CN103570364B - 一种不烧镁铝尖晶石砖 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不烧镁铝尖晶石砖,其化学组分的质量百分含量为:电熔镁砂:80~90%;富镁铝镁尖晶石:5~15%;氧化铝微粉:1~3%;铝硅合金粉:1~3%;B4C:0.2~0.6%;各化学组分由外加的3.5~5wt%的结合剂结合在一起;其中,电熔镁砂中的氧化镁含量大于98wt%,富镁铝镁尖晶石中氧化镁的含量大于30wt%。本发明所述的不烧镁铝尖晶石砖具有优良的抗渣侵蚀性,抗渣渗透性,抗剥落性,抗冲刷性,抗氧化性,使用寿命较长,并且不含有害元素铬,避免了对于人体和环境造成污染危害,同时生产成本低,应用领域广泛。

Description

-种不烧镁铝尖晶石砖
技术领域
[0001] 本发明涉及一种耐火材料,尤其涉及一种无铬耐火材料。
背景技术
[0002] 目前,钢铁工业中RH精炼炉的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。在高温和碱性使用环境下,含Cr 2O3耐火材料在氧化气氛与诸如Na 20、K20或 CaO等强碱性氧化物共同存在的情况下,Cr3+能氧化转变为Cr 6+。Cr6+是一种致癌物,对人 体有害且易溶于水;而Cr2O 3可以以气相存在,在生产使用中会随烟气排入空气中,污染空 气,污染环境。另外,K2CrCV CaCrO4S溶于水,使用后的残砖中Cr6+顺雨水溶解,渗入地下 会造成水环境污染。因此,由镁铬砖造成的环境污染一直以来是钢铁厂、水泥厂和耐火材料 厂难以解决的难题。
[0003] 公开号为CN1715246A,公开日为2006年1月4日,名称为"一种RH真空炉衬用无铬 耐火材料"的中国专利提出了一种RH真空炉衬无铬耐火材料,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)Mg080~90%,SiO 2I~ 4%,Zr027~13%。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。
[0004] 公开号为CN101066877A,公开日为2007年11月7日,名称为"一种方镁石-铁铝 尖晶石砖及其制备方法"的中国专利申请公开了一种方镁石-铁铝尖晶石砖及其制备方法, 采用的技术方案是:先将40~96wt%的镁砂、2~17wt%的A1 203、0~50wt%的铁铝尖晶石 或镁错尖晶石、〇• 2~10wt%的Fe、0~10wt%的Fe2O3混合,外加2~8wt%亚硫酸纸衆废 液,再进行混练、成型、干燥,然后在1000~2000°C条件下原位反应烧成。
[0005] 另外,日本在RH精炼炉浸渍管工作层采用烧成1%0-嫩-1^02砖,其使用寿命与镁 铬砖相当。他们认为这是由于炉渣中的CaO和Al 2O3渗入砖内与TiO JPMgO反应,生成了 高熔点化合物CaO • TiO2 (熔点1915°C )与M的结果。
[0006] 国内RH精炼炉也有将刚玉尖晶石预制砖用于RH炉浸渍管和下部槽的做法,但是 其抗侵蚀性较镁铬砖差,使用寿命较镁铬砖低。该预制砖以白刚玉,富铝尖晶石微粉和铝镁 尖晶石为主要材料,经浇注成型,干燥后即可制成。
[0007] 表1列出了镁-铁铝尖晶石砖、镁锆砖、1%0-嫩_1102砖、镁铬砖及铝尖晶石预制砖 的相关参数性能。
[0008] 表 1
[0009]
Figure CN103570364BD00041
发明内容
[0010] 本发明的目的是提供一种不烧镁铝尖晶石砖,其应当具有极佳的抗渣侵蚀性,抗 渣渗透性,抗剥落性,抗冲刷性,抗氧化性,并且应当具有较长的使用寿命。
[0011] 为了达到本发明的上述目的,本发明技术方案所涉及的不烧镁铝尖晶石砖,其化 学元素质量百分含量为:
[0012] 电熔镁砂:80~90%;
[0013] 富儀错儀尖晶石:5~15%;
[0014] 氧化铝微粉:1~3%;
[0015] 铝硅合金粉:1~3%;
[0016] B4C :0• 2 ~0• 6%;
[0017] 上述各化学组分由外加的3. 5~5wt%的结合剂结合在一起;
[0018] 其中,所述电熔镁砂中的氧化镁含量大于98wt%,所述富镁铝镁尖晶石中氧化镁的 含量大于30wt%。
