CN104529481A

CN104529481A - 一种Al2O3-Cr2O3耐火骨料及制备方法

Info

Publication number: CN104529481A
Application number: CN201410728700.2A
Authority: CN
Inventors: 孙红刚; 李鹏涛; 李红霞; 王刚; 闫双志; 耿可明; 杜一昊; 蔡斌利
Original assignee: Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co Ltd
Current assignee: Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co Ltd
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: CN104529481B

Abstract

本发明属于耐火材料领域，涉及一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料及制备方法。所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料具有不均匀的化学组成， Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料的边缘部位的Cr₂O₃含量大于等于20%，中心部位Cr₂O₃含量低于边缘部位Cr₂O₃含量；所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料气孔率不大于10%。所述耐火骨料中Al₂O₃和Cr₂O₃形成均匀的固溶体，颗粒及包覆物结合紧密、强度高，Al₂O₃和Cr₂O₃高温下扩散反应造成粒料从表层向中心Cr₂O₃浓度衰减，将其作为耐火材料骨料制作的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火制品具有良好抗渣侵蚀性的同时，使铬资源得到了极高的利用率。

Description

一种Al2O3-Cr2O3耐火骨料及制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料及制备方法，所述Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是一种制作含铬耐火材料的原料。

背景技术

耐火材料是高温领域的关键材料，高温熔渣对耐火材料的化学侵蚀将直接影响耐火材料的实用性。Al₂O₃-Cr₂O₃质耐火材料是以Al₂O₃和Cr₂O₃为主要成分的耐火材料，其具有良好的机械强度和高温性能以及优良的抗酸性熔渣侵蚀性能，被广泛应用于有色金属冶炼、石油化工、煤化工、冶铁炼钢等诸多领域。

在Al₂O₃-Cr₂O₃质耐火材料中，Cr₂O₃成分的抗侵蚀能力明显优于Al₂O₃成分，Cr₂O₃含量越高，耐火材料的抗侵蚀性能越好，使用寿命越长。然而，Cr₂O₃原料本身资源稀缺、价格昂贵，而且在使用中还存在“六价铬”的潜在危害。高Cr₂O₃含量的耐火材料受到了成本和环保的双重制约。

制备Al₂O₃-Cr₂O₃质耐火材料的骨料可分为电熔颗粒和烧结颗粒。电熔颗粒主要有电熔氧化铬、电熔刚玉、电熔Al₂O₃-Cr₂O₃固溶体颗粒等。电熔氧化铬、电熔刚玉分别是以工业氧化铬绿粉料、工业氧化铝粉料等为主要原料经电弧炉中熔融、均化，冷却、破碎而得；电熔Al₂O₃-Cr₂O₃固溶体颗粒是根据设定的Al₂O₃、Cr₂O₃化学组分含量将工业氧化铬绿粉料、工业氧化铝粉料按一定比例混合均匀后，在电弧炉中熔融使Al₂O₃、Cr₂O₃充分固溶，冷却、破碎而得。电熔法耗电量大、能耗高，但电熔法制备的原料具有晶粒大、致密度高、均匀性好等优点。烧结颗粒主要有板状刚玉、烧结氧化铬颗粒、烧结Al₂O₃-Cr₂O₃固溶体颗粒等。烧结原料的制备技术相对难度大，发展较为缓慢。板状刚玉，又称板状氧化铝，是一种烧结氧化铝，是在略低于a-Al₂O₃熔点(2050℃)的1925℃高温下快速烧结，晶粒达到烧结完全的再结晶a-Al₂O₃。呈现二维平面的板片状且有较多晶间和晶内圆形封闭气孔的显微结构特征。板状刚玉于1934年由Thomas S．Curtis在其发明的竖窑中烧结得到的，1935年经中间试验后便商业化生产，用作耐火材料和陶瓷行业窑炉的内衬材料。上个世纪五十年代，作为大宗耐火材料骨料应用于耐火行业。此后陆续开发了一系列以低Na₂O工业氧化铝为原料的板状刚玉产品。

