CN102417361A - 一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料 - Google Patents

一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料 Download PDF

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Abstract

本发明属于耐火材料领域，一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，骨料是由Cr2O3含量30%~50%粗颗粒，Cr2O3含量40%~60%中颗粒，Cr2O3含量50%~70%细颗粒构成；基质是由Cr2O3含量80%~95%、粒度为0.043mm~0.15mm的Cr2O3-Al2O3细粉，Cr2O3≥99%、粒度为0.03mm~0.15mm的氧化铬绿细粉，Al2O3≥99%、粒度D50为1μm~10μm的氧化铝微粉构成。本发明可有效提高Cr2O3资源的利用效率，降低耐火材料的成本，同时降低含铬材料对环境的危害。

Description

一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料
技术领域
本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料。
背景技术
耐火材料是高温领域的关键材料，高温熔渣对耐火材料的化学侵蚀将直接影响耐火材料的实用性。在所有氧化物和非氧化物耐火材料中，三氧化二铬（Cr2O3）具有极好的抗熔渣侵蚀性能，是耐侵蚀材料必备的耐火原料，被广泛应用于有色金属冶炼、石油化工、煤化工、玻璃熔炼等诸多领域。然而，Cr2O3原料本身资源稀缺、价格昂贵，而且在使用中还存在“六价铬”的潜在危害。高Cr2O3含量的耐火材料受到了制约。如何设计制造Cr2O3含量低但抗渣侵蚀性能又能与Cr2O3含量高的材料相当的耐火材料，成为耐火材料工作者亟待解决的现实问题。
氧化铬（Cr2O3）属于重金属氧化物，相对分子质量152，熔点2350℃。耐火材料中常用的氧化铬原料主要有：氧化铬绿、电熔氧化铬、烧结氧化铬。氧化铬绿是从铬矿中提炼加工出的一种化工原料，通常采用铬酸酐1000~1200℃热分解法制成。氧化铬绿在耐火材料中属于生料，具有较高的烧结活性。以氧化铬绿为原料，通过电熔法和烧结法工艺可制备电熔氧化铬和烧结氧化铬原料。电熔氧化铬和烧结氧化铬原料属于熟料，具有较高的体积密度和致密度。
氧化铬与氧化铝（Al2O3）在高温下极易生成连续固溶体Cr2O3-Al2O3。以氧化铬绿和工业氧化铝粉为原料，按任意比例混合均匀，通过电熔法或烧结法制备工艺，可制备各种Cr2O3含量的电熔Cr2O3-Al2O3原料或烧结Cr2O3-Al2O3原料。
目前，高Cr2O3含量的耐火材料的品种主要有致密铬砖和高铬砖。致密铬砖通常Cr2O3≥98wt%，具有极好的抗无碱玻璃熔液侵蚀性能，主要用于砌筑无碱玻璃纤维池窑。致密铬砖是由Cr2O3≥99.5wt%的氧化铬绿细粉为主原料，经喷雾造粒后等静压成型生坯，特殊工艺烧制而成。高铬砖通常Cr2O3含量85wt%～95wt%，具有良好的抗煤熔渣侵蚀性能，主要用作水煤浆气化炉炉衬材料。高铬砖是一种Cr2O3-Al2O3系耐火材料，由Cr2O3≥99wt%的电熔或烧结氧化铬颗粒为骨料，Cr2O3≥99wt%的电熔或烧结氧化铬细粉、Cr2O3≥99wt%的氧化铬绿细粉、氧化铝微粉以及其它添加剂为基质，与有机或无机结合剂混合均匀成半干料后，摩擦压砖机压制成坯体，约1700℃烧制而成。高铬砖中起抗侵蚀作用的主要是Cr2O3成分，通常情况下Cr2O3含量越高，高铬砖的抗侵蚀性能越好。
为了降低Cr2O3-Al2O3耐火材料中的Cr2O3含量，科研人员研制出了Cr2O3含量50wt%～75wt%的中等Cr2O3含量的Cr2O3-Al2O3耐火材料。该类耐火材料通常是一种均质结构，由Cr2O3含量与材料整体相当的电熔或烧结Cr2O3- Al2O3颗粒为骨料，Cr2O3含量与材料整体相当的电熔或烧结Cr2O3-Al2O3细粉、Cr2O3≥99wt%的氧化铬绿细粉、氧化铝微粉等为基质，与有机或无机结合剂混合均匀成半干料后，摩擦压砖机压制成型后，约1600℃~1750℃烧制而成。这种耐火材料由于Cr2O3含量相对较低，抗侵蚀性能有限，一般使用于侵蚀环境不十分苛刻的场合，而不能使用于受侵蚀严重部位。
在耐火材料中，基质与骨料是相对的，较小粒度的组分构成基质，较大粒度的组分构成骨料。由于构成基质的粉料粒度较细，比表面积较大、活性相对较高，而且烧成后基质部分结构较为疏松，内部气孔较多，因而基质部分是熔渣侵蚀过程中材料最薄弱部位。而大粒度的骨料结构较为致密，内部气孔较少，使用过程中熔渣从颗粒边缘逐步向颗粒中心渗透侵蚀，侵蚀速率慢。然而，耐火材料的整体寿命是由最薄弱部位决定的。一般情况下，基质被熔渣侵蚀后，未完全被侵蚀的骨料大颗粒也将从耐火材料基体脱落，被熔渣“吞噬”。因此，高品质的骨料对改善材料整体的抗侵蚀性作用甚微，而且骨料和基质被侵蚀速率不匹配也造成了优质骨料的浪费。
中等Cr2O3含量的Cr2O3-Al2O3耐火材料，现有技术一般采用单一Cr2O3含量的骨料和基质，或者为提高材料的烧结性，采用较高Cr2O3含量的单一骨料和较低Cr2O3含量的基质。在这些材料中骨料和基质由于反应活性、内部结构的不同，受侵蚀速率不相匹配，导致最易受侵蚀的基质将决定整体材料的受侵蚀速率。在Cr2O3-Al2O3材料（原料）中，Cr2O3成分的抗侵蚀能力明显优于Al2O3成分，Cr2O3含量越高，Cr2O3-Al2O3材料（原料）的抗侵蚀性能越好。而对于相同材质的材料，粒度越大则抗侵蚀性能越好。为提高中等Cr2O3含量的Cr2O3-Al2O3耐火材料的抗侵蚀性，可考虑设计各组分受侵蚀速率均衡的材料，避免基质和小粒度骨料成为整个材料抗侵蚀能力提升的软肋。
根据整个材料中各组分的粒度不同，选用不同Cr2O3含量的Cr2O3-Al2O3原料，制备具有非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，即：基质选用高Cr2O3含量多组分原料，较小粒度骨料选用较高Cr2O3含量的Cr2O3- Al2O3原料，较大粒度骨料选用较低Cr2O3含量的Cr2O3- Al2O3原料，而大粒度骨料则选用低Cr2O3含量的Cr2O3-Al2O3原料。利用该配比制备的Cr2O3-Al2O3耐火材料，虽然整体Cr2O3含量不高，但材料的抗熔渣侵蚀性能可与高Cr2O3含量的Cr2O3- Al2O3耐火材料相媲美。无论从经济角度，环境角度还是实用角度，该种Cr2O3- Al2O3耐火材料都具有鲜明的竞争优势。
发明内容
本发明的目的在于提出一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，通过对所添加的骨料进行多元设计，使得骨料和基质受熔渣侵蚀速率更为匹配，提高材料的整体抗侵蚀性能。采用Cr2O3含量各异的Cr2O3- Al2O3颗粒构成多元骨料，降低大颗粒骨料的Cr2O3含量，提高细小颗粒和基质组分的Cr2O3含量，制备Cr2O3含量适中但抗侵蚀性优良的Cr2O3-Al2O3耐火材料。
本发明完成其发明任务采取的技术方案是：一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，该耐火材料中Cr2O3含量50%～75%，由Cr2O3-Al2O3颗粒为骨料，骨料占固体原料总质量的60% ~ 70%，基质占固体原料总质量的30%~ 40%，其特征在于：所述骨料是由Cr2O3含量30%~50%、粒度大于3 mm小于等于5 mm的粗颗粒，Cr2O3含量40%~60%、粒度大于1 mm小于等于3 mm的中颗粒，Cr2O3含量50%~70%、粒度大于0.15 mm小于等于 1 mm的细颗粒构成；所述的基质是由Cr2O3含量80%~95%、粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的Cr2O3-Al2O3细粉，Cr2O3≥99%、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉，Al2O3≥99%、粒度D50为1μm~10μm的氧化铝微粉构成；所述百分数为质量百分数。
所述的粗颗粒、中颗粒、细颗粒，其加入量占固体原料总质量的比例分别为10%~40%、15%~50%、10%~40%。
所述的Cr2O3-Al2O3颗粒为电熔Cr2O3-Al2O3颗粒或烧结Cr2O3-Al2O3颗粒或电熔Cr2O3-Al2O3颗粒与烧结Cr2O3-Al2O3颗粒的混合物。 
所述的Cr2O3-Al2O3细粉，其加入量占固体原料总质量的5%~20%。
所述的Cr2O3-Al2O3细粉为电熔Cr2O3-Al2O3细粉或烧结Cr2O3-Al2O3细粉或电熔Cr2O3-Al2O3细粉与烧结Cr2O3-Al2O3细粉的混合物。
所述的氧化铬绿，其加入量占固体原料总质量的5%~20%。
所述的氧化铝微粉，其加入量占固体原料总质量的2%~10%。氧化铝微粉的添加将明显提高材料的烧结性能。
所述的基质，其中可以含有添加剂，该添加剂为Y2O3、TiO2、MgO、MgCO3、Mg(OH)2、ZrO2、ZrSiO4中的一种或两种的混合物，添加剂加入量不大于固体原料总质量的5%。
非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料，可以是定形耐火制品，也可以是不定形散料。对于定形耐火制品采取如下制备工艺步骤：首先将Cr2O3含量80%~95% 的Cr2O3- Al2O3细粉、Cr2O3≥99%的氧化铬绿细粉、氧化铝微粉、添加剂进行充分预混，然后将多元Cr2O3- Al2O3颗粒骨料、有机或无机耐火材料结合剂（以外加计）、预混后的基质一起混合搅拌均匀，机压成型或浇注成型坯体，坯体经110 ℃以上干燥后，1600 ℃~1750 ℃烧成，即得发明产品。对于不定形散料则采用如下制备工艺步骤：将Cr2O3含量80%~95%的Cr2O3- Al2O3细粉、Cr2O3≥99%的氧化铬绿细粉、氧化铝微粉、添加剂进行充分预混后，加入多元Cr2O3- Al2O3颗粒骨料混合搅拌均匀，即得发明产品。
与现有技术相比，本发明中各组分根据粒度不同，Cr2O3含量也进行相应的调整，通过提高薄弱部分（如基质）Cr2O3含量来增强该部分的抗熔渣侵蚀性，通过降低大颗粒等耐侵蚀部分的Cr2O3含量来降低整体材料中的Cr2O3含量，使得材料各部分抗侵蚀性能匹配，材料整体的抗熔渣侵蚀性能提高。本发明与采用现有技术生产的同等Cr2O3含量的Cr2O3-Al2O3耐火材料相比，具有更为优良的抗熔渣侵蚀性和更高的材料使用寿命。而且，本发明可有效提高Cr2O3资源的利用效率，降低耐火材料的成本，同时降低含铬材料对环境的危害。
具体实施方式
