專利名稱：鎂鋁鉻耐火材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種鎂鋁鉻耐火材料及其生產(chǎn)方法。
目前，我國在冶煉和一些工業(yè)窯爐上采用的耐火材料有許多種。如耐火粘土、鋁釩土、鎂砂、石英砂及剛玉等等。這些耐火材料雖然廣泛應(yīng)用，但在使用中都存在著一些問題。例如，耐火粘土和石英砂屬于酸性耐火材料，這兩種耐火材料能抵抗酸性渣的侵蝕作用，但對堿性渣的抵抗能力差，且耐火粘土的荷重軟化溫度比耐火度低得多，最高使用溫度僅為1350～1450℃，石英砂的熱膨脹系數(shù)大，受熱后變形大，耐火度很低，不適合于在高溫冶煉爐上應(yīng)用。鋁釩土隨著AL2O3含量的增加，其耐火度、荷重軟化溫度及抗渣性都有明顯的提高，但鋁釩土的抗氧化能力差，熱穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，最高使用溫度僅為1400～1550℃。鎂砂屬于堿性耐火材料，對堿性渣具有較好的抗渣性，耐磨性能好，耐火度高，但對酸性渣的抵抗力很差，荷重軟化溫度不高，熱穩(wěn)定性不好，在急劇加熱和冷卻時，容易產(chǎn)生裂紋而破壞。剛玉是硅酸鋁質(zhì)耐火材料中性能最好的一種，它的耐火度較高，荷重軟化溫度高，熱穩(wěn)定性好，抵抗酸性渣和低堿性渣的能力較強(qiáng)，但也不耐強(qiáng)堿，難以抵抗堿性渣的侵蝕。
為了提高耐火材料的綜合使用性能，人們研制出了復(fù)合型耐火材料。如用燒結(jié)氧化鎂和三氧化二鉻或者用輕燒鎂和浸出鉻渣制成的鎂鉻質(zhì)耐火材料，以及用鋁釩土或者工業(yè)氧化鋁、輕燒鎂和鉻礦制成的鎂鋁鉻尖晶石砂等等。鎂鉻質(zhì)耐火材料具有較好的熱穩(wěn)定性，較高的耐磨度和較好的抗酸堿渣侵蝕的能力，但在1600℃以上使用時，鉻尖晶石吸收氧化鐵后，材料的礦物組織發(fā)生改變，引起暴脹，加速材料的損壞。鎂鋁鉻尖晶石砂的生產(chǎn)成本較高，工藝流程長，原料要經(jīng)過混料、壓球、煅燒、破碎及篩分等多道工序制成，因而并沒有得到廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，在提高耐火材料綜合性能的同時，降低生產(chǎn)成本，提供一種鎂鋁鉻耐火材料及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的鎂鋁鉻耐火材料是按照下述配方制成的金屬鉻渣10～90％(重量比)鎂砂90～10％(重量比)其中，金屬鉻渣是經(jīng)過2200℃高溫冶煉金屬鉻后產(chǎn)生出的工業(yè)廢渣，其主要化學(xué)成分如下AL2O376～88.24％、Cr2O39～15％、SiO20.2～1.98％、FeO 0.1～0.2％、Mg 0.19～0.2％、CaO 0.43～0.5％、K2O 0.68～0.7％、Na2O 3.15～3.6％，上述含量均為重量百分比；鎂砂為冶金鎂砂或電熔鎂砂，氧化鎂的含量為80～99％(重量比)。
上述耐火材料的生產(chǎn)方法是1、原料粉碎將金屬鉻渣和鎂砂分別進(jìn)行粉碎，粉碎的粒度為0.042～20毫米；2、磁選處理將粉碎后的金屬鉻渣和鎂砂分別進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩選出所需粒度的金屬鉻渣和鎂砂；4、混合處理將19～90％(重量比)的金屬鉻渣與90～10％(重量比)的鎂砂混合，再加入按上述配方配制混合料總重量0.5～13％的礦化劑，攪拌均勻即可。