文献（CN01128362，一种氧化铬材料的烧结方法）公开了一种采用复合覆盖剂低温合成无反应层纯Cr₂O₃和高Cr₂O₃材料的烧结方法，该方法是在Cr₂O₃=80%~99.5%的氧化铬材料表面埋覆一层氧化铬、氧化铝或矾土熟料细粉，然后在细粉层外埋覆炭粉，将它们一起装于匣钵或类似箱体中，营造还原气氛，于1500℃-1650℃温度下进行烧结，得到表面质量好，而且相对密度高的氧化铬材料制品。该方法在氧化铬材料表面埋覆一层氧化物的目的在于阻止炭粉与氧化铬材料直接接触Cr₂O₃被还原影响材料的表面外观。但作为阻隔层的这些氧化物细粉在高温下也能与基体氧化铬材料反应，造成最终氧化铬材料制品表层Cr₂O₃含量低于中心部位。

文献（CN200910023747，一种氧化铬骨料致密烧结方法）公开了一种氧化铬骨料致密烧结方法，其是将纯Cr₂O₃微粉或Cr₂O₃复合微粉（Cr₂O₃= 95%~99.5%，石墨=0.5%~5%，质量百分数）经压制成型后装入电热窑炉，通过控制窑炉内的无水乙醇或液化石油气、天然气、工业燃料油的分压，营造还原气氛，使纯Cr₂O₃或Cr₂O₃复合微粉在1400℃～1600℃温度下致密化烧结，得到致密的纯Cr₂O₃烧结骨料。该方法避免了碳粉与Cr₂O₃的接触，解决了Cr₂O₃烧结料表层与内部不一致的问题，能得到成分均匀的纯Cr₂O₃烧结骨料。

文献（CN201110273942.3，一种非均质结构的Cr₂O₃-Al₂O₃耐火材料）公开了一种采用以预合成Cr₂O₃-Al₂O₃耐火颗粒为原料制备Cr₂O₃-Al₂O₃耐火材料的技术。该预合成Cr₂O₃-Al₂O₃耐火颗粒是通过电熔法或烧结法制备的，其具有化学组分均匀的特点。以不同颗粒径和Cr₂O₃成分含量的预合成Cr₂O₃-Al₂O₃耐火颗粒为原料制备的Cr₂O₃-Al₂O₃耐火材料能较好的解决熔渣对材料侵蚀不同步的问题，提高了原料的利用效率。

大量研究表明，熔渣对Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的侵蚀规律:1）作为骨料的颗粒粒径越小越容易被侵蚀；2）颗粒中Cr₂O₃成分越低越容易被侵蚀；3）熔渣对颗粒的侵蚀过程是由外向内的，即最先侵蚀颗粒表面，然后慢慢向颗粒内部渗入。通常颗粒料并未被熔渣完全侵蚀就已随损毁的基质剥落卷入熔渣中。因此，对于Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料，骨料颗粒在抗熔渣侵蚀方面存在“性能过剩”。

研制具有较低Cr₂O₃含量的Al₂O₃-Cr₂O₃颗粒，以其为原料使Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料受渣侵蚀中整体寿命相匹配，使得物尽其用，无论从经济角度，环境角度还是实用角度，该种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料都将具有鲜明的竞争优势。

发明内容

本发明的目的在于提出一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料及制备方法，所述骨料具有不均匀的化学组成，致使其表层抗熔渣侵蚀性能强而中心部位抗熔渣侵蚀能力弱，使以该骨料为原料的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料在受熔渣侵蚀中整体寿命相匹配，使得物尽其用，提高Cr₂O₃原料的有效利用，降低Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料原料成本，间接降低铬对环境的污染。