实施例1：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1.5 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）0.8 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、ZrO2微粉0.3 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）3 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）2 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）2 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入耐火材料结合剂（质量分数为5%的PVA水溶液）0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1750 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。 
实施例2：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1.5 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）0.8 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、ZrO2微粉0.3 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）3 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）2 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）2 kg加入V型混料机中混合均匀，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3不定形散料。
实施例3：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1.8 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1.5 kg、粒度D50为10μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、ZrSiO4微粉0.3 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于4 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈30%）2.5 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）0.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）2 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1600 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例4：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1.8 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1 kg、粒度D50为8μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、Y2O3微粉0.3 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈30%）3 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）1.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm 电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）1 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）1 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入耐火材料结合剂（质量分数为40%的磷酸二氢铝水溶液）0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1650 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例5：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈80%）1 kg、粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈80%）1 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1.7 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.3 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）2 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）3 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为40%的磷酸二氢铝水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1750 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。 
实施例6：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈90%）1.5 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）0.8 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.5 kg、MgO微粉0.2 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于4 mm的烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）3 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）2 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）2 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1650 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例7：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈80%）1.5 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）0.8 kg、粒度D50为5μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.6 kg、TiO2微粉0.1 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）3 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）2 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）2 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为40%的磷酸二氢铝水溶液0.5kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，浇注成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1680 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例8：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）2 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1 kg、粒度D50为8μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.7 kg、ZrO2微粉0.2 kg、Y2O3粉0.1 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈30%）2.5 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）1.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）2 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1630 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例9：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈90%）2 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1 kg、粒度D50为4μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.2 kg、MgCO3细粉0.3 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）3 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）1.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）2 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1680 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例10：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈90%）2 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、Mg(OH)2微粉0.1 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于4 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）2 kg，粒度大于3 mm小于等于4 mm的烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）0.