CN102336539A

CN102336539A - 利废再生免烧镁铬砖及其制备方法

Info

Publication number: CN102336539A
Application number: CN2011102590635A
Authority: CN
Inventors: 虞畅; 吴开道; 严培忠; 叶小星; 唐宁; 翁小燕; 操银燕
Original assignee: ZHEJIANG MINGDE HIGH-TECH MATERIAL Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG MINGDE HIGH-TECH MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-02-01

Abstract

一种 利废再生免烧镁铬砖及其制备方法 ， 免烧镁铬砖 的组份 按重量百分比为： 废镁铬砖颗粒 65~75% ，电熔镁砂 18~28% ，镁铝尖晶石 2~4% ，液态热固性酚醛树脂 3~5% ；将上述各组份原料混合均匀，压制成型， 在200℃下烘烤24小时，自然冷却后出窑即成 。 本发明产品充分循环利用了 镁铬砖的生产原料，生产工艺简单， 无需高温烧成，大大降低了生产能耗和生产成本，同时有效地减轻了环境污染；产品经检测，其 显气孔率 、 常温耐压强度、荷重软化开始温度和抗热震性指标均达到或超过 普通烧成镁铬砖的国家标准。

Description

利废再生免烧镁铬砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐火材料。

背景技术

镁铬砖是以氧化镁和三氧化二铬为主要成份的耐火材料制品，因其耐火度高，高温强度大，抗碱性渣侵蚀性强，热稳定性优良，对酸性渣也有一定的适应性等特点，被广泛应用于各种钢铁冶金炉、水泥回转窑及玻璃窑。生产镁铬砖的主要原料是镁砂和铬铁矿，由于其生产工艺较复杂、烧制温度高、加工能耗高，因此镁铬砖的生产使用成本较高，同时使用后的镁铬砖如若不及时处理会造成环境污染。为此，有些耐材厂家采用废镁铬砖为主要原料并添加结合剂压制成不烧镁铬砖，该不烧镁铬砖砌筑在炉窑内后，利用炉窑生产过程中的高温自身烧结而达到与普通镁铬砖相似的质量效果。但现有的不烧镁铬砖，其结合剂一般采用水玻璃、硫酸盐、氯化物、磷酸或聚磷酸盐等，所制得不烧镁铬砖的抗热震性较普通镁铬砖稍差，多次使用时会产生微裂纹；使用过程中的六价铬污染没有完全得到控制；另外，砖体中引入了诸如SiO ₂ 、Na ₂ O、K ₂ O等有害物质，使得砖体高温时容易开裂，而影响使用寿命。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种质量与普通烧成镁铬砖相当的、利用使用后废弃镁铬砖为主要原料的免烧镁铬砖。本发明的目的之二，是提供一种制备所述利废再生免烧镁铬砖的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种免烧镁铬砖，其组成成份及按重量百分比的组成比例为：废镁铬砖颗粒65~75%，电熔镁砂18~28%，镁铝尖晶石2～4%，液态热固性酚醛树脂3~5%。

上述免烧镁铬砖的组分优选配比为：废镁铬砖颗粒70%，电熔镁砂23%，镁铝尖晶石3%，液态热固性酚醛树脂4%。

上述组成成份中的各原料的质量优选指标为：

废镁铬砖颗粒：MgO 70~80%，Cr ₂ O ₃ 10~20%，SiO ₂ 2~5%

电熔镁砂：MgO≥96%，SiO ₂ ≤2.2%，CaO≤2.0%，体积密度≥3.45g/cm ³

镁铝尖晶石：MgO 32~34%，Al ₂ O ₃ 64~66%

液态热固性酚醛树脂：固含量（205℃）≥75%，残碳≥40，水份≤3，粘度（25℃Pa??s）6~9，游离酚≤12%。

一种制备所述免烧镁铬砖的方法：将废镁铬砖颗粒料加入带加热装置的混练机中，在45～55℃温度下进行搅拌，然后缓慢加入液态热固性酚醛树脂搅拌均匀，再加入经过预混合的电熔镁砂及镁铝尖晶石粉料，搅拌后获得半成品泥料；泥料经高压砖机成型至要求的尺寸后，在200℃下烘烤24小时，自然冷却后出窑。

