CN1069612C

CN1069612C - 镁铝铬耐火材料及其生产方法

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Publication number: CN1069612C
Application number: CN98114186A
Authority: CN
Inventors: 赵文厚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2001-08-15
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: CN1216295A

Abstract

一种镁铝铬耐火材料及其生产方法，它由10～90%(重量比)的金属铬渣、90～10%(重量比)的镁砂及上述材料总重量的0.5～13%的矿化剂配制而成，其中金属铬渣是经过2200℃高温冶炼金属铬后产生的工业废渣，镁砂为冶金镁砂或电熔镁砂，上述物质先分别粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，再经磁选处理，去除其中的铁磁性物质，然后筛选出所需粒度的金属铬渣和镁砂，按上述配方将金属铬渣与镁砂混合，再加入矿化剂，搅拌均匀。

Description

镁铝铬耐火材料及其生产方法

本发明属于耐火材料生产领域，特别涉及一种镁铝铬耐火材料及其生产方法。

目前，我国在冶炼和一些工业窑炉上采用的耐火材料有许多种。如耐火粘土、铝钒土、镁砂、石英砂及刚玉等等。这些耐火材料虽然广泛应用，但在使用中都存在着一些问题。例如，耐火粘土和石英砂属于酸性耐火材料，这两种耐火材料能抵抗酸性渣的侵蚀作用，但对碱性渣的抵抗能力差，且耐火粘土的荷重软化温度比耐火度低得多，最高使用温度仅为1350～1450℃，石英砂的热膨胀系数大，受热后变形大，耐火度很低，不适合于在高温冶炼炉上应用。铝钒土随着AL₂O₃含量的增加，其耐火度、荷重软化温度及抗渣性都有明显的提高，但铝钒土的抗氧化能力差，热稳定性差，容易产生开裂现象，最高使用温度仅为1400～1550℃。镁砂属于碱性耐火材料，对碱性渣具有较好的抗渣性，耐磨性能好，耐火度高，但对酸性渣的抵抗力很差，荷重软化温度不高，热稳定性不好，在急剧加热和冷却时，容易产生裂纹而破坏。刚玉是硅酸铝质耐火材料中性能最好的一种，它的耐火度较高，荷重软化温度高，热稳定性好，抵抗酸性渣和低碱性渣的能力较强，但也不耐强碱，难以抵抗碱性渣的侵蚀。

为了提高耐火材料的综合使用性能，人们研制出了复合型耐火材料。如用烧结氧化镁和三氧化二铬或者用轻烧镁和浸出铬渣制成的镁铬质耐火材料，以及用铝钒土或者工业氧化铝轻烧镁和铬矿制成的镁铝铬尖晶石砂等等。镁铬质耐火材料具有较好的热稳定性，较高的耐磨度和较好的抗酸碱渣侵蚀的能力，但在1600℃以上使用时，铬尖晶石吸收氧化铁后，材料的矿物组织发生改变，引起暴胀，加速材料的损坏。镁铝铬尖晶石砂的生产成本较高，工艺流程长，原料要经过混料、压球、煅烧、破碎及筛分等多道工序制成，因而并没有得到广泛的应用。

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，在提高耐火材料综合性能的同时，降低生产成本，提供一种镁铝铬耐火材料及其生产方法。

本发明的镁铬铬耐火材料是按照下述配方制成的：

金属铬渣：10～90％(重量比)

镁砂： 90～10％(重量比)

矿化剂：上述材料总重量的0.5～13％其中，金属铬渣是经过2200℃高温冶炼金属铬后产生出的工业废渣，其主要化学成分如下：

AL₂O₃ 76～88.24％、Cr₂O₃ 9～15％、SiO₂ 0.2～1.98％、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％，上述含量均为重量百分比；镁砂为冶金镁砂或电熔镁砂，氧化镁的含量为80～99％(重量比)。

上述所说的矿化剂为氯化镁、硼酸、磷酸或水玻璃。

上述耐火材料的生产方法是：

1、原料粉碎：将金属铬渣和镁砂分别进行粉碎，粉碎的粒度为0.042～20毫米；

2、磁选处理：将粉碎后的金属铬渣和镁砂分别进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；

3、混合处理：将10～90％(重量比)的金属铬渣与90～10％(重量比)的镁砂混合，再加入按上述配方配制混合料总重量0.5～13％的矿化剂，搅拌均匀。

本发明的优点在于：

1、金属铬渣主要由氧化铝和氧化铬这两种物质组成，这两种氧化物均具有菱形晶体，能够生成无限固溶体，这种固溶体具有极好的化学稳定性，具有耐高温氧化，抗高温燃气冲蚀，耐酸、碱、盐熔液的化学腐蚀，耐海水汽蚀等性能，且熔点高、硬度大、耐磨性好，并具有良好的电绝缘性能，在其中加入镁砂就构成一种新的偏碱性耐火材料，通过熔炼过程或高温烧结，即可形成新的物相组织--镁铝铬或铝铬镁尖晶石相，其综合性能在原来的基础上又有进一步的提高，它比普通耐火材料具有更高的耐火度、高温强度，以及更好的热振稳定性能，高温化学性能更加稳定，而且，该物质的密度大、耐磨损、抗冲刷能力强，荷重软化点高于其他材料，在感应电炉、电弧炉、冲天炉、高炉及平炉上冶炼不锈钢、高温钢、碳钢、铸铁及有色合金都具有良好的效果，炉窑寿命可提高2～4倍。

