description

镁铬砖
技术领域
本发明涉及耐火砖，尤其是涉及镁铬砖。
背景技术
镁铬砖主要用于工业窑炉的耐火内衬层，如建材工业大型水泥回转窑的烧成带的耐火内衬层。目前窑炉中所使用的直接结合镁铬砖存在含铬量较高，一般为8-10％；使得在镁铬砖的生产过程中对环境污染较为严重，同时直接结合镁铬砖在使用过程中易剥落、强度低，使得窑炉寿命降低，成本上升，而且铬的过量使用也加剧了我国铬矿资源贫乏的矛盾。因此，如何在保证镁铬砖强度高、耐侵蚀、抗剥落的前提下，以降低铬材料的使用量是本领域的科技人员一直研究的课题，但目前还未见诸有关这方面的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含铬量少、抗侵蚀、耐剥落且强度高的镁铬砖。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案。
本发明所述的镁铬砖，它由合成镁铁尖晶石、合成镁铬铁尖晶石、镁砂、铬精矿、添加剂按照下述步骤制备而成：
第一步，按重量百分比选择物料：
a、合成镁铁尖晶石：
取MgO：90-95；Fe2O3：4-7；SiO2：0.5-1.5；CaO：0.5-1.5；
b、合成镁铬铁尖晶石：
取MgO：85-90；Cr2O3：2-5；Fe2O3：4-8；SiO2：0.5-1.5；CaO：0.5-1.5；Al2O3：0.5-1.5；
c、铬精矿：
取Cr2O3：50-60；SiO2：0.5-1.5；MgO：8-16；Fe2O3：15-25；Al2O3：8-16；CaO：0-1；
d、镁砂：
取MgO：96-98.5；SiO2：0.5-2；CaO：0.5-1.5；Fe2O3：0.3-1；
e、添加剂：
取AL2O3：80-85，ZrO2：15-20；
第二步、物料制备：
a、将上述合成镁铁尖晶石物料破粉碎成≤4mm的颗粒粉料；
b、将上述合成镁铬铁尖晶石物料破粉碎成≤4mm的颗粒粉料；
c、将上述铬精矿物料破粉碎成≤3mm的颗粒粉料；
d、将上述镁砂物料破粉碎成小于0.088mm的颗粒粉料；
e、将上述添加剂物料破粉碎成小于0.088mm的颗粒粉料；
第三步：物料配比：
按重量份分别从第二步制得的合成镁铁尖晶石物料中取35-55份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取25-45份；从铬精矿物料中取5-7份；从镁砂物料中取15-20份；从添加剂物料中取2-4份；
第四步、砖体制备：
将第三步所取得的混合物料置于混碾设备中，加入所取得混合物料2-5％重量份，比重1.20-1.30g/cm3的亚硫酸纸浆废液或氯化镁作为结合剂；混碾时间5-20分钟；将混碾后的物料置于压力大于5000KN压力机内成型，制成体密度≥3.0g/cm3的半成品；
第五步：干燥及烧成：
将半成品置于干燥器内进行干燥处理，干燥温度为70-130℃，干燥时间≥16小时；将干燥后的制品进行烧制，烧成温度为1450-1650℃，烧成时间为60-120小时即得成品。
按照本发明方法生产的镁铬砖，其优点主要体现在：
1、产品采用预合成尖晶石为原料，使制品内部尖晶石分布均匀，结构致密，抗侵蚀性能提高；
2、本发明所使用的添加剂使得制品在烧结过程中形成MgO-Cr2O3-Fe2O3复合尖晶石，有效提高了制品的高温强度和与水泥熟料的亲和性能；同时也使得制品内部形成微裂纹，从而进一步提高抗剥落性能；
3、产品Cr2O3含量为3-5％，比目前水泥窑用直接结合镁铬砖降低了3-5％，解决了我国铬矿资源贫乏的问题，符合耐火材料向低铬、无铬方向发展的环保政策；同时也降低了镁铬砖的生产成本；
4、产品克服了现有直接结合镁铬砖在使用过程中抗侵蚀、耐剥落性能差的问题，经5000t/d以上大型水泥窑的烧成带应用寿命在1年以上，达到了进口德国同类产品水平，满足了大型水泥窑烧成带对内衬材料的要求。
本发明所述镁铬砖的理化性能指标如下所示：
项目   指标(％)
MgO                   ％   80-85
Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>                 ％   3-5
