CN102531651A - 电熔再结合铬刚玉砖的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电熔再结合铬刚玉砖的制备方法，首先制备刚玉颗粒料、铬矿粉料和氧化铬粉料，并按照一定比例合成电熔铬刚玉颗粒料，并将上述物料按照刚玉物料40-70份，铬矿物料8-20份，合成电熔铬刚玉物料15-30份，氧化铬物料1-3份称取，放入混碾机中，加入磷酸二氢铝溶液，混碾、压制成半成品砖坯；经干燥、烧结，即得成品。本发明的优点在于耐火度高、强度大，具有热震稳定性好，抗侵蚀能力强的特点，由于在炉衬表面可以生成高熔点的铬铁尖晶石与铁铝尖晶石，粘附在炉衬上形成保护层，保护层的形成不仅提高了炉衬的抗冲刷侵蚀，还能阻止熔体渗入砖内，从而大大延长该砖体的使用寿命。

Description

电熔再结合铬刚玉砖的制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料，尤其是涉及一种用于有色金属冶炼炉内衬的电熔再结合铬刚玉砖的制备方法。

背景技术

随着有色冶金工业的快速发展，我国铜、镍、铅、锌、铝等有色金属产量已经突破1900万吨，连续五年居世界首位。由于世界有色金属价格的猛增（铜已达到6000美元/吨），我国有色金属工业也进入了快速发展时期。目前有色金属冶炼炉的熔渣成分多为Fe₂O₃－SiO₂－CaO渣系，主要作为内衬应用的优质电熔再结合镁铬砖损毁的主要原因是：虽然这些产品属于多晶复合尖晶石相，具有较好的韧性和抗冲刷性能，但在高温条件下，表面没有高熔点化合物保护层，抗侵蚀能力较差，从而大大缩短了冶炼炉内衬砖的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用耐火度高、强度大、抗侵蚀能力强、使用寿命长的电熔再结合铬刚玉砖的制备方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的电熔再结合铬刚玉砖的制备方法，它包括下述步骤：

第一步，物料制备

a、合成电熔铬刚玉物料：按照Al₂O₃:Cr₂O₃₌75-90:8-15的重量份配比称取原料Al₂O₃和Cr₂O₃，将其混合后破碎成粒度≤3mm的颗粒料备用；

b、制备铬矿物料：将铬矿原料粉碎成粒度≤1.5mm的粉料备用，所用铬矿原料中Cr₂O₃含量为40-60%，Fe₂O₃含量为13-30%，SiO₂含量为2.3-3.5%，其他为杂质；

c、制备刚玉物料：将Al₂O₃含量为90-99%的刚玉原料破碎成粒度≤5mm的颗粒料备用；

d、制备氧化铬物料：取Cr₂O₃含量为97-99.5%的氧化铬原料粉碎成粒度≤0.088mm的粉料备用；

第二步，物料配比

按重量份分别从第一步中制备好的物料中称取刚玉物料40-70份，铬矿物料8-20份，合成电熔铬刚玉物料15-30份，氧化铬物料1-3份；

第三步，砖体成型

将第二步称取的四种物料放入混碾机中，加入磷酸二氢铝溶液2-5重量份进行混碾，混碾后的物料置于压力机内压制成体积密度3.3-3.7g/cm³的半成品砖坯；

第四步，干燥及烧成

将第三步压制成型的砖坯置于干燥器内，70-130℃温度干燥后，在1600-1800℃温度下烧结60-120小时即得成品。

烧制而成的成品砖的理化指标为：

Al₂O₃(%)≥75% ；   Cr₂O₃(%)：8-14%  ； 显气孔率：10-15%  ；

体积密度：3.2-3.6 g/cm³  ； 荷软（T_0.6）≥1700℃ ；  强度≥120MPa ；   

热震稳定性(1100℃水冷)≥2次  ；耐磨系数（1100℃，cm³）≤2。

本发明的优点在于耐火度高、强度大，具有热震稳定性好，抗侵蚀能力强的特点，使用时耐冲刷、耐磨损、抗侵蚀、抗结构剥落，可以有效延长产品的使用寿命。

本发明电熔再结合铬刚玉砖采用自主合成、配方独特的物料，以磷酸二氢铝为添加剂，根据热力学原理，使砖体中含有大量独立存在的Al₂O₃、Cr₂O₃以及铬刚玉，在高温下熔渣中的FeO就会与衬砖中的Cr₂O₃ 及Al₂O₃发生下列反应：

