CN102775156A - 一种不烧铝镁尖晶石砖 - Google Patents

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沈钟铭
李泽亚
赵明
王峰
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Abstract

本发明公开了一种不烧铝镁尖晶石砖，其各组分的质量百分配比为：刚玉50～80％，铝镁尖晶石5～30％，镁砂粉2～5％，氧化铝粉3～10％，余量为单质硅粉、金属铝粉、碳化硼粉中的至少一种，所述不烧铝镁尖晶石砖的各组分通过一外加的结合剂结合。该不烧铝镁尖晶石砖不会对环境造成污染，且具有极佳的抗钢水侵蚀性能、抗渣渗透性能和抗冲刷性能，此外其使用寿命长。

Description

一种不烧铝镁尖晶石砖
技术领域
本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种精炼RH炉用的不烧无铬耐火材料。
背景技术
钢铁工业中，RH精炼炉炉衬一直选用含铬的碱性耐火材料，并且取得了良好的使用效果。
但是，在高温和碱性使用环境下，含Cr2O3的耐火材料在氧化气氛与强碱性氧化物如Na2O、K2O或CaO的存在下，三价铬Cr3+能转变为六价铬Cr6+。Cr6+是一种致癌物，对人体有害且易溶于水，而Cr2O3可以以气相存在，在生产过程中会随烟气排入大气中污染空气。此外，由于K2CrO4、CaCrO4易溶于水，因此使用后的残砖中的Cr6+往往会顺雨水溶解、渗入地下，造成水污染。因此需要开发研究一种无铬的耐火材料。
公开号为中国专利CN1715246，公开日为2006年1月4日，名称为“一种RH真空炉衬无铬耐火材料”的中国专利文献公开了一种无铬耐火材料，其成分为(质量百分比)：镁砂或镁锆砂或镁锆硅砂中的一种或一种以上88～97％，氧化锆细粉1～6％，锆英石细粉0～9％，有机结合剂(外加)1～3％；其化学组成为(质量百分比)MgO 80～90％，SiO2 1～4％，ZrO2 7～13％。其中，所述的有机结合剂为耐火材料行业常用的结合剂如腐植酸钠、木质素磺酸钙、糊精和阿拉伯树胶。该镁锆质耐火材料经高压成型、干燥和高温烧成而制取。
公开号为中国专利CN101066877，公开日为2007年11月7日，名称为“方镁石-铁铝尖晶石砖及其制备方法”的中国专利文献提出了一种尖晶石砖，采用的技术方案是：先将40～96wt％的镁砂、2～17wt％的Al2O3、0～50wt％的铁铝尖晶石或镁铝尖晶石、0.2～10wt％的Fe、0～10wt％的Fe2O3混合，外加2～8wt％亚硫酸纸浆废液，再进行混练、成型、干燥，然后在1000～2000℃条件下原位反应烧成。
发明内容
本发明的目的是提供一种不烧铝镁尖晶石砖，首先其应当不含有铬，从而使其不会对环境造成污染，其次该不烧铝镁尖晶石砖应当具有极佳的抗钢水侵蚀性能、抗渣渗透性能和抗冲刷性能，此外其还应当具有较高的使用寿命。
本发明根据上述发明目的，提供了一种不烧铝镁尖晶石砖，其各组分的质量百分配比为：
刚玉          50～80％，
铝镁尖晶石    5～30％，
镁砂粉        2～5％，
氧化铝微粉    3～10％，
余量为单质硅粉、金属铝粉、碳化硼粉中的至少一种。
所述不烧铝镁尖晶石砖的各组分通过一外加的结合剂结合。
本技术方案中的氧化铝微粉是指氧化铝粉的粒度为微米级，本技术领域内的氧化铝微粉一般指氧化铝粉的粒度小于5微米。
优选地，所述结合剂为酚醛树脂，其与所述不烧铝镁尖晶石砖的质量比重为3～4％。需要说明的是，由于结合剂是外加的，因此酚醛树脂的添加量是占不烧铝镁尖晶石砖各组分的总重量的3～4％。
优选地，所述镁砂粉为电熔氧化镁砂粉。
本技术方案所述的不烧铝镁尖晶石砖具有镁砂粉和氧化铝粉组分，因此其在使用过程中，砖中的氧化铝和氧化镁反应生成原位活性尖晶石，从而使得砖的抗渣渗透特别好。
此外，通过添加单质硅粉、金属铝粉、碳化硼粉中的至少一种，还不仅提高了该不烧铝镁尖晶石砖的抗氧化性能，还提高了砖的高温强度和抗冲刷性能。
同现有的烧成方镁石-铁铝尖晶石砖、镁锆砖、MgO-MA-TiO2砖相比，本发明所述的不烧铝镁尖晶石砖生产工艺更节能，成品率更高，生产成本也更低。
同刚玉尖晶石预制砖相比，本发明所述的不烧铝镁尖晶石砖可以采用机压成型，因而生产效率更高。而预制砖的生产需进行长时间的浇注料养护，同时需要很多的模具。
当本发明所述的不烧铝镁尖晶石砖用于硅钢生产时，特别是生产超低硫含量的高牌号硅钢时，其使用寿命高于镁铬砖。
具体实施方式
实施例1-6
按照表1所示的成分配比进行配料，采用酚醛树脂作为结合剂，经混炼、成型、干燥后得到不烧铝镁尖晶石砖，其性能如表2所示。
表1.
  组分(wt％)   实施例1  实施例2   实施例3   实施例4  实施例5  实施例6
  刚玉   80   79   69   65   60   50
  铝镁尖晶石   5   12   15   25   27   30
  镁砂粉   5   4   3   2   2   4
  氧化铝微粉   6   3   8   5   8   10
  金属铝粉   2   2   2   1.5   1   3
  B4C粉   0.5   0   0.5   0.5   1   1
  单质硅粉   1.5   0   2.5   1   1   2
  酚醛树脂(外加)   3   3   4   3   4   4
表2.
  性能  实施例1  实施例2  实施例3   实施例4   实施例5  实施例6
  显气孔(％)   6   7   6   7   6   6
  耐压强度(MPa)   140   132   149   123   121   159
  *高温抗折强度(MPa)   10   12   11   9.6   8.1   15
  抗渣侵蚀性   优   优   优   优   优   优
  抗渣渗透性   优   良   优   良   良   优
  抗冲刷性   良   优   优   优   良   优
  使用寿命   长   长   长   长   长   长
*注：高温抗折强度测试温度1400℃，非氧化气氛，保温1小时
要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种不烧铝镁尖晶石砖，其特征在于，其各组分的质量百分配比为：
刚玉          50～80％，
铝镁尖晶石    5～30％，
镁砂粉        2～5％，
氧化铝微粉    3～10％，
余量为单质硅粉、金属铝粉、碳化硼粉中的至少一种；
所述不烧铝镁尖晶石砖的各组分通过一外加的结合剂结合。
2.如权利要求1所述的不烧铝镁尖晶石砖，其特征在于，所述结合剂为酚醛树脂，其与所述不烧铝镁尖晶石砖的质量比重为3～4％。
3.如权利要求2所述的不烧铝镁尖晶石砖，其特征在于，所述镁砂粉为电熔氧化镁砂粉。
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