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>                 ％   4-7
SiO<sub>2</sub>                  ％   ≤2
气孔率                ％   17-18
体积密度              g/cm3   2.95-3.15
耐压强度              MPa   ≥60
荷重软化温度          ℃   ≥1700
热震稳定性(1000℃水冷)次   ≥8
具体实施方式
实施例1：
本发明所述的镁铬砖，它由合成镁铁尖晶石、合成镁铬铁尖晶石、镁砂、铬精矿、添加剂按照下述步骤制备而成：
第一步，按重量百分比选择物料为：
a、合成镁铁尖晶石：
取MgO：95；Fe2O3：4；SiO2：0.5；CaO：0.5；
b、合成镁铬铁尖晶石：
取MgO：85；Cr2O3：5；Fe2O3：8；SiO2：0.5；CaO：0.5；Al2O3：1；
c、铬精矿：
取Cr2O3：50；SiO2：1；MgO：16；Fe2O3：25；AL2O3：8；CaO：0；
d、镁砂：
取MgO：97；SiO2：1.2；CaO：1.5；Fe2O3：0.3；
e、添加剂：
取Al2O3：80；ZrO2：20。
第二步、物料制备：
a、将上述合成镁铁尖晶石物料破粉碎成≤4mm的颗粒粉料；
b、将上述合成镁铬铁尖晶石物料破粉碎成≤4mm的颗粒粉料；
c、将上述铬精矿物料破粉碎成≤3mm的颗粒粉料；
d、将上述镁砂物料破粉碎成小于0.088mm的颗粒粉料；
e、将上述添加剂物料破粉碎成小于0.088mm的颗粒粉料；
第三步：物料配比：
从合成镁铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料45份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料30份；从铬精矿物料中取粒度≤3mm的颗粒料7份；从镁砂物料中取小于0.088mm的细粉料15份；从添加剂物料中取小于0.088mm的细粉料3份。
第四步、砖体制备：
将第三步所取得的混合物料置于混碾设备中，加入2-5％重量份比重为1.20-1.30g/cm3的亚硫酸纸浆废液或氯化镁溶液作为结合剂；混碾时间5-20分钟；将混碾后的物料置于压力大于5000KN压力机内成型，制成体密度≥3.0g/cm3的半成品。
第五步：干燥及烧成：
将半成品置于干燥器内进行干燥处理，干燥温度为70-130℃，干燥时间≥16小时；将干燥后的制品进行烧制，烧成温度为1450-1650℃，烧成时间为60-120小时。
实施例2：
本发明所述的镁铬砖，它由合成镁铁尖晶石、合成镁铬铁尖晶石、镁砂、铬精矿、添加剂按照下述步骤制备而成：
第一步，按重量百分比选择物料为：
a、合成镁铁尖晶石：
取MgO：90；Fe2O3：7；SiO2：1.5；CaO：1.5；
b、合成镁铬铁尖晶石：
取MgO：87.5；Cr2O3：3.5；Fe2O3：6；SiO2：1；CaO：1.5；Al2O3：0.5；
c、铬精矿：
取Cr2O3：60；SiO2：0.5；MgO：8；Fe2O3：15；Al2O3：16；CaO：0.5；
d、镁砂：
取MgO：96；SiO2：2；CaO：1；Fe2O3：1；
e、添加剂：
取Al2O3：85；ZrO2：15。
第二步、物料制备：
从合成镁铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料43份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料30份；从铬精矿物料中取粒度≤3mm的颗粒料5份；从镁砂物料中取小于0.088mm的细粉料20份；从添加剂物料中取小于0.088mm的细粉料2份。
第三步，物料配比：
从合成镁铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料43份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料30份；从铬精矿物料中取粒度≤3mm的颗粒料5份；从镁砂物料中取小于0.088mm的细粉料20份；从添加剂物料中取小于0.088mm的细粉料2份。
