CN101219905B - 铝锆铬质耐火球 - Google Patents
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Abstract
一种铝锆铬质耐火球。其特点是耐火球组分(重量百分比)包括高铝矾土熟料65～85％、锆英石5～15％、含Cr2O3物料0.5～6％、锆刚玉0～10％，α-Al2O3微粉0～10％、粘土3～8％，外加2～5％的粘结剂。耐火球成品含Al2O375～85％、ZrO23～9％、Cr2O30.3～3％，其余为原料中所含SiO2及其它物质。优点是体积密度高，热容量大。体积密度≥2.85g/cm3，显气孔率≤20％，可使进高炉热风温度达到1150℃；强度高，抗热震性能好；耐压强度≥30KN/球，抗热震性(1100℃，水冷)≥7次；在使用过程中不粉化破损，满足所有高炉球式热风炉的技术要求，特别适用于高炉球式热风炉的中温段和低温段；抗化学侵蚀性强，荷重软化温度高；荷重软化温度(100N/球)≥1550℃；使用过程相互不粘连、不变形；寿命长，可与炉龄同步，并可以重复使用。
Description
本发明涉及冶金领域，属于耐火材料制品，特别是在冶金高炉的球式热风炉上使用的一种铝锆铬质耐火球。
背景技术
球式热风炉是20多年来推广应用的高炉生产新技术，与传统的热风炉相比，具有投资少、热效率高、节能节水的优点。球式热风炉使用的换热元件为耐火球，目前主要有镁铝质耐火球(申请号95104269.6)和高铝质耐火球(申请号98100364.8)，这两种耐火球主要用于高炉球式热风炉的中温段和低温段(中部和下部)，它们有一个共同的缺点，即耐用性差、寿命低，原因是镁铝球强度低、抗热震性差，在使用中会粉化破损，高铝球抗化学侵蚀性差，在使用中会粘结成跎，使用1～3年就要停炉清球、换球，而且它们的热容量和强度不够高，很难满足现代长寿高炉球式热风炉的技术要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服上述镁铝质和高铝质耐火球缺点的铝锆铬质耐火球，该耐火球具有热容量大、抗热震性高、强度高、抗化学侵蚀性强、寿命高等特性，能满足所有现代长寿高炉球式热风炉的技术要求，特别适用于高炉球式热风炉的中温段和低温段。
本发明目的通过下述技术方案实现：
耐火球组分(重量百分比)包括高铝矾土熟料65～85％、锆英石5～15％、含Cr2O3物料0.5～6％、锆刚玉0～10％，α-Al2O3微粉0～10％、粘土3～8％，外加2～5％的粘结剂。耐火球成品含Al2O375～85％、ZrO23～9％、Cr2O3 0.3～3％，其余为原料中所含SiO2及其它物质。
各组分的成分要求(重量百分比)为：高铝矾土熟料含Al2O3≥80％，锆英石含ZrO2≥50％，含Cr2O3物料含Cr2O3≥30％，锆刚玉含ZrO2≥60％，α-Al2O3微粉含Al2O3≥98％，粘土含Al2O3≥30％。
含Cr2O3物料为工业氧化铬、铬砖、铬刚玉、铬刚玉砖、铬矿等，上述物料可以单独使用其中之一；可以任意两种混合使用；也可以任意两种以上混合使用。
加入锆质材料目的是提高耐火球的抗热震性和热容量，铬质材料化学稳定性高、比重大，加入铬质材料目的是提高耐火球的抗化学侵蚀性和热容量，加入微粉可以提高铝锆铬质材料的烧结性和成品球的密度和强度，加入粘土目的是起结合剂和烧结剂作用，降低烧成温度、提高高温使用性能等。
本发明所述铝锆铬质耐火球的制作工艺为：将颗粒原料称重、配比、混匀成干混合料后，加入粘结剂亚硫酸纸浆废液湿碾搅拌均匀，再将粉料加入混碾均匀，困料24～48小时后，用半干法机压成型制成球坯，球坯经烘干后进高温窑烧成，烧成温度1450℃～1550℃。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、体积密度高，热容量大。体积密度≥2.85g/cm3，显气孔率≤20％，可使进高炉热风温度达到1150℃；
2、强度高，抗热震性能好。耐压强度≥30KN/球，抗热震性(1100℃，水冷)≥7次。在使用过程中不粉化破损，满足所有高炉球式热风炉的技术要求，特别适用于高炉球式热风炉的中温段和低温段；
3、抗化学侵蚀性强，荷重软化温度高。荷重软化温度(100N/球)≥1550℃。使用过程相互不粘连、不变形；
4、寿命长，可与炉龄同步，并可以重复使用。
具体实施方式
本发明的耐火球组分(重量百分比)包括高铝矾土熟料65～85％、锆英石5～15％、含Cr2O3物料0.5～6％、锆刚玉0～10％，α-Al2O3微粉0～10％、粘土3～8％，外加2～5％的粘结剂。耐火球成品含Al2O375～85％、ZrO23～9％、Cr2O30.3～3％，其余为原料中所含SiO2及其它物质。各组分的成分要求(重量百分比)为：高铝矾土熟料含Al2O3≥80％，锆英石含ZrO2≥50％，含Cr2O3物料含Cr2O3≥30％，锆刚玉含ZrO2≥60％，α-Al2O3微粉含Al2O3≥98％，粘土含Al2O3≥30％。
含Cr2O3物料为工业氧化铬、铬砖、铬刚玉、铬刚玉砖、铬矿等，上述物料可以单独使用其中之一；可以任意两种混合使用；也可以任意两种以上混合使用。含Cr2O3物料的粒径为200～500目。
高铝矾土熟料含有颗粒料和细粉料。
锆英石粒径为200～500目。