完成本发明任务采取的技术方案是：一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，是制备含铬耐火材料的主要原料，其中Cr₂O₃和Al₂O₃质量之和不小于Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料总质量的90%，Cr₂O₃的质量为Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料总质量的5%～50%；其特征在于：所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是由含有Cr₂O₃的粉料包裹不含Cr₂O₃的颗粒或Cr₂O₃含量低于粉料Cr₂O₃含量的颗粒经高温烧制形成的结构致密的粒料；由含有Cr₂O₃的粉料形成的粒料边缘部位的Cr₂O₃含量大于等于20%，不含Cr₂O₃的颗粒或Cr₂O₃含量低于粉料Cr₂O₃含量的颗粒形成的粒料中心部位Cr₂O₃含量低于粒料边缘部位Cr₂O₃含量；烧结温度为1500℃~1800℃，为常压氧化气氛下烧成；所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是一种致密材料，气孔率不大于10%。

所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是粒径大于1 mm小于等于5 mm的粒料。

所述含有Cr₂O₃的粉料是粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉、粒径小于10μm的Al₂O₃微粉、粒径大于10μm小于等于74μm的Al₂O₃细粉的混合粉；或，所述含有Cr₂O₃的粉料是粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉、粒径小于10μm的Al₂O₃微粉、粒径大于10μm小于等于74μm的Al₂O₃-Cr₂O₃细粉的混合粉；也可以是粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉和粒径小于43μm的TiO₂细粉的混合粉。Al₂O₃和Cr₂O₃可在1200℃以上形成连续固溶体，在1500℃~1800℃可实现致密化烧结；向Cr₂O₃微粉中加入少量的TiO₂细粉的目的是为促进骨料表层的致密化烧结。

所述的不含Cr₂O₃的颗粒或Cr₂O₃含量低于粉料Cr₂O₃含量的颗粒为均质Al₂O₃-Cr₂O₃颗粒、Al₂O₃颗粒、矾土颗粒中的一种，其粒径为大于等于0.5mm小于4mm。

本发明能使Cr₂O₃最大限度的得到应用。与Cr₂O₃含量相当的普通Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料相比，本发明所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，具有更为优良的抗高温熔渣侵蚀性。这是因为：1）颗粒骨料相对致密，高温下熔渣对骨料的侵蚀是由表层向内部缓慢进行的；2）在所有氧化物类耐火材料中，Cr₂O₃成为在熔渣中具有最小溶解度，因而表现出了非凡的抗熔渣侵蚀性，显著优于Al₂O₃成分，Cr₂O₃成分浓度越高的Al₂O₃-Cr₂O₃骨料部位越不容易遭受熔渣的侵蚀；3）本发明所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，具有非均匀的化学组成，其表层Cr₂O₃成分含量高，抗侵蚀能力强，其中心Cr₂O₃成分含量低或不含Cr₂O₃成分，成本低。

Al₂O₃-Cr₂O₃材料中Cr₂O₃的含量越高则抵御熔渣侵蚀性能越好。对于骨料来说，表层将与熔渣接触，最易被侵蚀；而颗粒内部基本上还未接触到熔渣就已因基质受侵蚀而整体被卷入渣中。骨料表层选用Cr₂O₃的含量高的物质，而骨料内部选用Cr₂O₃含量低甚至不含Cr₂O₃的物质，将极大的降低Cr₂O₃的整体用量，而且也不会对Al₂O₃-Cr₂O₃材料的抗渣性产生负面影响。

以本发明为原料制备的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料具有抗渣性优良、成本低的特点。通常Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料是由含Al₂O₃、Cr₂O₃成分的骨料和基质构成，骨料相对基质结构致密、比表面积小、活性低，高温下熔渣对Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的反应主要表现为对基质以及骨料表面的化学侵蚀和渗透，而骨料的大部分则会因为基质被熔渣破坏成为“孤岛”，而被迫卷入渣中被冲蚀。基质的被渣蚀速度决定了Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料整体的损毁速度。因此，现有Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的骨料采用Cr₂O₃含量较高且结构均匀的Al₂O₃-Cr₂O₃电熔或烧结颗粒为骨料有些大材小用，造成Cr₂O₃资源的浪费。

