CN103922763A - 一种电熔镁铝铬合成料及其生产方法 - Google Patents

一种电熔镁铝铬合成料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

一种电熔镁铝铬合成料及其生产方法，按照质量百分含量计：Al2O3 25%～58%、Cr2O3 3%～9%、MgO29%～65%、杂质含量≤4%；步骤是：取铬渣和轻烧氧化镁为原料，进行粉碎并混合，加入到电弧炉中，通电加温使混合料熔融后，冷却，凝固成块，擂碎分选后，去除渣皮料；经拣选和磁选，得到电熔镁铝铬合成料。优点是：工艺简单，通过电熔，能有效去除铬渣中的Na2O等杂质，使产品对于熔渣具有很高的抗侵蚀能力。以铬渣为原料，原料成本低，减少了废渣堆放对环境的污染，以轻烧氧化镁作为镁源，轻烧氧化镁活性大，成本低，杂质含量低，更易与铬渣反应生成镁铝铬尖晶石。

Description

一种电熔镁铝铬合成料及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种电熔耐火材料生产方法，特别是涉及一种电熔镁铝铬合成料及其生产方法。
背景技术
当前在冶金行业中，抗熔渣渗透能力强的耐火材料有镁碳质，镁铬质和镁铝质耐火材料。就钢铁行业而言，镁碳质耐火材料的碳易进入钢水中，影响钢液的质量，而镁铬质耐火材料，在使用过程中Cr2O3进入熔渣中，能提高溶液的粘度，减缓熔渣向镁铬质耐火制品的渗透，镁铬质耐火材料冶金行业首选的耐火材料。
目前，镁铬质耐火材料普遍采用铬矿，铬矿价格较贵，生产成本较高。铬渣是铝热法生产金属铬的废渣，铬渣中含Al2O3、Cr2O3在95wt%以上，但铬渣中杂质含量不稳定，以铬渣作为耐火材料容易造成产品质量不稳定，并且铬渣中含有的金属铬，直接作为耐火材料使用容易引起二次氧化所带来的膨胀和结构疏松问题，导致其直接应用受到限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种电熔镁铝铬合成料及其生产方法，以铬渣为原料，降低了原料成本，解决了铬渣中的杂质和金属铬容易引起二次氧化所带来的膨胀和结构疏松问题，并且提高抗渣侵蚀性。
本发明的技术方案是：
一种电熔镁铝铬合成料，按照质量百分比含量由以下成分组成：
Al2O3                 25%～58%；
Cr2O3                  3%～9%；
MgO                 29% ～65%；
杂质含量              ≤4%；
杂质中Na2O的质量百分比组分含量≤0.5%，Fe2O3的质量百分比组分含量≤0.5%，SiO2的质量百分比组分含量≤1.0%。
一种电熔镁铝铬合成料的生产方法，其具体步骤如下：
a．原材料及加工
取铬渣和轻烧氧化镁为原料，所述铬渣含Al2O3质量百分比78%～84%，含Cr2O3质量百分比10%～13%，将铬渣进行粉碎，粉碎的粒度为≤10mm；所述轻烧氧化镁含MgO质量百分比≥85%，将轻烧氧化镁粉碎的粒度为≤10mm；
b．混料
按重量百分比计，将经粉碎30%～70%的铬渣与30%～70%的轻烧氧化镁混合均匀，得到混合料；
c．电熔
将混合料加入到电弧炉中，通电加温使混合料熔融，混合料的熔融温度为2000℃～3000℃，混合料熔化后停止加温，熔融时间为30min～45min；
d．冷却及分选
合成料在电弧炉中冷却降温36h～48h，凝固成块，得到合成料；将合成料擂碎，分选，去除渣皮料；
e．除杂处理及加工，
将经分选的合成料进行拣选去除杂质和碳粒，并磁选除铁，得到电熔镁铝铬合成料。
分选时，在合成料靠近电弧炉的电极区域为一级料块，在一级料块周围为二级料块，其余为渣皮料。
混料时，按重量百分比选取铬渣70% 和轻烧氧化镁30%进行混料，以适合在酸性环境中使用。
按重量百分比选取铬渣70% 和轻烧氧化镁30%进行混料，分选时，在合成料靠近电弧炉的电极区域体积密度＞3.45g/cm3为一级料块，在一级料块的周围体积密度为3.35g/cm3～3.45g/cm3为二级料块，其余为渣皮料。
混料时，按重量百分比选取铬渣30% 和轻烧氧化镁70%进行混料，以适合在碱性环境中使用。
按重量百分比选取铬渣30% 和轻烧氧化镁70%进行混料，分选时，在合成料靠近电弧炉的电极区域体积密度≥3.2g/cm3为一级料块，在一级料块的周围体积密度为3.10g/cm3～3.19g/cm3为二级料块，其余为渣皮料。