所述废镁铬砖颗粒料筛分为三种粒度：5～3mm、3～1mm、1mm以下，三种粒度的重量百分配比为40～45：30～35：25～30。

所述电熔镁砂及镁铝尖晶石粉料的细度为200目。

所述泥料经高压砖机成型的压力为10000KN。

本发明的有益效果是：由于采用树脂作为结合剂，制得的镁铬砖仅需经过200℃树脂固化处理即可，无需高温烧成，降低了生产能耗同时避免了生产过程中的六价铬污染；同时加入的MgO-Al ₂ O ₃ 尖晶石在高温下与MgO-Cr ₂ O ₃ 尖晶石形成尖晶石固溶体，减少了有害的六价铬生成，还改善了砖的抗热震性；产品经检测，其显气孔率、常温耐压强度、荷重软化开始温度和抗热震性指标均达到或超过普通烧成镁铬砖的国家标准。因此，本发明成功地提供了一种生产成本低、环境污染少而质量优良的利废再生免烧镁铬砖及其制备方法。

具体实施方式

实施例1，一种循环利用型不烧镁铬砖，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：废镁铬砖颗粒75%，电熔镁砂18%，镁铝尖晶石3%，液态热固性酚醛树脂4%。

制备方法：先将上述废镁铬砖粉碎、筛分成5～3mm、3～1mm和1mm以下三种级别的颗粒料，然后取按重量百分配比为5～3mm 40%，3～1mm 35%，1mm以下25%的三种颗粒料加入带加热装置的混练机中，在45～55℃温度下，搅拌2～3分钟，尔后缓慢加入液态热固性酚醛树脂搅拌8～10分钟，再加入经过8～10分钟预混合的200目电熔镁砂及镁铝尖晶石粉料，搅拌10～15分钟后获得半成品泥料；泥料经10000KN摩擦压砖机成型至要求的尺寸后，在200℃下烘烤24小时，自然冷却后出窑。

产品经物理检测：显气孔率17.%，常温耐压强度62.15MPa，0.2MPa荷重软化开始温度1690℃，抗热震性(950℃~水冷)5次。

上述产品50块送上钢一厂AOD炉实际使用，结果平均使用寿命与炉役同步，使用时间达99炉次。观察使用后砖体状况，残砖长度相比同部位的砖较长，有轻微的裂纹及剥落，但相比原用砖已有改善。

实施例2，一种循环利用型不烧镁铬砖，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：废镁铬砖颗粒65%，电熔镁砂28%，镁铝尖晶石4%，液态热固性酚醛树脂3%。

制备方法：先将上述废镁铬砖粉碎、筛分成5～3mm、3～1mm和1mm以下三种级别的颗粒料，然后取按重量百分配比为5～3mm 45%，3～1mm 30%，1mm以下25%的三种颗粒料加入带加热装置的混练机中，在45～55℃温度下，搅拌2～3分钟，尔后缓慢加入液态热固性酚醛树脂搅拌8～10分钟，再加入经过8～10分钟预混合的200目电熔镁砂及镁铝尖晶石粉料，搅拌10～15分钟后获得半成品泥料；泥料经10000KN摩擦压砖机成型至要求的尺寸后，在200℃下烘烤24小时，自然冷却后出窑。

产品经物理检测：显气孔率16.3%，耐压强度64.53MPa，0.2MPa荷重软化开始温度1700℃，抗热震性(950℃~水冷)5次。

上述产品50块送宝钢RH精炼炉实际使用，结果平均使用寿命与炉役同步，使用时间达102炉次。观察使用后砖体状况，残砖长度相比同部位的砖较长，有轻微的裂纹及剥落，但相比原用砖已有改善。

实施例3，一种循环利用型不烧镁铬砖，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：废镁铬砖颗粒70%，电熔镁砂23%，镁铝尖晶石3%，液态热固性酚醛树脂4%。