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1680 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例11：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈90%）1kg、粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈90%）1kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1kg、粒度D50为5μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、MgO微粉0.1 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于4 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）2 kg，粒度大于3 mm小于等于4 mm的烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）1.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）2 kg加入V型混料机中混合均匀，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3不定形散料。
实施例12：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈80%）1 kg、0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈80%）1 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、Y2O3细粉0.1 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）3 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1 kg，度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）0.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）1 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）1 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1680 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例13：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1.5 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）0.8 kg、粒度D50为8μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、ZrO2微粉0.2 kg、MgCO3粉0.1 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈30%）1kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）1 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1630 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例14：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1.5 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）0.8 kg、粒度D50为8μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.4 kg、ZrO2微粉0.2 kg、Y2O3粉0.1 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈30%）4 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈45%）2 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）1 kg加入V型混料机中混合均匀，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3不定形散料。
实施例15：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1.5 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）0.8 kg、粒度D50为8μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.7 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈30%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）2 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）4 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1630 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例16：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈90%）0.5 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）2 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）1 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）1 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）2kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.5 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，浇注成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1680 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例17：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈90%）1 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）1 kg、ZrSiO4粉0.5 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）1 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）2kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1680 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例18：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈90%）2 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）0.5 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.5 kg、ZrSiO4粉0.5 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈40%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）1 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）2kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为5%的PVA水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1680 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。
实施例19：
分别称取粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的电熔Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1 kg、粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的烧结Cr2O3- Al2O3细粉（Cr2O3≈95%）1 kg、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉（Cr2O3≥99%）1.8 kg、粒度D50为1μm的氧化铝微粉（Al2O3≥99%）0.2 kg经球磨机充分预混，制备成基质细粉；称取粒度大于3 mm小于等于5 mm的电熔Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈50%）1 kg，粒度大于1 mm小于等于3 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈60%）1.5 kg，粒度大于0.15 mm小于等于1 mm烧结Cr2O3- Al2O3颗粒（Cr2O3≈70%）3.5 kg加入碾轮式混砂机中混匀；向颗粒料中加入质量分数为40%的磷酸二氢铝水溶液0.3 kg，搅拌后加入预混后的基质细粉，充分混合后，困料；摩擦压砖机成型坯体，110 ℃干燥后，装入梭式窑1750 ℃烧成，即得具有非均质结构的Cr2O3- Al2O3耐火材料。