Al₂O₃和Cr₂O₃在常压下温度达1240℃以上可形成连续固溶体。为使Al₂O₃-Cr₂O₃固溶体反应均匀且Al₂O₃-Cr₂O₃骨料结构致密、强度高，本发明要求烧成温度为达1500℃以上。而为了降低烧成成本，过高的烧成温度也是不可取得，目前燃气窑的最高烧成温度约为1800℃，因此本发明的烧成温度为1500℃~1800℃。相对小于纯Cr₂O₃材料，Al₂O₃-Cr₂O₃的烧结致密化较为简单，压力和气氛对材料的烧结影响不显著，因此，为提高Al₂O₃-Cr₂O₃材料的烧成效率和降低成本，本发明可在常压氧化气氛下烧成。

本发明所提的骨料是用于制备抗渣性Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料，为防止熔渣对骨料的渗透侵蚀，对骨料的致密度有一定的要求。Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料通常由骨料和基质两部分构成，而且这两部分是均匀分布在整个耐火材料中的。为保障Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的抗热震性和热膨胀等综合性能，其整体气孔率约为15%~20%。为提高Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的整体抗渣性，要求相对低的Cr₂O₃含量的骨料比相对高的Cr₂O₃含量的基质更为致密。

所述的一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，通过如下工艺路线实现；首先制备混合均匀的含有Cr₂O₃的粉料；将不含Cr₂O₃的颗粒或Cr₂O₃含量低于粉料Cr₂O₃含量的颗粒置入搅拌机中，加入结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；接着，将含有Cr₂O₃的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；最后，将包覆后的粒状物干燥后于燃气窑或电窑中1500℃~1800℃煅烧，冷却后把结块压散后筛分，便可得到本发明的产品。

根据包覆效果，上述对颗粒进行包覆的过程可重复进行，即可重复上述加结合剂-搅拌-加粉料-搅拌-包覆颗粒的过程，直至形成满意包覆厚度；在对颗粒形成重复包覆的过程中，所述粉料的Cr₂O₃含量与前一次包覆过程中粉料的Cr₂O₃含量相同，或粉料的Cr₂O₃含量高于前一次包覆过程中粉料的Cr₂O₃含量；逐步提高每次包覆粉料的Cr₂O₃含量，可使多层包覆后的粒状物中Cr₂O₃含量从表层向内层具有一定的梯度。

本发明颗粒形貌近似球形、流动性好，Al₂O₃和Cr₂O₃形成均匀的固溶体，颗粒及包覆物结合紧密、强度高，而且Al₂O₃和Cr₂O₃高温下扩散反应造成颗粒从表层向中心Cr₂O₃浓度衰减，将其作为耐火材料骨料原料添加制作的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火定形制品和不定形具有良好抗渣侵蚀性的同时，使铬资源得到了极高的利用率。而且，实现本发明的工艺过程和设备简单，易于规模化生产。

具体实施方式

结合给出的实施例，对本发明加以说明，但不构成对本发明的任何限制。

所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，是制备Al₂O₃-Cr₂O₃质耐火材料的主要原料，该骨料中Cr₂O₃和Al₂O₃质量百分比之和不小于90%，骨料中Cr₂O₃的质量百分数为5%～50%，该Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，中心部位Cr₂O₃含量低，边缘部位Cr₂O₃含量高。

实施例1：

称取50kg 粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉，20kg粒径小于10μm的Al₂O₃微粉，30kg 粒径大于10μm、小于等于74μm的Al₂O₃细粉，采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为50%的粉料；称取300kg粒径为大于0.5mm小于等于4mm的Al₂O₃颗粒，置入碾轮式搅拌机中，加入16kg酚醛树脂结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；将100kg混合均匀的Cr₂O₃含量为50%的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；将包覆后的粒状物110℃干燥24h以上，于电窑中1500℃保温8h煅烧，冷却后把结块压散后筛分，便可得到本发明的产品。该Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料中Cr₂O₃和Al₂O₃质量百分比之和约100%，Cr₂O₃的质量百分数为12.5%；具有不均匀的化学组成，中心部位几乎不含Cr₂O₃成分，边缘部位Cr₂O₃含量约为50%；其粒径为大于1 mm小于等于5 mm的颗粒；该耐火骨料的气孔率为5%。

