CN103030410B - 铝镁铬复合尖晶石砖 - Google Patents

Abstract

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种铝镁铬复合尖晶石砖。以质量百分比计，本发明包括以下原料：粒度为5-3mm板状刚玉30-50%、3-1mm板状刚玉15-35%、＜0.088mm板状刚玉5-15%、＜0.088mm镁铝尖晶石2-15%、1-0mm高铬矿5-30%、＜0.088mm铬绿1-10%，以及占上述原料总重量2-5%的磷酸盐结合剂。本发明铝镁铬复合尖晶石砖熔点高、硬度大、气孔率低、抗热震性好、抗熔渣特别是硅铁渣侵蚀及渗透性优，可以满足有色高温铜熔炼炉、贫化电炉、阳极炉、闪速炉中工况条件苛刻部位的使用要求，具有显著的经济效益。

Description

铝镁铬复合尖晶石砖

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种铝镁铬复合尖晶石砖。

背景技术

铝铬质耐火材料主要由Al₂O₃和Cr₂O₃这两种组分构成，这两种物质经过高温烧结后可以形成无限固溶体，它具有较高的化学稳定性和耐磨性，且荷重软化温度高，能够抗高温气流冲蚀。由于铝铬质耐火材料具备上述优良性能，因而在冶金工业取得了良好的使用效果。然而，铝铬质耐火材料抗热震性能较差，在急冷、急热的环境条件下使用易产生裂纹，其耐火性能总体上还不够理想。

随着有色冶炼工业技术的迅猛发展，高温有色金属冶炼条件的复杂化对耐火材料提出越来越高的要求，因此，提高铝铬砖的抗渣蚀性、抗渗透性、高热稳定性，以及改善铝铬砖抗热振震性对提高有色工业窑炉使用寿命并且扩大铝铬砖的应用范围具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝镁铬复合尖晶石砖，所述铝镁铬复合尖晶石砖熔点高，硬度大，气孔率低，抗热震性好，抗熔渣特别是硅铁渣侵蚀及渗透性优，可以满足有色高温铜熔炼炉、贫化电炉、阳极炉、闪速炉中工况条件苛刻部位的使用要求。

一种铝镁铬复合尖晶石砖，以质量百分比计，其制备原料如下：粒度为5-3mm板状刚玉30-50%，3-1mm板状刚玉15-35%，＜0.088mm板状刚玉5-15%，＜0.088mm镁铝尖晶石2-15%，0-1mm高铬矿5-30%，＜0.088mm铬绿1-10%，另外加入占上述原料总重量2-5%的磷酸盐结合剂。

根据上述的铝镁铬复合尖晶石砖，所述原料的要求成分为：板状Al₂O₃≥99%，镁铝尖晶石MgO≥40%，高铬矿Cr₂O₃≥55%，铬绿Cr₂O₃≥99%。

根据上述的铝镁铬复合尖晶石砖，所述磷酸盐结合剂为磷酸铝、磷酸氢铝或磷酸二氢铝溶液。

根据上述的铝镁铬复合尖晶石砖，所述磷酸盐结合剂的比重为1.4~1.6g/cm³。

根据上述高性能铝铬镁复合尖晶石砖的生产方法，包括以下步骤：

（1）按照权利要求1所述组分及粒度要求配料；

（2）将骨料混合加入湿碾机，再加入磷酸盐作结合剂后混练15-20min；

（3）在200-250Mpa的压力下成型，砖坯体积密度控制在3.20-3.40g/cm³；

（4）将所述砖坯置于温度为110-120℃的隧道干燥窑内干燥20-24h，然后，进入高温隧道窑中在1500-1700℃下进行烧成。

本发明的积极有益效果：

（1）本发明高性能铝铬镁复合尖晶石砖采用板状刚玉作原料，由于其硬度大、强度高，且铁与刚玉润湿角大于90°，从而使本发明制品具有更高的高温强度和抗侵蚀性以抵御金属熔渣、高速气流的冲刷和侵蚀；而且，板状刚玉热膨胀值低，提高了本发明制品的热稳定性，延长了使用寿命。

（2）本发明高性能铝铬镁复合尖晶石砖在基质中加入Cr₂O₃微粉，使Cr₂O₃在Al₂O₃颗粒表面形成环状的固溶带，将刚玉彼此连接起来，使制品具有良好的致密度；同时，Cr₂O₃能与熔渣反应生成高熔点化合物，在耐火砖与熔渣的界面处形成保护屏障，阻断熔渣渗透通道，提高制品的抗渣蚀性和防渗透性。

（3）本发明高性能铝铬镁复合尖晶石砖基质中的Cr₂O₃固溶到镁铝尖晶石中形成铝镁铬尖晶石相，该物质具有优良的高温强度及热震稳定性，大大减小了耐火材料因温度变化造成的结构剥落；而且，该物质易吸收熔渣中氧化铁，增加了熔体粘度，从而使本发明制品抗渗透性有了很大提高。