第四步、砖体制备：
将第三步所取得的混合物料置于混碾设备中，加入2-5％重量份比重为1.20-1.30g/cm3的亚硫酸纸浆废液或氯化镁溶液作为结合剂；混碾时间5-20分钟；将混碾后的物料置于压力大于5000KN压力机内成型，制成体密度≥3.0g/cm3的半成品；
第五步：干燥及烧成：
将半成品置于干燥器内进行干燥处理，干燥温度为70-130℃，干燥时间≥16小时；将干燥后的制品进行烧制，烧成温度为1450-1650℃，烧成时间为60-120小时。
实施例3：
本发明所述的镁铬砖，它由合成镁铁尖晶石、合成镁铬铁尖晶石、镁砂、铬精矿、添加剂按照下述步骤制备而成：
第一步，按重量百分比选择物料为：
a、合成镁铁尖晶石：
取MgO：92.5；Fe2O3：5.5；SiO2：1；CaO：1；
b、合成镁铬铁尖晶石：
取MgO：90；Cr2O3：2；Fe2O3：4；SiO2：1.5；CaO：1.0；Al2O3：1.5；
c、铬精矿：
取Cr2O3：55；SiO2：1.5；MgO：12；Fe2O3：19；Al2O3：11.5；CaO：1；
d、镁砂：
取MgO：98.5；SiO2：0.5；CaO：0.5；Fe2O3：0.5；
e、添加剂：
取Al2O3：83；ZrO2：17。
第二步、物料制备：
从合成镁铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料43份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料30份；从铬精矿物料中取粒度≤3mm的颗粒料5份；从镁砂物料中取小于0.088mm的细粉料20份；从添加剂物料中取小于0.088mm的细粉料2份。
第三步，物料配比为：
从合成镁铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料42.5份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料30份；从铬精矿物料中取粒度≤3mm的颗粒料6份；从镁砂物料中取小于0.088mm的细粉料17.5份；从添加剂物料中取小于0.088mm的细粉料4份。
第四步、砖体制备：
将第三步所取得的混合物料置于混碾设备中，加入2-5％重量份的亚硫酸纸浆废液或氯化镁溶液作为结合剂；混碾时间5-20分钟；将混碾后的物料置于压力大于5000KN压力机内成型，制成体密度≥3.0g/cm3的半成品。
第五步：干燥及烧成
将半成品置于干燥器内进行干燥处理，干燥温度为70-120℃，干燥时间≥16小时；将干燥后的制品进行烧制，烧成温度为1450-1650℃，烧成时间为60-120小时。

Claims (4)

1、一种镁铬砖，其特征在于：它由合成镁铁尖晶石、合成镁铬铁尖晶石、镁砂、铬精矿、添加剂按照下述步骤制备而成：
第一步，按重量百分比选择物料：
a、合成镁铁尖晶石：
取MgO：90-95；Fe2O3：4-7；SiO2：0.5-1.5；CaO：0.5-1.5；
b、合成镁铬铁尖晶石：
取MgO：85-90；Cr2O3：2-5；Fe2O3：4-8；SiO2：0.5-1.5；CaO：0.5-1.5；Al2O3：0.5-1.5；
c、铬精矿：
取Cr2O3：50-60；SiO2：0.5-1.5；MgO：8-16；Fe2O3：15-25；Al2O3：8-16；CaO：0-1；
d、镁砂：
取MgO：96-98.5；SiO2：0.5-2；CaO：0.5-1.5；Fe2O3：0.3-1。
e、添加剂：
取AL2O3：80-85，ZrO2：15-20。
第二步、物料制备：
a、将上述合成镁铁尖晶石物料破粉碎成≤4mm的颗粒粉料；
b、将上述合成镁铬铁尖晶石物料破粉碎成≤4mm的颗粒粉料；
c、将上述铬精矿物料破粉碎成≤3mm的颗粒粉料；
d、将上述镁砂物料破粉碎成小于0.088mm的颗粒粉料；
e、将上述添加剂物料破粉碎成小于0.088mm的颗粒粉料；
第三步：物料配比：