实施例2：

称取99kg 粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉和1kg 粒径小于43μm的TiO₂粉，采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为99%的粉料；称取300kg粒径为大于0.5mm小于等于4mm的均质Al₂O₃-Cr₂O₃颗粒（Al₂O₃=66.5%，Cr₂O₃=33.5%），置入碾轮式搅拌机中，加入16kg水性树脂结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；将100kg混合均匀的Cr₂O₃含量为99%的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；将包覆后的粒状物110℃干燥24h以上，于燃气窑中1700℃保温10h煅烧，冷却后把结块压散后筛分出大于1mm小于等于5 mm的颗粒，便可得到本发明的产品。该Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料中Cr₂O₃和Al₂O₃质量百分比之和约100%，Cr₂O₃的质量百分数为50%；具有不均匀的化学组成，中心部位Cr₂O₃含量约为33.5%，边缘部位Cr₂O₃含量约为99%；其粒径为大于1 mm小于等于5 mm的颗粒；该耐火骨料的气孔率为8%。

实施例3：

称取20kg 粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉，40kg粒径小于10μm的Al₂O₃微粉，40kg 粒径大于10μm、小于等于74μm的Al₂O₃细粉，采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为20%的粉料；称取300kg粒径为大于0.5mm小于等于3mm的矾土颗粒（Al₂O₃≥80%），置入碾轮式搅拌机中，加入4.5kg纸浆废液结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；将50kg混合均匀的Cr₂O₃含量为20%的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；再加入2kg纸浆废液结合剂使包覆物均匀粘附结合剂，再加入30kg混合均匀的Cr₂O₃含量为20%的粉料加入搅拌机中搅拌，使包覆层变厚；再加入1.5kg纸浆废液结合剂使包覆物均匀粘附结合剂，再加入20kg混合均匀的Cr₂O₃含量为20%的粉料加入搅拌机中搅拌，使包覆层变厚；将包覆后的粒状物110℃干燥24h以上，于燃气窑中1500℃保温5h煅烧，冷却后把结块压散后筛分，便可得到本发明的产品。该Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料中Cr₂O₃和Al₂O₃质量百分比之和约90%，Cr₂O₃的质量百分数为5%；具有不均匀的化学组成，中心部位不含Cr₂O₃成分，边缘部位Cr₂O₃含量约为20%；其粒径为大于2 mm小于等于5 mm的颗粒；该耐火骨料的气孔率为4%。

实施例4：

称取60kg D₅₀为粒径小于10μm的Al₂O₃微粉，40kg 粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉，100kg 粒径大于10μm、小于等于74μm的Al₂O₃-Cr₂O₃细粉（Al₂O₃=25%，Cr₂O₃=75%），采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为57.5%的粉料；称取300kg粒径为大于0.5mm小于等于3mm的均质Al₂O₃-Cr₂O₃颗粒（Al₂O₃=90%，Cr₂O₃=10%），置入碾轮式搅拌机中，加入20kg树脂结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；将200kg混合均匀的Cr₂O₃含量为57.5%的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；将包覆后的粒状物110℃干燥24h以上，于燃气窑中1800℃保温8h煅烧，冷却后把结块压散后筛分，便可得到本发明的产品。该Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料中Cr₂O₃和Al₂O₃质量百分比之和约100%，Cr₂O₃的质量百分数为29%；具有不均匀的化学组成，中心部位Cr₂O₃含量约为10%，边缘部位Cr₂O₃含量约为57.5%；其粒径为大于1 mm小于等于5 mm的颗粒；该耐火骨料的气孔率为3%。