（4）本发明高性能铝铬镁复合尖晶石砖采用磷酸二氢铝溶液作为结合剂，高温烧结后耐火砖强度提高，并且促进了材料的高温烧结，使本发明制品在较低温度下得到良好烧结，达到了节能减排的目的。

综上所述，本发明高性能铝铬镁复合尖晶石砖具有良好的高温使用性能和使用寿命，可应用于有色高温铜熔炼炉、贫化电炉、阳极炉、闪速炉中对耐火材料性能要求比较苛刻的使用部位，扩大了铝铬砖的应用范围。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例，以下实施例中所用原料均为市售。

实施例1

一种铝镁铬复合尖晶石砖，采用粒度5-3mm的板状刚玉40%，3-1mm的板状刚玉18%，＜0.088mm的板状刚玉15%，＜0.088mm的镁铝尖晶石5%，0-1mm的高铬矿18%，＜0.088mm的铬绿4%，外加占上述原料总重3%的磷酸二氢铝溶液作结合剂，该磷酸二氢铝溶液的比重为1.4g/cm³，经过湿碾机混料后，采用1000T摩擦压力机成型，在干燥窑内于 110℃下烘干24h后，经1650℃的高温烧结制得铝镁铬复合尖晶石砖，其性能指标见表1。

表1 实施例1制品性能指标

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实施例2

一种铝镁铬复合尖晶石砖，采用粒度5-3mm的板状刚玉33%，3-1mm的板状刚玉23%，＜0.088mm的板状刚玉10%，0-1mm的高铬矿20%，＜0.088mm的铬绿6%，＜0.088mm的镁铝尖晶石8%，外加占上述原料总重4%的磷酸二氢铝溶液作结合剂，该磷酸二氢铝溶液的比重为1.5g/cm³，经过湿碾机混料后，采用1000T摩擦压力机成型，在干燥窑内于110℃下烘干23h后，经1600℃的高温烧结制得铝镁铬复合尖晶石砖，其性能指标见表2。

表2 实施例2制品性能指标

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实施例3

一种铝镁铬复合尖晶石砖，采用粒度5-3mm的板状刚玉31%，3-1mm的板状刚玉29%，＜0.088mm的板状刚玉5%，0-1mm的高铬矿20%，＜0.088mm的铬绿5%，＜0.088mm的镁铝尖晶石10%，外加占上述原料总重2%的磷酸二氢铝溶液作结合剂，该磷酸二氢铝溶液的比重为1.6g/cm³，经过湿碾机混料后，采用1000T摩擦压力机成型，在干燥窑内于115℃下烘干22h后，经1550℃的高温烧结制得铝镁铬复合尖晶石砖，其性能指标见表3。

表3 实施例3制品性能指标

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实施例4

一种铝镁铬复合尖晶石砖，采用粒度5-3mm的板状刚玉36%，3-1mm的板状刚玉22%，＜0.088mm的板状刚玉10%，0-1mm的高铬矿15%，＜0.088mm的铬绿5%，＜0.088mm的镁铝尖晶石12%，外加上述原料总重5%的磷酸二氢铝溶液作结合剂，经过湿碾机混料后，采用1000T摩擦压力机成型，在干燥窑内于120℃下烘干20h，经1500℃的高温烧结制得铝镁铬复合尖晶石砖，其性能指标见表4。

表4 实施例4制品性能指标

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本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种铝镁铬复合尖晶石砖，其特征在于，以质量百分比计，其制备原料如下：粒度5-3mm板状刚玉30-50%，3-1mm板状刚玉15-35%，＜0.088mm板状刚玉5-15%，＜0.088mm镁铝尖晶石2-15%，1-0mm高铬矿5-30%，＜0.088mm铬绿1-10%，另外加入占上述原料总重量2-5%的磷酸盐结合剂。

2.根据权利要求1所述的铝镁铬复合尖晶石砖，其特征在于，所述原料的要求成分为：板状刚玉Al₂O₃≥99%，镁铝尖晶石MgO≥40%，高铬矿Cr₂O₃≥55%，铬绿Cr₂O₃≥99%。

3.根据权利要求1所述的铝镁铬复合尖晶石砖，其特征在于，所述磷酸盐结合剂为磷酸铝、磷酸氢铝或磷酸二氢铝溶液。

4.根据权利要求3所述的铝镁铬复合尖晶石砖，其特征在于，所述磷酸盐结合剂的比重为1.4~1.6g/cm³。

5.据权利要求1所述的铝镁铬复合尖晶石砖的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照权利要求1所述原料及粒度要求配料；

（2）将骨料混合加入湿碾机，再加入磷酸盐作结合剂，混练15-20min；

（3）在200-250MPa的压力下成型，砖坯体积密度控制在3.20-3.40g/cm³；

（4）将所述砖坯置于温度为110-120℃的隧道干燥窑内干燥20-24h，然后，进入高温隧道窑中在1500-1700℃下进行烧成。