本发明具有有益的效果：
1、以铬渣为原料，原料成本低，提高了原料的利用率，减少了废渣堆放对环境的污染，以轻烧氧化镁作为镁源，轻烧氧化镁活性大，成本低，杂质含量低，电熔时更易与铬渣的主成分Cr2O3与Al2O3反应生成镁铝铬尖晶石。
2、工艺简单，通过电熔，能有效去除铬渣中的Na2O等杂质，并且使铬渣中的金属铬被氧化，避免了使用过程中二次氧化所带来的膨胀和结构疏松问题，使产品对于熔渣具有很高的抗侵蚀能力。
3、原料中的Cr2O3与Al2O3具有相同的晶格结构，二者通过熔融形成了连续固溶体，Cr2O3会取代部分Al2O3固溶到镁铝尖晶石中，形成复相尖晶石结构，具有很好的热震稳定性，抗渣性和耐高温强度。
该电熔镁铝铬合成料的化学成分及物理指标如表1所示：
表1  本发明的电熔镁铝铬合成料的理化指标
具体实施方式
实施例1
a．原材料及加工
取铬渣和轻烧氧化镁为原料，所述铬渣含Al2O3质量百分比78%～84%，含Cr2O3质量百分比10%～13%，将铬渣进行粉碎，粉碎的粒度≤10mm；所述轻烧氧化镁含MgO质量百分比≥85%，将轻烧氧化镁粉碎的粒度≤10mm；
b．混料
按重量百分比计，将8.4t粒度≤10mm的铬渣与3.6t粒度≤10mm的轻烧氧化镁混合均匀，得到混合料；
c．电熔
将混合料加入到电弧炉中，通电加温使混合料熔融，混合料的熔融温度为2000℃～3000℃，混合料熔化后停止加温，熔融时间为45min；
d．冷却及分选
合成料在电弧炉中冷却降温48h，凝固成块，得到合成料；将合成料擂碎，分选，在合成料中心区体积密度＞3.45g/cm3为一级料块，在合成料中心区的周围体积密度为3.35g/cm3～3.45g/cm3为二级料块，其余为渣皮料；
e．除杂处理及加工，
将经分选的一级料块和二级料块进行拣选去除杂质和碳粒，并磁选除铁，得到电熔镁铝铬合成料，可以根据使用需要加工成所需粒度，产品化学成分及物理指标如表2所示；渣皮料回炉重熔。
实施例2
a．原材料及加工
取铬渣和轻烧氧化镁为原料，所述铬渣含Al2O3质量百分比78%～84%，含Cr2O3质量百分比10%～13%，将铬渣进行粉碎，粉碎的粒度为≤10mm；所述轻烧氧化镁含MgO质量百分比≥85%，将轻烧氧化镁粉碎的粒度为≤10mm；
b．混料
按重量百分比计，将6t粒度≤10mm的铬渣和6t粒度≤10mm的轻烧氧化镁混合均匀，得到混合料；
c．电熔
将混合料加入到电弧炉中，通电加温使混合料熔融，混合料的熔融温度为2000℃～3000℃，混合料熔化后停止加温，熔融时间为30min；
d．冷却及分选
合成料在电弧炉中冷却降温36h，凝固成块，得到合成料；将合成料擂碎，分选，在合成料中心区体积密度≥3.3g/cm3为一级料块，在合成料中心区的周围体积密度为3.21g/cm3～3.29g/cm3为二级料块，其余为渣皮料；
e．除杂处理及加工，
将经分选的一级料块和二级料块进行拣选去除杂质和碳粒，并磁选除铁，得到电熔镁铝铬合成料，可以根据使用需要加工成所需粒度，产品化学成分及物理指标如表2所示；渣皮料回炉重熔。
实施例3
a．原材料及加工
取铬渣和轻烧氧化镁为原料，所述铬渣含Al2O3质量百分比78%～84%，含Cr2O3质量百分比10%～13%，将铬渣进行粉碎，粉碎的粒度为≤10mm；所述轻烧氧化镁含MgO质量百分比≥85%，将轻烧氧化镁粉碎的粒度为≤10mm；
b．混料
按重量百分比计，将经粉碎3.6t粒度≤10mm的铬渣与8.4t粒度≤10mm的轻烧氧化镁混合均匀，得到混合料；
c．电熔
将混合料加入到电弧炉中，通电加温使混合料熔融，混合料的熔融温度为2000℃～3000℃，混合料熔化后停止加温，熔融时间为40min；
d．冷却及分选
合成料在电弧炉中冷却降温40h，凝固成块，得到合成料；将合成料擂碎，分选，在合成料中心区体积密度≥3.2g/cm3为一级料块，在合成料中心区的周围体积密度为3.10g/cm3～3.29g/cm3为二级料块，其余为渣皮料；
e．除杂处理及加工
将经分选的一级料块和二级料块进行拣选去除杂质和碳粒，并磁选除铁，得到电熔镁铝铬合成料，可以根据使用需要加工成所需粒度，产品化学成分及物理指标如表2所示；渣皮料回炉重熔。
表2本发明实施例1～实施例3的电熔镁铝铬合成料的理化指标

