CN101045624A - 镁铁尖晶石砂及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及镁铁尖晶石砂及其制造方法。采用的技术方案是：由重量份配比是氧化镁85～98份、氧化铁2～15份的原料制成；制造方法如下：(1)将氧化铁磨成细粉；(2)将氧化镁、氧化铁按重量份配比配料，其中，氧化镁和氧化铁混合后，还可加入其总重量的5％～15％的结合剂水，混合均匀；将混合均匀的物料，经压密机压密后，进入压球机成球；物料成球后在自然温度下，干燥脱水，脱水时间为2～4天；(3)将混合或干燥后的物料放入三相电弧炉中，在温度为2800～3200℃，熔融9～11小时；(4)将烧成品在自然温度下，冷却6－7天，破砣出产品。本发明消除了环境污染、铬公害，提高了水泥回转窑烧成带用砖的使用寿命。

Description

镁铁尖晶石砂及其制造方法
技术领域：本发明涉及一种耐火材料及其制造方法，尤其是用于水泥窑回转窑中烧成带用砖的耐火材料镁铁尖晶石砂及其制造方法。
背景技术：目前，世界上水泥窑烧成带用砖大多采用镁铬砖，这种耐火材料虽然使用效果好，但污染严重，铬砖中的铬成份虽在制砖过程中是以Cr3+形式存在，但是在水泥窑使用过程中与窑料中的碱(Na2O及K2O)相结合，形成剧毒的六价铬化合物，这些六价铬化合物都是剧毒的水溶性物质，一部份随着废气粉尘外逸，污染空气，一部份残留于拆除的废砖中，残留于废砖中的Cr6+经雨水的溶解渗入地下造成环境污染。
发明内容：本发明的目地是提供一种消除污染、铬公害，提高水泥回转窑烧成带用砖寿命的镁铁尖晶石砂。
本发明的另一目的是提供一种制造镁铁尖晶石砂的方法。
本发明是通过下述方案实现的：
一种镁铁尖晶石砂，其特征在于是由氧化镁和氧化铁按重量份配比制成，氧化镁和氧化铁按重量份为100份计，氧化镁和氧化铁的重量份配比是氧化镁85～98份、氧化铁2～15份。
所述的镁铁尖晶石砂的制造方法，其特征在于其步骤如下：
(1)将氧化铁磨成细粉；
(2)将氧化镁、氧化铁按重量份配比配料；
(3)将混合物料放入三相电弧炉中，在温度为2800～3200℃，熔融9～11小时；
(4)将烧成品在自然温度下，冷却6-7天，破砣出产品。
所述的镁铁尖晶石砂的制造方法，其特征在于其步骤还包括，在步骤(2)将氧化镁、氧化铁按重量份配比配料后，将混合料投入混料机中，加入氧化镁和氧化铁总重量的5％～15％的结合剂水，混合均匀；将混合均匀的物料，经压密机压密后，进入压球机成球；物料成球后在自然温度下，干燥脱水，脱水时间为2～4天；将干燥后的物料再进行步骤(3)和步骤(4)。
破砣后的产品，可以按照使用要求进行破碎，筛分成不同粒度的产品。
发明人对原料的选用做了对比试验，按上述生产方法，将氧化铁和特级菱镁石按94∶6配比，经高温熔融、自然冷却而制成的镁铁尖晶石砂，其化学成份为MgO 93.2％、Al2O3 0.5％、Fe2O3 3.8％、CaO1.7％、SiO 0.8％，含铁量不稳定，产量低，电耗高，由其制成的砖显气孔率16～18％、体积密度2.85～3.00g/cm、常压强度50Mpa；
通过试验，优选氧化镁为轻烧氧化镁，技术指标为MgO≥90％、SiO2≤0.6％、CaO≤1.2％、灼碱＜5％；氧化铁的技术指标为Fe2O3≥97％、SiO2≤1.2％；氧化铁可以是氧化铁粉或氧化铁红。
将氧化铁直接和轻烧镁粉按MgO∶Fe2O3＝93∶7比例配比，经压密机压密后，进入压球机成球，经3000℃熔融，制造镁铁尖晶石砂，外观晶体光泽，体密致密，但皮砂过多，其化学成份为MgO 90.11％、Al2O30.6％、Fe2O3 7.1％、CaO 1.49％、SiO 0.7％，电耗高，品位不均匀，制成砖后应用于水泥窑烧成带用砖，其制成的砖显气孔率21～23％、体积密度2.70～2.80g/cm、常压强度45Mpa。由于氧化铁没有磨成细粉，在熔融过程中，氧化铁在氧化镁中的分布不均匀，制成的镁铁尖晶石砂，其热稳定性和抗侵蚀性与铬砂接近。但在挂牢窑皮方面不及铬砂。因此，在制造工艺中，先将氧化铁加工成细粉，优选的是将氧化铁磨成300～400目的细粉，氧化镁磨成小于0.6mm的颗粒。
本发明的有益效果是：由于选用的氧化镁及含铁量≥97％的氧化铁原料中，不含有铬成份和微量铬，因而不会对环境造成污染，而且氧化镁及氧化铁的成本比铬要低得多，所以生产成本低。将氧化铁物料制成细粉，然后经压密机压密后，经压球机成球，然后在高温熔融，这样有利于氧化铁在氧化镁中均匀分布，从而形成由氧化镁和氧化铁共晶复合品，即镁铁尖晶石砂。本发明镁铁尖晶石砂，其主要特点低硅、低钙，杂质含量少，镁铁合量最多可达98％。镁铁尖晶石砂主要应用于生产镁铁尖晶石砖，制成的砖应用于水泥窑烧成带用砖，由于水泥熟料对砖中的铁有很好的亲和力，因此具有挂牢窑皮，保护耐火砖本体，减轻受热应力，化学腐蚀机械应力的破坏作用，延长了使用寿命，比铬砖应用多30-40天，降低了耐火材料消耗，同时又解决了六价铬的污染。
具体实施方式
实施例1