上述所說的礦化劑為氯化鎂、硼酸、磷酸或水玻璃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、金屬鉻渣主要由氧化鋁和氧化鉻這兩種物質(zhì)組成，這兩種氧化物均具有菱形晶體，能夠生成無限固溶體，這種固溶體具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性，具有耐高溫氧化，抗高溫燃?xì)鉀_蝕，耐酸、堿、鹽熔液的化學(xué)腐蝕，耐海水汽蝕等性能，且熔點(diǎn)高、硬度大、耐磨性好，并具有良好的電絕緣性能，在其中加入鎂砂就構(gòu)成一種新的偏堿性耐火材料，通過熔煉過程或高溫?zé)Y(jié)，即可形成新的物相組織——鎂鋁鉻或鋁鉻鎂尖晶石相，其綜合性能在原來的基礎(chǔ)上又有進(jìn)一步的提高，它比普通耐火材料具有更高的耐火度、高溫強(qiáng)度，以及更好的熱振穩(wěn)定性能，高溫化學(xué)性能更加穩(wěn)定，而且，該物質(zhì)的密度大、耐磨損、抗沖刷能力強(qiáng)，荷重軟化點(diǎn)高于其他材料，在感應(yīng)電爐、電弧爐、沖天爐、高爐及平爐上冶煉不銹鋼、高溫鋼、碳鋼、鑄鐵及有色合金都具有良好的效果，爐窯壽命可提高2～4倍。
2、金屬鉻渣是冶煉金屬鉻產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，是一種含有大量六價鉻離子的有毒物質(zhì)，隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，我國目前已積累了大量的金屬鉻渣，這是一種十分危險的污染源，利用金屬鉻渣生產(chǎn)耐火材料，既充分利用了金屬鉻渣本身優(yōu)良的物化性能，變廢為寶，又為金屬鉻渣的綜合利用開辟了一條新的途徑。
下面提供
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11、原料粉碎將金屬鉻渣和鎂砂分別加入到粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎，將其粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂，其中的鎂砂為電熔鎂砂，氧化鎂的含量為90～99％(重量比)；2、磁選處理將粉碎后的金屬鉻渣和鎂砂分別加入到磁選機(jī)內(nèi)，進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩分出0.042～18毫米的金屬鉻渣和鎂砂；4、混合處理取100Kg金屬鉻渣與900Kg鎂砂混合，再加入80Kg固態(tài)氯化鎂，攪拌均勻即為成品，若為液態(tài)氯化鎂則應(yīng)在現(xiàn)場筑爐時加入。
本實(shí)施例的制成品屬于堿性耐火材料，對堿性熔液與熔渣具有較強(qiáng)的抗侵蝕作用，適合于較大噸位的爐窯使用。
實(shí)施例21、原料粉碎將金屬鉻渣和鎂砂分別加入到粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎，粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂，其中的鎂砂為冶金鎂砂，氧化鎂的含量為80～90％(重量比)；2、磁選處理將粉碎后的金屬鉻渣和鎂砂分別加入到磁選機(jī)內(nèi)，進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩分出0.42～20毫米的金屬鉻渣和鎂砂4、混合處理取900Kg金屬鉻渣和100Kg鎂砂混合，再加入5Kg硼酸，攪拌均勻即為成品，若加入磷酸，可在現(xiàn)場筑爐時加入。
本實(shí)施例的制成品為偏堿性耐火材料，對中性、偏酸性熔液與熔渣具有較強(qiáng)的抗侵蝕作用，適合于較大噸位的爐窯使用。
實(shí)施例31、原料粉碎將金屬鉻渣和鎂砂分別加入到粉碎機(jī)內(nèi)粉碎，粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂，其中的鎂砂為電熔鎂砂，氧化鎂的含量為92～99％(重量比)；2、磁選處理將粉碎后的金屬鉻渣和鎂砂分別加入到磁選機(jī)內(nèi)，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩分出0.042～15毫米的金屬鉻渣和鎂砂；4、混合處理取300Kg金屬鉻渣與700Kg鎂砂混合，再加入130Kg固態(tài)水玻璃，攪拌均勻即為成品，若為液態(tài)水玻璃則應(yīng)在現(xiàn)場筑爐時加入。