粘结剂为亚硫酸纸浆废液，比重≥1.20，也可采用其他种类的粘结剂。
实施例1
某高炉球式热风炉在中温段采用的Φ60铝锆铬质耐火球，其配比(重量百分比)为：高铝矾土熟料78％、锆英石8.5％、铬砖1.5％、铬刚玉4.0％、α-Al2O3微粉3％、粘土5％。颗粒原料经称重、配比、混匀成干混合料后，加入比重为1.23的亚硫酸纸浆废液3％湿碾搅拌均匀，再将粉料加入混碾均匀，困料24小时后，用半干法机压成型制成球坯，球坯经烘干后进高温窑烧成，烧成温度1450℃～1500℃。耐火球成品含Al2O3 79.12％、ZrO2 5.36％、Cr2O3 2.61％。耐火球成品的体积密度为2.93g/cm3、耐压强度为41KN/球、显气孔率为19％、抗热震性(1100℃，水冷)8次，荷重软化温度(100N/球)1565℃。
实施例2
某高炉球式热风炉在中温段采用的Φ60铝锆铬质耐火球，其配比(重量百分比)为：高铝矾土熟料80.5％、锆英石8.5％、工业氧化铬1.0％、铬刚玉砖2.0％、α-Al2O3微粉3％、粘土5％。颗粒原料经称重、配比、混匀成干混合料后，加入比重为1.23的亚硫酸纸浆废液3％湿碾搅拌均匀，再将粉料加入混碾均匀，困料24小时后，用半干法机压成型制成球坯，球坯经烘干后进高温窑烧成，烧成温度1450℃～1500℃。耐火球成品含Al2O380.02％、ZrO2 5.57％、Cr2O31.51％。耐火球成品的体积密度为2.91g/cm3、耐压强度为40KN/球、显气孔率为19％、抗热震性(1100℃，水冷)8次，荷重软化温度(100N/球)1560℃。
实施例3
某高炉球式热风炉在中温段采用的Φ60铝锆铬质耐火球，其配比(重量百分比)为：高铝矾土熟料81.4％、锆英石9％、工业氧化铬0.6％、α-Al2O3微粉4％、粘土5％。颗粒原料经称重、配比、混匀成干混合料后，加入比重为1.24的亚硫酸纸浆废液3％湿碾搅拌均匀，再将粉料加入混碾均匀，困料24小时后，用半干法机压成型制成球坯，球坯经烘干后进高温窑烧成，烧成温度1450℃～1500℃。耐火球成品含Al2O381.81％、ZrO25.20％、Cr2O30.52％。耐火球成品的体积密度为2.88g/cm3、耐压强度为37KN/球、显气孔率为20％、抗热震性(1100℃，水冷)7次，荷重软化温度(100N/球)1553℃。
在上述三个实施例中，颗粒原料指高铝矾土熟料含有的各种粒级的颗粒料；粉料指高铝矾土熟料含有的细粉料、锆英石、含Cr2O3物料、锆刚玉、α-Al2O3微粉、粘土。
Claims (10)
1.一种铝锆铬质耐火球，其特征在于：耐火球原料配方的组分(重量百分比)包括高铝矾土熟料65～85％、锆英石5～15％、含Cr2O3物料0.5～6％、锆刚玉0～10％，α-Al2O3微粉0～10％、粘土3～8％，外加2～5％的粘结剂。耐火球成品含Al2O375～85％、ZrO23～9％、Cr2O30.3～3％，其余为原料中所含SiO2及其它物质。
2.根据权利要求1所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：各组分的成分要求(重量百分比)为：高铝矾土熟料含Al2O3≥80％，锆英石含ZrO2≥50％，含Cr2O3物料含Cr2O3≥30％，锆刚玉含ZrO2≥60％，α-Al2O3微粉含Al2O3≥98％，粘土含Al2O3≥30％。
3.根据权利要求1或2所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：含Cr2O3物料为工业氧化铬或铬砖或铬刚玉或铬刚玉砖或铬矿。
4.根据权利要求1或2所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：含Cr2O3物料为工业氧化铬、铬砖、铬刚玉、铬刚玉砖、铬矿中至少任意两种混合使用。
5.根据权利要求3所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：含Cr2O3物料的粒径为200～500目。
6.根据权利要求4所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：含Cr2O3物料的粒径为200～500目。
7.根据权利要求1所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：高铝矾土熟料含有颗粒料和细粉料。
8.根据权利要求1所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：锆英石粒径为200～500目。
9.根据权利要求1所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：粘结剂为亚硫酸纸浆废液。
10.根据权利要求1或2所述的铝锆铬质耐火球，其特征在于：将耐火球组分中的颗粒原料称重、配比、混匀成干混合料后，加入粘结剂亚硫酸纸浆废液湿碾搅拌均匀，再将粉料加入混碾均匀，困料24～48小时后，用半干法机压成型制成球坯，球坯经烘干后进高温窑烧成，烧成温度1450℃～1550℃。
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