（FeO）渣+ Cr₂O₃固→FeO·Cr₂O₃（铬铁尖晶石，熔点为2150℃，固）

（FeO）渣+ Al₂O₃固→FeO·Al₂O₃ （铁铝尖晶石，熔点为1750℃，固）

由于在炉衬表面可以生成高熔点的铬铁尖晶石与铁铝尖晶石，粘附在炉衬上形成保护层，保护层的形成不仅提高了炉衬的抗冲刷侵蚀，还能阻止熔体渗入砖内，从而大大延长该砖体的使用寿命。

具体实施方式

本发明所述的电熔再结合铬刚玉砖的制备方法，它包括下述步骤：

第一步，物料制备

a、合成电熔铬刚玉物料：按照Al₂O₃:Cr₂O₃₌75-90:8-15的重量份配比称取原料Al₂O₃和Cr₂O₃，将其混合后破碎成粒度≤3mm的颗粒料备用；实际配制时，二者之间的重量份配比可以为Al₂O₃:Cr₂O₃=75:8，也可以为Al₂O₃:Cr₂O₃=83:12，还可以为Al₂O₃:Cr₂O₃=90:15；

b、制备铬矿物料：将铬矿原料粉碎成粒度≤1.5mm的粉料备用，所用铬矿原料中Cr₂O₃含量为40-60%，Fe₂O₃含量为13-30%，SiO₂含量为2.3-3.5%，其他为杂质；

c、制备刚玉物料：取Al₂O₃含量为90-99%的刚玉原料破碎成粒度≤5mm的颗粒料备用；

d、制备氧化铬物料：取Cr₂O₃含量为97-99.5%的氧化铬原料粉碎成粒度≤0.088mm的粉料备用；

第二步，物料配比

按重量份分别从第一步中制备好的物料中称取刚玉物料40-70份，铬矿物料8-20份，合成电熔铬刚玉物料15-30份，氧化铬物料1-3份；实际配制时，四种物料之间的配比可以为：刚玉物料:铬矿物料:合成电熔铬刚玉物料:氧化铬物料=40:8:15:1，也可以为：刚玉物料:铬矿物料:合成电熔铬刚玉物料:氧化铬物料=55:15:23:2，还可以为：刚玉物料:铬矿物料:合成电熔铬刚玉物料:氧化铬物料=70: 20: 30: 3；

第三步，砖体成型

将第二步称取的四种物料放入混碾机中，加入比重1.15-1.50g/cm³的磷酸二氢铝溶液2-5重量份进行混碾，混碾时间8-15分钟；然后将混碾后的物料置于压力大于5000KN的压力机内压制成体积密度3.3-3.7g/cm³的半成品砖坯；

第四步，干燥及烧成

将第三步压制成型的砖坯置于干燥器内，70-130℃温度干燥15小时以上，然后将其送入隧道窑进行烧制，烧成温度1600-1800℃，烧结60-120小时即得电熔再结合铬刚玉砖成品。

本发明成品砖具有耐火度高、强度大、热震稳定性好、抗侵蚀能力强的特点。用于有色金属冶炼炉炉衬中，耐冲刷、耐磨损、抗侵蚀、抗结构剥落，已在冶金、有色冶炼行业取得了良好的使用效果。

Claims (1)

1.一种电熔再结合铬刚玉砖的制备方法，其特征在于：它包括下述步骤：

第一步，物料制备

a、合成电熔铬刚玉物料：按照Al₂O₃:Cr₂O₃=75-90:8-15的重量份配比称取原料Al₂O₃和Cr₂O₃，将其混合后破碎成粒度≤3mm的颗粒料备用；

b、制备铬矿物料：将铬矿原料粉碎成粒度≤1.5mm的粉料备用；

c、制备刚玉物料：将Al₂O₃含量为90-99%的刚玉原料破碎成粒度≤5mm的颗粒料备用；

d、制备氧化铬物料：取Cr₂O₃含量为97-99.5%的氧化铬原料粉碎成粒度≤0.088mm的粉料备用；

第二步，物料配比

按重量份分别从第一步中制备好的物料中称取刚玉物料40-70份，铬矿物料8-20份，合成电熔铬刚玉物料15-30份，氧化铬物料1-3份；

第三步，砖体成型

将第二步称取的四种物料放入混碾机中，加入磷酸二氢铝溶液2-5重量份进行混碾，混碾后的物料置于压力机内压制成体积密度3.3-3.7g/cm³的半成品砖坯；

第四步，干燥及烧成

将第三步压制成型的砖坯置于干燥器内，70-130℃温度干燥后，在1600-1800℃温度下烧结60-120小时即得成品。