CN102731127A - 电熔镁锆共晶材料的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电熔镁锆共晶材料的制作工艺，包括以下步骤：1）按照重量份数比将MgO含量≥92%的轻烧氧化镁粉70～95份和ZrO2含量＞98.5%的氧化锆5～30份进行配料；2）将步骤1的混合料充分混合后，经压密机压密后，再通过压球机压成直径为40mm的球；3）将压制好的球料放入三相电弧炉内，并通过三相电弧炉通电后，对原料进行熔炼，熔炼温度为2200℃～3000℃；4）原料熔融后，物料进行冷却，形成熔砣；5）将熔砣破碎后，经过磁选机排除带有铁质成份，最后包装成品入库。该制作工艺形成的镁锆共晶材料可直接制砖作为耐火材料，其产品性能稳定，可靠，同时无任何环境污染。

Description

电熔镁锆共晶材料的制作工艺
技术领域
本发明涉及一种电熔镁锆共晶材料的制作工艺，应用于冶金、建材等耐火材料中。
背景技术
镁质耐火材料由于其良好的耐高温性能，在冶金、建材等领域得到广泛应用，但由于其抗渗透性及抗渣侵性差，所以在应用上，多于一些其它材料配合应用，如在冶金方面钢包渣线砖普遍引入碳素材料。在水泥回转窑烧成带，普遍引入氧化铬等材料，用以增加镁质材料的抗渣及抗渗透等性能。但上述材料存在许多难以解决的问题，如目前冶金方面所生产的低碳钢，洁净钢，就需要严格控制碳素材料向钢水中渗透造成钢水增碳，同时由于碳素材料高温过程中抗氧化性能差，那么在制造镁碳砖过程中添加入抗氧化剂。在水泥回转窑烧成带，普遍采用镁铬制品，由于该材料抗侵蚀性强，同时具有挂窑皮性能，对窑衬材料具有保护作用，使材料增加了使用寿命，所以被广泛采用，但同时铬质材料在应用中与一些酸、碱性气体反应，会形成六价铬，六价铬是有毒的，它对空气及水的污染严重，所以对应用后的废砖，国家有严格的控制标准。
现有的耐火材料也有采用氧化锆和轻烧镁粉为主料的耐火材料，但是其采用高温烧结的方法，该方法不能使氧化锆和轻烧镁粉产生共熔，其应用在实际中性能不稳定，带来产品隐患。
发明内容
 本发明要解决的技术问题是提供一种电熔镁锆共晶材料的制作工艺，该制作工艺形成的镁锆共晶材料可直接制砖作为耐火材料，其产品性能稳定，可靠，同时无任何环境污染。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种电熔镁锆共晶材料的制作工艺，包括以下步骤：
1）按照重量份数比将MgO含量≥92%的轻烧氧化镁粉70～95份和ZrO2含量＞98.5%的氧化锆5～30份进行配料；
2）将步骤1的混合料充分混合后，经压密机压密后，再通过压球机压成直径为40mm的球；       
3）将压制好的球料放入三相电弧炉内，并通过三相电弧炉通电后，对原料进行熔炼，熔炼温度为2200℃～3000℃；
4）原料熔融后，物料进行冷却，形成熔砣；
 5）将熔砣破碎后，经过磁选机排除带有铁质成份，最后包装成品入库。
所述的ZrO2含量＞98.5%的氧化锆可以替换为ZrO2含量＞66%的锆英砂。
该电熔镁锆共晶材料的制作工艺采用上述的工艺步骤，可以直接产出镁锆共晶材料，该镁锆共晶材料不仅具有良好的抗渗透和渣侵性，而且具有增韧作用，同时增强了镁质材料的抗剥落性能，可广泛应用于冶金、建材等领域。
具体实施方式
实施例一（Z-5）
一种电熔镁锆共晶材料的制作工艺，包括以下步骤：
1）按照重量份数比将MgO含量≥92%的轻烧氧化镁粉95kg和ZrO2含量＞98.5%的氧化锆5kg份进行配料；
2）将步骤1的混合料充分混合后，经压密机压密后，再通过压球机压成直径为40mm的球；       
3）将压制好的球料放入三相电弧炉内，并通过三相电弧炉通电后，对原料进行熔炼，熔炼温度为2200℃～3000℃，其中MgO与ZrO2的熔点为2200℃，电熔炉的温度高于2200℃即可；
4）原料熔融后，物料进行冷却，形成熔砣，其中熔融的时间根据电弧炉的功率和原料的多少有关，以1800KVA电弧炉为例，熔融10吨料时间约为12小时；
 5）将熔砣破碎后，经过磁选机排除带有铁质成份，最后包装成品入库。
实施例二（Z-15）
除照重量份数比将MgO含量≥92%的轻烧氧化镁粉86kg和ZrO2含量＞98.5%的氧化锆14kg份进行配料外，其余与实施例一相同。
实施例三（Z-30）
除照重量份数比将MgO含量≥92%的轻烧氧化镁粉70kg和ZrO2含量＞98.5%的氧化锆30kg份进行配料外，其余与实施例一相同。
实施例四（Z-5′）
除照重量份数比将MgO含量≥92%的轻烧氧化镁粉91.5kg和ZrO2含量＞66%的锆英砂8.5kg份进行配料外，其余与实施例一相同。
各实施例的产品化学成份典型值如表1
  ZrO2（%） MgO（%） SiO2（%） Fe2O3（%）
实施例一（Z-5） 5.25 93.4 0.6 0.35
实施例二（Z-15） 15.35 83.06 0.56 0.35
实施例三（Z-30） 30.17 68.35 0.5 0.33
实施例四（Z-5′） 5.68 89.66 3.92 0.43
通过表1可看出，MgO含量≥92%的轻烧氧化镁粉和ZrO2含量＞98.5%的氧化锆混合熔融后，得出纯度较高的ZrO2和MgO成分，其杂质SiO2和Fe2O3较少，适合在耐火材料中应用。
轻烧氧化镁粉与氧化锆或锆英砂在2200℃以上的电熔炉内进行熔融，在冷却的过程中结晶逐步长大，并能够形成均匀、粗大的共晶结构，从而利用本发明材料直接制砖，由于氧化锆具有良好的抗渗透及渣侵性，从而使其作为耐火材料后其能耐更加稳定，解决了含碳制品向钢水渗碳问题；由于锆质材料具有增韧作用，同时增强了镁质材料的抗剥落性能，在镁碳砖中引入该发明材料可增强镁碳砖抗氧化性能，同时可减少碳加入量50%以上，延长了镁碳砖使用寿命；在水泥回转窑烧成带利用该材料制砖，可取代镁铬制品，控制了六价铬对环境的污染，同时不影响回转窑内衬材料的使用寿命。

Claims (2)

1.一种电熔镁锆共晶材料的制作工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）按照重量份数比将MgO含量≥92%的轻烧氧化镁粉70～95份和ZrO2含量＞98.5%的氧化锆5～30份进行配料；
2）将步骤1的混合料充分混合后，经压密机压密后，再通过压球机压成直径为40mm的球；       
3）将压制好的球料放入三相电弧炉内，并通过三相电弧炉通电后，对原料进行熔炼，熔炼温度为2200℃～3000℃；
4）原料熔融后，物料进行冷却，形成熔砣；
 5）将熔砣破碎后，经过磁选机排除带有铁质成份，最后包装成品。
2.如权利要求1所述的电熔镁锆共晶材料的制作工艺，其特征在于：所述的ZrO2含量＞98.5%的氧化锆可以替换为ZrO2含量＞66%的锆英砂。
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