CN103601507A - 一种低气孔镁铝尖晶石-铬刚玉氧化锆复合烧结耐火材料及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种低气孔镁铝尖晶石-铬刚玉氧化锆复合烧结耐火材料及其生产工艺。配方为：5-1mm合成镁铝尖晶石38-48％、1-0.088mm合成镁铝尖晶石0-20％、1-0.088mm铝铬渣或铬刚玉5-20％、＜0.088mm铝铬渣或铬刚玉10-25％、＜0.033mm刚玉0-10％、＜0.033mm铬绿0-10％、α氧化铝微粉2-10％、氧化镁微粉0-3％、氧化锆微粉2-10％、外加第三代减水剂0.05-0.2％、外加纸浆废液3-7％。生产工艺为称量、配合、混练、压型、干燥后，经1660-1800℃×5-10小时烧成。具有低显气孔率和耐高温、抗侵蚀、抗热震性能，适合窑炉苛刻部位做窑衬使用。
Description
技术领域
本发明为一种低气孔的镁铝尖晶石-铬刚玉氧化锆烧结复合耐火材料及其生产工艺，涉及一种耐火材料及其生产工艺。
背景技术
铬刚玉是一种能抵抗中性至弱酸性炉渣侵蚀的耐火材料，被广泛用于有色玻璃行业、纤维玻璃行业、岩棉纤维行业、氧化锌熔化行业、垃圾焚烧行业、石化和煤化工等高温行业的窑炉。铬刚玉耐火材料难以烧结。为了改善烧结和提高抗热震性，常常在制砖料中加入ZrO2以制成铬刚玉-锆复合材料。不过，因氧化锆的价格高达3万元／吨以上，掺锆后明显提高了材料售价。镁铝尖晶石是一种能抵抗中性至弱碱性炉渣侵蚀的耐火材料，被广泛用于钢铁、水泥等行业，纯镁铝尖晶石原料虽也难烧结，但价格却在5000元／吨左右。镁铝尖晶石化学组成为Al2O3=71.8％、MgO=28.2％。如氧化铝含量过高，将形成富铝镁铝尖晶石(镁铝尖晶石-刚玉复相组织)；如氧化镁含量过高，将形成富镁镁铝尖晶石(镁铝尖晶石-方镁石复相组织)。
因此，需要开发一种抗侵蚀性能介于铝铬锆耐火材料和镁铝尖晶石耐火材料之间，具有良好抗热震性，便于制造且价格较低的新型耐火材料。
发明内容
本发明涉及一种低气孔的镁铝尖晶石-铬刚玉氧化锆烧结复合耐火材料及其生产工艺。该耐火材料依靠合成镁铝尖晶石作为粗骨料，以镁铝尖晶石或铬刚玉作细骨料，以铬刚玉-氧化锆-镁铝尖晶石作为基质。在基质中，以铬刚玉作为粗粒子，以原位铬刚玉-原位镁铝尖晶石-氧化锆作用细粒子。制砖料经高效分散剂分散后，再经高压形成致密砖坯，最后经过高温烧结形成致密组织。从而，该耐火材料具有很低的显气孔率和良好的耐高温、抗侵蚀、抗热震性能，适合玻璃工业、有色工业、环保工业、石化及煤化工等高温行业窑炉作窑衬使用。
本发明提出下述技术措施制造对中性炉渣的侵蚀具有良好的抵抗性、良好的抗热震性、容易制造且成本较低的新型耐火材料：其一，使用富铝镁铝尖晶石或纯镁铝尖晶石作骨料。其二，使用铝铬渣作为细骨料和基质中的粗粒子。其三，使用氧化铝微粉+氧化铬微粉+氧化镁微粉+氧化锆微粉作为基质中的细粒子。烧成中，原位铬刚玉-原位镁铝尖晶石-氧化锆的复合结合物，以提高致密堆积程度，降低烧结并改善材料的进一步抗侵蚀性和热震稳定性；使用高效减水剂，有效分散微粉，以便于形成更加致密的砖体结构。
材料的重量百分配比为：
上原料的特征：
所述合成镁铝尖晶石为三氧化二铝含量为72-92％的烧结镁铝尖晶石，如GB／T26564-2011中牌号为SMA76、SMA90、SMA76P的产品；或三氧化二铝含量为72-92％的电熔镁铝尖晶石，如GB／T26564-2011中牌号为FMA76、FMA90的产品。