实施例5：

称取20kg 粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉，40kg粒径小于10μm的Al₂O₃微粉，40kg 粒径大于10μm、小于等于74μm的Al₂O₃细粉，采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为20%的粉料；称取100kg粒径为大于2mm小于等于3mm的Al₂O₃颗粒（Al₂O₃≥95%），置入碾轮式搅拌机中，加入4.5kg纸浆废液结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；将50kg混合均匀的Cr₂O₃含量为20%的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；再加入2kg纸浆废液结合剂使包覆物均匀粘附结合剂，再加入30kg混合均匀的Cr₂O₃含量为20%的粉料加入搅拌机中搅拌，使包覆层变厚；再加入1.5kg纸浆废液结合剂使包覆物均匀粘附结合剂，再加入20kg混合均匀的Cr₂O₃含量为20%的粉料加入搅拌机中搅拌，使包覆层变厚；将包覆后的粒状物110℃干燥24h以上，于燃气窑中1500℃保温5h煅烧，冷却后把结块压散后筛分，便可得到本发明的产品。该Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料中Cr₂O₃和Al₂O₃质量百分比之和约97.5%，Cr₂O₃的质量百分数为10%；具有不均匀的化学组成，中心部位不含Cr₂O₃成分，边缘部位Cr₂O₃含量约为20%；其粒径为大于3 mm小于等于5 mm的颗粒；该耐火骨料的气孔率为5%。

实施例6：

称取20份粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉，40份粒径小于10μm的Al₂O₃微粉，40份粒径大于10μm、小于等于74μm的Al₂O₃细粉，采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为20%的粉料。称取70份粒径小于10μm的Al₂O₃微粉，70份粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉，60kg 粒径大于10μm、小于等于74μm的Al₂O₃-Cr₂O₃细粉（Al₂O₃=25%，Cr₂O₃=75%），采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为57.5%的粉料。称取99份粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉和1份粒径小于43μm的TiO₂粉，采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为99%的粉料。

称取100kg粒径为大于1mm小于等于3mm的Al₂O₃颗粒（Al₂O₃≥95%），置入碾轮式搅拌机中，加入5kg树脂结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；将50kg混合均匀的Cr₂O₃含量为20%的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；再加入3kg树脂结合剂使包覆物均匀粘附结合剂，再加入30kg混合均匀的Cr₂O₃含量为57.5%的粉料加入搅拌机中搅拌，使包覆层变厚；再加入2kg树脂结合剂使包覆物均匀粘附结合剂，再加入20kg混合均匀的Cr₂O₃含量为99%的粉料加入搅拌机中搅拌，使包覆层变厚；将包覆后的粒状物110℃干燥24h以上，于燃气窑中1700℃保温10h煅烧，冷却后把结块压散后筛分，便可得到本发明的产品。该Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料中Cr₂O₃和Al₂O₃质量百分比之和约97.5%，Cr₂O₃的质量百分数为23.5%；具有不均匀的化学组成，从颗粒边缘到中心Cr₂O₃含量具有一定的梯度分布，中心部位不含Cr₂O₃成分，边缘部位Cr₂O₃含量约为99%；其粒径为大于3 mm小于等于5 mm的颗粒；该耐火骨料的气孔率为5%。

实施例7：

称取50kg粒径小于10μm的Al₂O₃微粉，70kg 粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉，80kg 粒径大于10μm、小于等于74μm的Al₂O₃-Cr₂O₃细粉（Al₂O₃=5%，Cr₂O₃=95%）采用振动球磨机混合均匀，制备Cr₂O₃含量为73%的粉料；称取300kg粒径为大于0.5mm小于等于4mm的均质Al₂O₃-Cr₂O₃颗粒（Al₂O₃=90%，Cr₂O₃=10%），置入碾轮式搅拌机中，加入20kg树脂结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；将200kg混合均匀的Cr₂O₃含量为73%的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；将包覆后的粒状物110℃干燥24h以上，于燃气窑中1600℃保温8h煅烧，冷却后把结块压散后筛分出粒径为大于1 mm小于等于5 mm的颗粒，便可得到本发明的产品。该Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料中Cr₂O₃和Al₂O₃质量百分比之和约100%，Cr₂O₃的质量百分数为35%；具有不均匀的化学组成，有的颗粒中心部位不含Cr₂O₃成分，有的颗粒中心部位Cr₂O₃含量约为10%，边缘部位Cr₂O₃含量约为73%；其粒径为大于1 mm小于等于5 mm的颗粒；该耐火骨料的气孔率为10%。