制备方法：先将上述废镁铬砖粉碎、筛分成5～3mm、3～1mm和1mm以下三种级别的颗粒料，然后取按重量百分配比为5～3mm 40%，3～1mm 30%，1mm以下30%的三种颗粒料加入带加热装置的混练机中，在45～55℃温度下，搅拌2～3分钟，尔后缓慢加入液态热固性酚醛树脂搅拌8～10分钟，再加入经过8～10分钟预混合的200目电熔镁砂及镁铝尖晶石粉料，搅拌10～15分钟后获得半成品泥料；泥料经10000KN摩擦压砖机成型至要求的尺寸后，在200℃下烘烤24小时，自然冷却后出窑。

上述产品50块送宝钢RH精炼炉实际使用，结果平均使用寿命与炉役同步，使用时间达110炉次。观察使用后砖体状况，残砖长度相比同部位的砖较长，有轻微的裂纹及剥落，但相比原用砖已有改善。

实施例4，一种循环利用型不烧镁铬砖，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：废镁铬砖颗粒67%，电熔镁砂26%，镁铝尖晶石2%，液态热固性酚醛树脂5%。

制备方法同实例1.

产品经物理检测：显气孔率16.8%，耐压强度61.85MPa，0.2MPa荷重软化开始温度1680℃，抗热震性(950℃~水冷)5次。

上述产品50块送宝钢RH精炼炉实际使用，结果平均使用寿命与炉役同步，使用时间达101炉次。观察使用后砖体状况，残砖长度相比同部位的砖较长，有轻微的裂纹及剥落，但相比原用砖已有改善。

Claims

1.一种免烧镁铬砖，其特征在于其组成成份及按重量百分比的组成比例为：废镁铬砖颗粒65~75%，电熔镁砂18~28%，镁铝尖晶石2~4%，液态热固性酚醛树脂3~5%。

2.按权利要求1所述的免烧镁铬砖，其特征在于所述免烧镁铬砖的组分优选配比为：废镁铬砖颗粒70%，电熔镁砂23%，镁铝尖晶石3%，液态热固性酚醛树脂4%。

3.按权利要求1或2所述的免烧镁铬砖，其特征在于所述废镁铬砖颗粒原料的质量指标为：MgO 70~80%，Cr ₂ O ₃ 10~20%，SiO ₂ 2~5%。

4.按权利要求1或2所述的免烧镁铬砖，其特征在于所述电熔镁砂原料的质量指标为：MgO≥96%，SiO ₂ ≤2.2%，CaO≤2.0%，体积密度≥3.45g/cm ³ 。

5.按权利要求1或2所述的免烧镁铬砖，其特征在于所述镁铝尖晶石原料的质量指标为：MgO 32~34%，Al ₂ O ₃ 64~66%。

6.按权利要求1或2所述的免烧镁铬砖，其特征在于所述液态热固性酚醛树脂原料的质量指标为：固含量（205℃）≥75%，残碳≥40，水份≤3，粘度（25℃Pa??s）6~9，游离酚≤12%。

7.一种制备如权利要求1所述的免烧镁铬砖的方法，其特征在于将所述的废镁铬砖颗粒料加入带加热装置的混练机中，在45～55℃温度下进行搅拌，然后缓慢加入液态热固性酚醛树脂搅拌均匀，再加入经过预混合的电熔镁砂及镁铝尖晶石粉料，搅拌后获得半成品泥料；泥料经高压砖机成型至要求的尺寸后，在200℃下烘烤24小时，自然冷却后出窑。

8.按权利要求7所述的制备所述免烧镁铬砖的方法，其特征在于所述废镁铬砖颗粒料筛分为三种粒度：5～3mm、3～1mm、1mm以下，三种粒度的重量百分配比为40～45：30～35：25～30。

9.按权利要求7所述的制备所述免烧镁铬砖的方法，其特征在于所述电熔镁砂及镁铝尖晶石粉料的细度为200目。

10.按权利要求7所述的制备所述免烧镁铬砖的方法，其特征在于所述泥料经高压砖机成型的压力为10000KN。