按重量份分别从第二步制得的合成镁铁尖晶石物料中取35-55份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取25-45份；从铬精矿物料中取5-7份；从镁砂物料中取15-20份；从添加剂物料中取2-4份；
第四步、砖体制备：
将第三步所取得的混合物料置于混碾设备中，加入所取得混合物料2-5％重量份比重1.20-1.30g/cm3的亚硫酸纸浆废液或氯化镁作为结合剂；混碾时间5-20分钟；将混碾后的物料置于压力大于5000KN压力机内成型，制成体密度≥3.0g/cm3的半成品；
第五步：干燥及烧成：
将半成品置于干燥器内进行干燥处理，干燥温度为70-130℃，干燥时间≥16小时；将干燥后的制品进行烧制，烧成温度为1450-1650℃，烧成时间为60-120小时即得成品。
2、根据权利要求1所述的镁铬砖，其特征在于：所述第一步按重量百分比选择物料为：
a、合成镁铁尖晶石：
取MgO：95；Fe2O3：4；SiO2：0.5；CaO：0.5；
b、合成镁铬铁尖晶石：
取MgO：85；Cr2O3：5；Fe2O3：8；SiO2：0.5；CaO：0.5；Al2O3：1.0；
c、铬精矿：
取Cr2O3：50；SiO2：1；MgO：16；Fe2O3：25；AL2O3：8；CaO：0；
d、镁砂：
取MgO：97；SiO2：1.2；CaO：1.5；Fe2O3：0.3；
e、添加剂：
取Al2O3：80；ZrO2：20；
所述第三步的物料重量份配比为：
从合成镁铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料45份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料30份；从铬精矿物料中取粒度≤3mm的颗粒料7份；从镁砂物料中取小于0.088mm的细粉料15份；从添加剂物料中取小于0.088mm的细粉料3份。
3、根据权利要求1所述的镁铬砖，其特征在于：所述第一步按重量百分比选择物料为：
a、合成镁铁尖晶石：
取MgO：90；Fe2O3：7；SiO2：1.5；CaO：1.5；
b、合成镁铬铁尖晶石：
取MgO：87.5；Cr2O3：3.5；Fe2O3：6；SiO2：1；CaO：1.5；Al2O3：0.5；
c、铬精矿：
取Cr2O3：60；SiO2：0.5；MgO：8；Fe2O3：15；Al2O3：16；CaO：0.5；
d、镁砂：
取MgO：96；SiO2：2；CaO：1；Fe2O3：1；
e、添加剂：
取Al2O3：85；ZrO2：15；
所述第三步的物料重量份配比为：
从合成镁铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料43份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料30份；从铬精矿物料中取粒度≤3mm的颗粒料5份；从镁砂物料中取小于0.088mm的细粉料20份；从添加剂物料中取小于0.088mm的细粉料2份。
4、根据权利要求1所述的镁铬砖，其特征在于：所述第一步按重量百分比选择物料为：
a、合成镁铁尖晶石：
取MgO：92.5；Fe2O3：5.5；SiO2：1；CaO：1；
b、合成镁铬铁尖晶石：
取MgO：90；Cr2O3：2；Fe2O3：4；SiO2：1.5；CaO：1.0；Al2O3：1.5；
c、铬精矿：
取Cr2O3：55；SiO2：1.5；MgO：12；Fe2O3：19；Al2O3：11.5；CaO：1；
d、镁砂：
取MgO：98.5；SiO2：0.5；CaO：0.5；Fe2O3：0.5；
e、添加剂：
取Al2O3：83；ZrO2：17；
所述第三步的物料重量份配比为：
从合成镁铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料42.5份；从合成镁铬铁尖晶石物料中取粒度≤4mm的颗粒料30份；从铬精矿物料中取粒度≤3mm的颗粒料6份；从镁砂物料中取小于0.088mm的细粉料17.5份；从添加剂物料中取小于0.088mm的细粉料4份。
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