所述铝铬渣为铝热法冶炼金属铬产生的工业副产品。
所述铬刚玉为人工制备的氧化铬-氧化铝耐火原料。
所述刚玉为同名市售耐火原料。
所述铬绿为同名市售原料，其主要成分为Cr2O3。
所述α氧化铝微粉为市售同名产品，其粒径<10μm。
所述α氧化镁微粉为市售镁砂制得的超细粉，其粒径<10μm。
所述氧化锆微粉为市售氧化锆或脱硅锆加工而成的ZrO2≥90％的原料，其粒径<10μm。
所述第三代减水剂为市售同名产品，即以聚羧酸为主的建筑混凝土行业用减水剂。
所述纸浆废液为造纸工业的副产品木质磺酸钙所配制的比重1.1-1.2的液体。
本发明的生产工艺为：：
按照上述配比，各种原料经称量、配合、混练、压型、干燥后，经过1660-1800℃×5-10小时烧成后制得本发明所述的耐火材料。
具体实施方式
实施例1：
采用氧化铝含量74％、氧化镁含量26％的富铝镁铝尖晶石作为主料，重量百分配比为：5-1mm合成镁铝尖晶石45％、1-0.088mm合成镁铝尖晶石10％、1-0.088mm铝铬渣或铬刚玉9％、<0.088mm铝铬渣或铬刚玉15％、<0.033mm刚玉5％、<0.033mm铬绿5％、α氧化铝微粉5％、氧化镁微粉2％、氧化锆微粉4％、外加市售聚羧酸减水剂0.05％，外加纸浆废液5％，称取各原料后，经过配合、混炼、成型、干燥，再经1730℃×6小时烧成，制得耐火材料的抗压强度为60.6MPa，体积密度3.31g／cm3、显气孔率12.6％、荷重软化温度T0.6>1700℃、热震稳定性1100℃水冷≥6次，制得了具有良好耐高温、抗热震、低气孔物理和理想化学矿物组成的耐火材料。
实施例2：
采用氧化铝含量74％、氧化镁含量26％的富铝镁铝尖晶石作为主料，配比为：5-1mm合成镁铝尖晶石40％、1-0.088mm铝铬渣或铬刚玉20％、<0.088mm铝铬渣或铬刚玉25％、α氧化铝微粉7％、氧化镁微粉2％、氧化锆微粉6％、外加市售聚羧酸减水剂0.05％，外加纸浆废液5％，称取各原料后，经过配合、混炼、成型、干燥，再经1750℃×8小时烧成，制得耐火材料的抗压强度为65.6MPa，体积密度3.41g／cm3、显气孔率13.8％、荷重软化温度T0.6>1700℃、热震稳定性1100℃水冷≥8次，制得了具有良好耐高温、抗热震、低气孔物理和理想化学矿物组成的耐火材料。
Claims (2)
1.一种低气孔镁铝尖晶石-铬刚玉氧化锆复合烧结耐火材料，其特征在于：所述的耐火材料的重量百分配比为：
上述合成镁铝尖晶石为三氧化二铝含量为72-92％的烧结镁铝尖晶石或三氧化二铝含量为72-92％的电熔镁铝尖晶石，铝铬渣为铝热法冶炼金属铬产生的工业副产品，铬刚玉为人工制备的氧化铬-氧化铝耐火原料，刚玉为同名市售耐火原料，铬绿为同名市售原料，其主要成分为Cr2O3，α氧化铝微粉为市售同名产品，其粒径<10μm，α氧化镁微粉为市售镁砂制得的超细粉，其粒径<10μm，氧化锆微粉的ZrO2≥90％、粒径<10μm，第三代减水剂为以聚羧酸为主的建筑混凝土行业用减水剂，纸浆废液为造纸工业的副产品木质磺酸钙所配制的比重1.1-1.2的液体。
2.一种生产权利要求1所述耐火材料的生产工艺，按照上述配比，各种原料经称量、配合、混练、压型、干燥后，烧制成型，其特征在于：烧成制度为1660-1800℃×5-10小时烧成后制得本发明所述的耐火材料。
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