本實(shí)施例的制成品屬于堿性耐火材料，對堿性、中性熔液與熔渣具有較強(qiáng)的抗侵蝕作用，使用效果較好，適合于中等噸位的爐窯使用。
實(shí)施例41、原料粉碎將金屬鉻渣和鎂砂分別加入到粉碎機(jī)內(nèi)，粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂，其中的鎂砂為冶金鎂砂，氧化鎂的含量為80～90％(重量比)；2、磁選處理將粉碎后的金屬鉻渣和鎂砂分別加入到磁選機(jī)內(nèi)，進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩分出0.042～10毫米的金屬鉻渣和鎂砂；4、混合處理取550Kg金屬鉻渣與450Kg鎂砂混合，再加入40Kg硼酸，攪拌均勻即為成品。
本實(shí)施例的制成品屬于偏堿性耐火材料，對中性熔液與熔渣具有較強(qiáng)的抗侵蝕作用，適合于小噸位爐窯使用。
本發(fā)明的耐火材料成品為不同粒度的散料，也可以采用不燒磚的方法制成坩堝、襯套或各種形狀的坯料提供給用戶，再利用冶煉時的高溫進(jìn)行煅燒，還可以根據(jù)用戶的使用要求制成坯料，然后，在1700℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制成各種形狀的成品。
權(quán)利要求
1.一種鎂鋁鉻耐火材料，其特征在于，它是按照下述配方制成的金屬鉻渣10～90％(重量比)鎂砂90～10％(重量比)其中，金屬鉻渣是經(jīng)過2200℃高溫冶煉金屬鉻后產(chǎn)生出的工業(yè)廢渣，其主要化學(xué)成分如下AL2O376～88.24％、Cr2O59～15％、SiO20.2～1.98％、FeO 0.1～0.2％、Mg 0.19～0.2％、CaO 0.43～0.5％、K2O 0.68～0.7％、Na2O 3.15～3.6％，上述含量均為重量百分比；鎂砂為冶金鎂砂或電熔鎂砂，氧化鎂的含量為80～99％(重量比)。
2.一種鎂鋁鉻耐火材料的生產(chǎn)方法，其特征在于2.1、原料粉碎將金屬鉻渣和鎂砂分別進(jìn)行粉碎，粉碎的粒度為0.042～20毫米；2.2、磁選處理將粉碎后的金屬鉻渣和鎂砂分別進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；2.3、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩選出所需粒度的金屬鉻渣和鎂砂；2.4、混合處理將10～90％(重量比)的金屬鉻渣與90～10％(重量比)的鎂砂混合，再加入按上述配方配制混合料總重量0.5～13％的礦化劑，攪拌均勻即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂鋁鉻耐火材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的礦化劑為氯化鎂、硼酸、磷酸或水玻璃。
全文摘要
一種鎂鋁鉻耐火材料及其生產(chǎn)方法,它由10～90%(重量比)的金屬鉻渣和90～10%(重量比)的鎂砂配制而成,其中金屬鉻渣是經(jīng)過2200℃高溫冶煉金屬鉻后產(chǎn)生的工業(yè)廢渣,鎂砂為冶金鎂砂或電熔鎂砂,上述物質(zhì)先分別粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂,再經(jīng)磁選處理,去除其中的鐵磁性物質(zhì),然后篩選出所需粒度的金屬鉻渣和鎂砂,按上述配方將金屬鉻渣與鎂砂混合,再加入按上述配方配制混合料總重量0.5～13%的礦化劑,攪拌均勻即可。
文檔編號C04B35/03GK1216295SQ9811418
公開日1999年5月12日 申請日期1998年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月24日
發(fā)明者趙文厚 申請人:趙文厚