原料：氧化镁：MgO 92.79％、SiO2 0.56％、CaO 1.15％、灼碱4.5％、
              Fe2O3 0.8％、Al2O3 0.2％；
      氧化铁：Fe2O3 97.5％、SiO2 1.1％。
一种镁铁尖晶石砂，其制造方法如下：
(1)将氧化铁磨成小于500目细粉；
(2)取氧化镁、氧化铁，其重量份配比是95∶5，混合均匀；
(3)将混合后的物料放入三相电弧炉中，在温度为3000℃，熔融10小时；
(4)将烧成品在自然温度25℃下，冷却6天，破砣出产品；
结果见表1
实施例2
原料：氧化镁：MgO 92.4％、SiO2 0.6％、CaO 1.2％、灼碱5％、
              Fe2O3 0.6％、Al2O3 0.2％；
      氧化铁：Fe2O3 97％、SiO2 1.2％。
一种镁铁尖晶石砂，其制造方法如下：
(1)将氧化铁磨成小于500目细粉；
(2)取氧化镁、氧化铁，其重量份配比是85∶15，然后投入混料机中，加入氧化镁和氧化铁总重量的5％的结合剂水，混合均匀；将混合均匀的物料，经压密机压密后，进入压球机成球；物料成球后在自然温度25℃下，干燥脱水，脱水时间为2天；
(3)将干燥后物料放入三相电弧炉中，在温度为2800℃，熔融11小时；
(4)将烧成品在自然温度25℃下，冷却6天，破砣出产品；
结果见表1
实施例：3
原料：氧化镁：MgO 93.2％、SiO2 0.6％、CaO 1.1％、灼碱4％、
              Fe2O3 0.9％、Al2O3 0.2％；
      氧化铁：Fe2O3 98％、SiO2 1.1％。
一种镁铁尖晶石砂，其制造方法如下：
(1)将氧化镁磨成小于0.6mm的颗粒，氧化铁磨成小于300目的细粉；
(2)取磨后的氧化镁、氧化铁，其重量份配比是98∶2，然后投入混料机中，加入氧化镁和氧化铁总重量的15％的结合剂水，混合均匀；将混合均匀的物料，经压密机压密后，进入压球机成球；物料成球后在自然温度20℃下，干燥脱水，脱水时间为4天；
(3)将干燥后物料放入三相电弧炉中，在温度为3200℃，熔融9小时；
(4)将烧成品在自然温度20℃下，冷却7天，破砣出产品。
结果见表1
实施例4
原料：氧化镁：MgO 94.6％、SiO2 0.5％、CaO 1.1％、灼碱3％、
              Fe2O3 0.6％、Al2O3 0.2％；
      氧化铁：Fe2O3 98％、SiO2 1.0％。
一种镁铁尖晶石砂，其制造方法如下：
(1)将氧化镁磨成小于0.6mm颗粒，氧化铁磨成小于400目的细粉；
(2)取磨后的氧化镁、氧化铁，其重量份配比是94∶6，然后，投入混料机中，加入氧化镁和氧化铁总重量的10％的结合剂水，混合均匀；将混合均匀的物料，经压密机压密后，进入压球机成球；物料成球后在自然温度25℃下，干燥脱水，脱水时间为3天；
(3)将干燥后物料放入三相电弧炉中，在温度为3000℃，熔融10小时；
(4)将烧成品在自然温度25℃下，冷却6天，破砣出产品。
结果见表1
                                表1
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  化学成份(％)   MgO   93.02   83.69   94.81   92.57
  Al2O3   0.2   0.6   0.21   0.58
  Fe2O3   5.06   13.93   3.18   5.2
  CaO   1.1   1.1   1.16   1.06
  SiO2   0.62   0.68   0.64   0.59
  显气孔率(％)   17   21   16   18
  体积密度(g/cm3)   3.50   3.45   3.43   3.52
  常压强度(Mpa)   55   50   45   55

Claims (3)

1、一种镁铁尖晶石砂，其特征在于是由氧化镁和氧化铁按重量份配比制成，氧化镁和氧化铁按重量份为100份计，氧化镁和氧化铁的重量份配比是氧化镁85～98份、氧化铁2～15份。
2、一种权利要求1所述的镁铁尖晶石砂的制造方法，其特征在于其步骤如下：
(1)将氧化铁磨成细粉；
(2)将氧化镁、氧化铁按重量份配比配料；
(3)将混合物料放入三相电弧炉中，在温度为2800～3200℃，熔融9～11小时；
(4)将烧成品在自然温度下，冷却6-7天，破砣出产品。
3、一种权利要求2所述的镁铁尖晶石砂的制造方法，其特征在于其步骤还包括，在步骤(2)将氧化镁、氧化铁按重量份配比配料后，将混合料投入混料机中，加入氧化镁和氧化铁总重量的5％～15％的结合剂水，混合均匀；将混合均匀的物料，经压密机压密后，进入压球机成球；物料成球后在自然温度下，干燥脱水，脱水时间为2～4天；将干燥后的物料再进行步骤(3)和步骤(4)。
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