Claims (7)

1.一种电熔镁铝铬合成料，其特征是：按照质量百分比含量由以下成分组成：
Al2O3                 25%～58%；
Cr2O3                  3%～9%；
MgO                 29% ～65%；
杂质含量              ≤4%；
杂质中Na2O的质量百分比组分含量≤0.5%，Fe2O3的质量百分比组分含量≤0.5%，SiO2的质量百分比组分含量≤1.0%。
2.如权利要求1所述的一种电熔镁铝铬合成料的生产方法，其特征是：具体步骤如下：
a．原材料及加工
取铬渣和轻烧氧化镁为原料，所述铬渣含Al2O3质量百分比78%～84%，含Cr2O3质量百分比10%～13%，将铬渣进行粉碎，粉碎的粒度为≤10mm；所述轻烧氧化镁含MgO质量百分比≥85%，将轻烧氧化镁粉碎的粒度为≤10mm；
b．混料
按重量百分比计，将经粉碎30%～70%的铬渣与30%～70%的轻烧氧化镁混合均匀，得到混合料；
c．电熔
将混合料加入到电弧炉中，通电加温使混合料熔融，混合料的熔融温度为2000℃～3000℃，混合料熔化后停止加温，熔融时间为30min～45min；
d．冷却及分选
合成料在电弧炉中冷却降温36h～48h，凝固成块，得到合成料；将合成料擂碎，分选，去除渣皮料；
e．除杂处理及加工，
将经分选的合成料进行拣选去除杂质和碳粒，并磁选除铁，得到电熔镁铝铬合成料。
3.根据权利要求2所述的电熔镁铝铬合成料的生产方法，其特征是：分选时，在合成料靠近电弧炉的电极区域为一级料块，在一级料块周围为二级料块，其余为渣皮料。
4.根据权利要求2所述的电熔镁铝铬合成料的生产方法，其特征是：混料时，按重量百分比选取铬渣70% 和轻烧氧化镁30%进行混料。
5.根据权利要求4所述的电熔镁铝铬合成料的生产方法，其特征是：分选时，在合成料靠近电弧炉的电极区域体积密度＞3.45g/cm3为一级料块，在一级料块的周围体积密度为3.35g/cm3～3.45g/cm3为二级料块，其余为渣皮料。
6.根据权利要求2所述的电熔镁铝铬合成料的生产方法，其特征是：混料时，按重量百分比选取铬渣30% 和轻烧氧化镁70%进行混料。
7.根据权利要求6所述的电熔镁铝铬合成料的生产方法，其特征是：分选时，在合成料靠近电弧炉的电极区域体积密度≥3.2g/cm3为一级料块，在一级料块的周围体积密度为3.10g/cm3～3.19g/cm3为二级料块，其余为渣皮料。
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