2、金属铬渣是冶炼金属铬产生的工业废渣，是一种含有大量六价铬离子的有毒物质，随着冶金工业的发展，我国目前已积累了大量的金属铬渣，这是一种十分危险的污染源，利用金属铬渣生产耐火材料，既充分利用了金属铬渣本身优良的物化性能，变废为宝，又为金属铬渣的综合利用开辟了一条新的途径。

下面提供本发明的实施例：

实施例1：

1、原料粉碎：将金属铬渣和镁砂分别加入到粉碎机内进行粉碎，将其粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，其中的镁砂为电熔镁砂，氧化镁的含量为90～99％(重量比)；

2、磁选处理：将粉碎后的金属铬渣和镁砂分别加入到磁选机内，进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；

3、筛选分级：根据耐火材料的用途，筛分出0.042～18毫米的金属铬渣和镁砂；

4、混合处理；取100Kg金属铬渣与900Kg镁砂混合，再加入80Kg固态氯化镁，搅拌均匀即为成品，若为液态氯化镁则应在现场筑炉时加入。

本实施例的制成品属于碱性耐火材料，对碱性熔液与熔渣具有较强的抗侵蚀作用，适合于较大吨位的炉窑使用。

实施例2：

1、原料粉碎：将金属铬渣和镁砂分别加入到粉碎机内进行粉碎，粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，其中的镁砂为冶金镁砂，氧化镁的含量为80～90％(重量比)；

2、砂选处理：将粉碎后的金属铬渣和镁砂分别加入到磁选机内，进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；

3、筛选分级：根据耐火材料的用途，筛分出0.42～20毫米的金属铬渣和镁砂；

4、混合处理：取900Kg金属铬渣和100Kg镁砂混合，再加入5Kg硼酸，搅拌均匀即为成品，若加入磷酸，可在现场筑炉时加入。

本实施例的制成品为偏碱性耐火材料，对中性、偏酸性熔液与熔渣具有较强的抗侵蚀作用，适合于较大吨位的炉窑使用。

实施例3：

1、原料粉碎：将金属铬渣和镁砂分别加入到粉碎机内粉碎，粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，其中的镁砂为电熔镁砂，氧化镁的含量为92～99％(重量比)；

2、磁选处理：将粉碎后的金属铬渣和镁砂分别加入到磁选机内，去除其中的铁磁性物质；

3、筛选分级：根据耐火材料的用途，筛分出0.042～15毫米的金属铬渣和镁砂；

4、混合处理：取300Kg金属铬渣与700Kg镁砂混合，再加入130Kg固态水玻璃，搅拌均匀即为成品，若为液态水玻璃则应在现场筑炉时加入。

本实施例的制成品属于碱性耐火材料，对碱性、中性熔液与熔渣具有较强的抗侵蚀作用，使用效果较好，适合于中等吨位的炉窑使用。

实施例4：

1、原料粉碎：将金属铬渣和镁砂分别加入到粉碎机内，粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，其中的镁砂为冶金镁砂，氧化镁的含量为80～90％(重量比)；

3、筛选分级：根据耐火材料的用途，筛分出0.042～10毫米的金属铬渣和镁砂；

4、混合处理：取550Kg金属铬渣与450Kg镁砂混合，再加入40Kg硼酸，搅拌均匀即为成品。

本实施例的制成品属于偏碱性耐火材料，对中性熔液与熔渣具有较强的抗侵蚀作用，适合于小吨位炉窑使用。

本发明的耐火材料成品为不同粒度的散料，也可以采用不烧砖的方法制成坩埚、衬套或各种形状的坯料提供给用户，再利用冶炼时的高温进行煅烧，还可以根据用户的使用要求制成坯料，然后，在1700℃进行高温烧结，制成各种形状的成品。

Claims

1、一种镁铝铬耐火材料，其特征在于，它是按照下述配方制成的：

金属铬渣：10～90％(重量比)

镁砂：90～10％(重量比)

2、根据权利要求1所述的镁铝铬耐火材料，其特征在于，所述的矿化剂为氯化镁、硼酸、磷酸或水玻璃。

3、一种镁铝铬耐火材料的生产方法，其特征在于：

3.1、将金属铬渣和镁砂分别进行粉碎，粉碎的粒度为0.042～20毫米；

3.2、将粉碎后的金属铬渣和镁砂分别进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；

3.3、将10～90％(重量比)的金属铬渣与90～10％(重量比)的镁砂混合，再加入按上述配方配制混合料总重量0.5～13％的矿化剂，搅拌均匀。