[0019] 优选地,所述结合剂为有机硅树脂和酚醛树脂。有机硅树脂和酚醛树脂作为复合 结合剂的加入,较之于单纯酚醛树脂做结合剂,提高了不烧镁铝尖晶石砖的抗氧化性能。
[0020] 本发明所述的不烧镁铝尖晶石砖所采用的高纯电熔镁砂(氧化镁含量大于 98wt%),其熔点高(2800°C ),体积密度高(>3. 5g/cm3),显气孔率低(〈3%),因而不烧镁铝尖 晶石砖的抗渣侵蚀性好。另外,在本技术方案中,氧化铝微粉和氧化镁反应生成的原位活性 尖晶石和加入的富镁铝镁尖晶石,是抗渣渗透性好的主要原因。其中,富镁铝镁尖晶石的热 膨胀系数(约8. 6 X 1(T6/°C )比电熔镁砂的热膨胀系数(约13. 8 X 1(T6/°C )低,具有更好的热 震性能。本发明所述的不烧镁铝尖晶石砖中的铝硅合金粉,不仅可以提高不烧镁铝尖晶石 砖的抗氧化性能,还可以提高不烧镁铝尖晶石砖的高温强度和抗冲刷性能。此外,B 4C的加 入可以提尚不烧儀错尖晶石砖的抗氧化性能。
[0021] 本发明所述的不烧镁铝尖晶石砖,不含对人体及环境有害的铬元素,具有良好的 抗渣侵蚀性,抗渣渗透性,抗剥落性,抗冲刷性,抗氧化性。
[0022] 现有的高温烧成的方镁石-铁铝尖晶石砖通常需要造价高于100万左右的高温窑 炉,高温烧成费用约为800~1000元/吨,在烧成过程中由于人工装窑码砖、烧成温度的不 均匀会降低1~2%的成品率。同高温烧成的方镁石-铁铝尖晶石砖、镁锆砖、MgO-M-TiO2 砖相比,本发明所述的不烧镁铝尖晶石砖的生产工艺更节能,成品率更高,成本更低。
[0023] 同现有的刚玉尖晶石预制砖相比,本发明的不烧镁铝尖晶石砖采用机压成型,生 产效率更高,这是因为刚玉尖晶石预制砖的生产需要更长时间进行浇注料养护,同时还需 要很多的模具。
[0024] 同镁铬砖相比,本发明的不烧镁铝尖晶石砖抗渣侵蚀性更佳,使用寿命长,完全可 以代替镁铬砖。
[0025] 综上所述,本发明所述的不烧镁铝尖晶石砖,具有极佳的抗渣侵蚀、抗渣渗透性 能、抗剥落性能、抗氧化性能和抗冲刷性能,并且其使用寿命与现有的镁铬砖相当;同时,本 发明的不烧镁铝尖晶石砖生产工艺更节能,成品率更高,成本也更低。
具体实施方式
[0026] 实施例1-6
[0027] 表2显示了本技术方案实施例1-6中各化学组分的配比。
[0028] 表 2 (wt%)
Figure CN103570364BD00051
[0030] 在上述各具体实施例中,将粒度为8~IOmm的高纯电熔镁砂材料、富镁铝镁尖晶 石粉、氧化铝微粉、铝硅合金粉和B4C,采用结合剂有机硅树脂和酚醛树脂结合在一起,随后 进行混炼,成型和干燥后即可制成本发明所述的不烧镁铝尖晶石砖。
[0031] 表3显示了实施例1-6中各不烧镁尖晶石砖的性能。
[0032] 表 3.
Figure CN103570364BD00052
[0034] *注:高温抗折强度测试温度1400° C,非氧化气氛,保温1小时。
[0035] 从表3可以看出,本技术方案所述的不烧镁铝尖晶石砖,显气孔率为:3~5%,耐 压强度为120~162MPa,高温抗折强度为8. 6~12. 8MPa,抗渣侵蚀性,抗渣渗透性,抗剥落 性,抗冲刷性,抗氧化性等性能均达到优良级别,使用寿命长,不含有害元素铬的不烧镁铝 尖晶石砖,避免对人体和环境造成污染危害,并且生产成本低,应用领域广泛。
[0036] 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具体 实施例,随之有着许多的类似变化和变形。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和变化,均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1. 一种不烧镁铝尖晶石砖,其特征在于,其化学组分的质量百分含量为: 电熔镁砂: 80~90% ; 富镁铝镁尖晶石:5~15% ; 氧化铝微粉: 1~3% ; 铝硅合金粉: 1~3% ; B4C : 0• 2 ~0• 6% ; 上述各化学组分由外加的3. 5~5wt%的结合剂结合在一起; 其中,所述电熔镁砂中的氧化镁含量大于98wt%,所述富镁铝镁尖晶石中氧化镁的含量 大于30wt%。
2. 如权利要求1所述的不烧镁铝尖晶石砖,其特征在于,所述结合剂为有机硅树脂和 酚醛树脂。
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