Claims

1.一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，是制备含铬耐火材料的主要原料，其中Cr₂O₃和Al₂O₃质量之和不小于Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料总质量的90%，Cr₂O₃的质量为Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料总质量的5%～50%；其特征在于：所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是由含有Cr₂O₃的粉料包裹不含Cr₂O₃的颗粒或Cr₂O₃含量低于粉料Cr₂O₃含量的颗粒经高温烧制形成的结构致密的粒料；由含有Cr₂O₃的粉料形成的粒料边缘部位的Cr₂O₃含量大于等于20%，不含Cr₂O₃的颗粒或Cr₂O₃含量低于粉料Cr₂O₃含量的颗粒形成粒料中心部位Cr₂O₃含量低于粒料边缘部位Cr₂O₃含量；烧结温度为1500℃~1800℃，为常压氧化气氛下烧成；所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是一种致密材料，气孔率不大于10%。

2.如权利要求1所述的一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，其特征在于：所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料是粒径大于1 mm小于等于5 mm的粒料。

3.如权利要求1所述的一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，其特征在于：所述含有Cr₂O₃的粉料是粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉、粒径小于10μm的Al₂O₃微粉、粒径大于10μm小于等于74μm的Al₂O₃细粉的混合粉；或，所述含有Cr₂O₃的粉料是粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉、粒径小于10μm的Al₂O₃微粉、粒径大于10μm小于等于74μm的Al₂O₃-Cr₂O₃细粉的混合粉；或，所述含有Cr₂O₃的粉料是粒径小于等于10μm的Cr₂O₃微粉和粒径小于43μm的TiO₂细粉的混合粉。

4.如权利要求1所述的一种Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料，其特征在于：所述的不含Cr₂O₃的颗粒或Cr₂O₃含量低于粉料Cr₂O₃含量的颗粒为均质Al₂O₃-Cr₂O₃颗粒、Al₂O₃颗粒、矾土颗粒中的一种，其粒径为大于等于0.5mm小于4mm。

5.权利要求1-4所述的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火骨料的制备方法，其特征在于：首先制备混合均匀的含有Cr₂O₃的粉料；将不含Cr₂O₃的颗粒或Cr₂O₃含量低于粉料Cr₂O₃含量的颗粒置入搅拌机中，加入结合剂使颗粒表面均匀粘附结合剂；接着，将含有Cr₂O₃的粉料加入搅拌机中搅拌，使其均匀粘附在颗粒表面，对颗粒形成包覆；最后，将包覆后的粒状物干燥后于燃气窑或电窑中1500℃~1800℃煅烧，冷却后把结块压散后筛分，便可得到本发明的产品。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述对颗粒进行包覆的过程重复进行，即重复上述加结合剂-搅拌-加粉料-搅拌-包覆颗粒的过程，直至形成满意包覆厚度。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述对颗粒进行包覆的过程重复进行，即重复上述加结合剂-搅拌-加粉料-搅拌-包覆颗粒的过程，直至形成满意包覆厚度；在对颗粒进行重复包覆的过程中，所述粉料的Cr₂O₃含量与前一次包覆过程中粉料的Cr₂O₃含量相同，或粉料的Cr₂O₃含量高于前一次包覆过程中粉料的Cr₂O₃含量；逐步提高每次包覆粉料的Cr₂O₃含量，能够使多层包覆后的粒状物中Cr₂O₃含量从表层向内层具有一定的梯度。