Claims (8)

1.一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，该耐火材料中Cr2O3含量50%～75%，由Cr2O3-Al2O3颗粒为骨料，骨料占固体原料总质量的60% ~ 70%，基质占固体原料总质量的30%~ 40%，其特征在于：所述骨料是由Cr2O3含量30%~50%、粒度大于3 mm小于等于5 mm的粗颗粒，Cr2O3含量40%~60%、粒度大于1 mm小于等于3 mm的中颗粒，Cr2O3含量50%~70%、粒度大于0.15 mm小于等于 1 mm的细颗粒构成；所述的基质是由Cr2O3含量80%~95%、粒度为0.043 mm ~ 0.15 mm的Cr2O3-Al2O3细粉，Cr2O3≥99%、粒度为0.03 mm ~ 0.15 mm的氧化铬绿细粉，Al2O3≥99%、粒度D50为1μm~10μm的氧化铝微粉构成；所述百分数为质量百分数。
2.根据权利要求1所述的一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，其特征在于：所述的粗颗粒、中颗粒、细颗粒，其加入量占固体原料总质量的比例分别为10%~40%、15%~50%、10%~40%。
3.根据权利要求1所述的一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，其特征在于：所述的Cr2O3-Al2O3颗粒为电熔Cr2O3-Al2O3颗粒或烧结Cr2O3-Al2O3颗粒或电熔Cr2O3-Al2O3颗粒与烧结Cr2O3-Al2O3颗粒的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，其特征在于：所述的Cr2O3-Al2O3细粉，其加入量占固体原料总质量的5%~20%。
5.根据权利要求1所述的一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，其特征在于：所述的Cr2O3-Al2O3细粉为电熔Cr2O3-Al2O3细粉或烧结Cr2O3-Al2O3细粉或电熔Cr2O3-Al2O3细粉与烧结Cr2O3-Al2O3细粉的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，其特征在于：所述的氧化铬绿，其加入量占固体原料总质量的5%~20%。
7.根据权利要求1所述的一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，其特征在于：所述的氧化铝微粉，其加入量占固体原料总质量的2%~10%。
8.根据权利要求1所述的一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料，其特征在于：所述的基质，其中可以含有添加剂，该添加剂为Y2O3、TiO2、MgO、MgCO3、Mg(OH)2、ZrO2、ZrSiO4中的一种或两种的混合物，添加剂加入量不大于固体原料总质量的5%。
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