一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料制造技术

本发明专利技术涉及一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料。Al2O3-Cr2O3耐火浇注料的骨料中含有非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒，具有不均匀的化学组成，其中心部位Cr2O3含量低于边缘部位的Cr2O3含量；非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量为整个骨料总质量的40%～90%；Cr2O3质量为非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量的5%～50%。本发明专利技术可使Cr2O3原料得到高效合理的利用，较相同Cr2O3含量的现有Al2O3-Cr2O3耐火浇注料，其抗渣性显著提升，作为与熔渣接触的工作衬材料使用，其整体寿命可提升1倍以上；若制备性能相当的Al2O3-Cr2O3耐火制品，本发明专利技术可节约Cr2O3原料30%以上。

【技术实现步骤摘要】

    本专利技术属于耐火材料领域，主要涉及一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料。
技术介绍
在目前已知的氧化物耐火材料中，三氧化二铬（Cr2O3）具有极好的抗熔渣侵蚀性能，是耐侵蚀材料必备的耐火原料。Al2O3-Cr2O3系列耐火浇注料具有优良的抗化学侵蚀性，在高温工业窑炉中与熔渣作用强烈部位被大量使用。Cr2O3成分在Al2O3-Cr2O3耐火材料中的比例越高，材料的抗熔渣侵蚀性能越好。然而，相对于Al2O3类原料，Cr2O3类原料资源有限，且制作成本高，导致Cr2O3类原料价格昂贵。而且，Cr2O3在生产和使用中会产生少量的Cr6+，Cr6+对水源、动植物危害严重。减少Cr2O3的生产和使用符合全球范围内对环境保护的日益要求。传统的铬刚玉Al2O3-Cr2O3浇注料，是以电熔白刚玉或板状刚玉的颗粒为骨料，氧化铝细粉和氧化铬细粉为基质，铝酸钙水泥为结合剂制备的，其Cr2O3的总质量分数一般小于10%。如文献（减水剂对超低水泥Al2O3-Cr2O3-ZrO2质浇注料物理性能的影响[J]. 耐火材料, 1996, (1): 16-19.）公开了一种Al2O3-Cr2O3-ZrO2质浇注料，主要研究了减水剂对浇注料性能的影响。其以电熔白刚玉为骨料和细粉，骨料中添加少量粒径小于0.21mm锆英砂，基质中加入适量uf-Al2O3 和uf-Cr2O3，选用纯铝酸钙水泥为结合剂。文献（刘辉敏, 刘缙. 氧化锆对铬刚玉浇注料烧结及抗热震性能的影响 [J]. 硅酸盐学报, 2011, 03): 436-400.）也公开了一种铬刚玉浇注料，其是以6~0.5mm板状刚玉为骨料，电熔白刚玉、α- Al2O3微粉、氧化铬微粉、单斜氧化锆微粉为基质，铝酸钙水泥为结合剂，制备的铬刚玉浇注料Cr2O3质量百分含量约为4%。文献（李玉香, 余海涛, 崔庆阳. 铬刚玉再生料加入量对铬刚玉浇注料性能的影响 [J]. 工业炉, 2014, 01): 68-71.）公开了一种以铬刚玉再生料和电熔铬刚玉颗粒为骨料的铬刚玉浇注料，其所用骨料为2种，一种是4~0mm电熔Al2O3-Cr2O3颗粒(Cr2O3=12.35%)；另一种为气化炉用后铬刚玉废砖破碎后的颗粒料，粒径小于4mm，Cr2O3=14.6%。该浇注料Cr2O3质量百分含量为15%~16%，主要用于水煤浆气化炉与熔渣非接触部位，对材料的抗渣性能不做太多要求。文献（CN201110273942.3，一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料）公开了一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火浇注料和浇注料，该耐火材料中Cr2O3含量50%～75%。该技术提出粗颗粒采用Cr2O3低的电熔或烧结Cr2O3-Al2O3颗粒，细颗粒及基质采用Cr2O3高的电熔或烧结Cr2O3-Al2O3颗粒或细粉，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。该技术所提的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，使用中颗粒未被侵蚀就被卷入渣中，有些大材小用，造成Cr2O3资源的浪费。现有Al2O3-Cr2O3耐火浇注料作为与熔渣接触高温受侵蚀部位使用，主要存在如下问题：1）大部分浇注料仅在基质中添加少量Cr2O3成分，造成浇注料整体Cr2O3含量偏低，抗渣性差；2）骨料多以电熔颗粒为主，这些电熔颗粒晶粒粗大、棱角多，流动性差，造成浇注料加水量偏多且施工性能不理想；3）作为抗渣性功能为主的材料，总是以Cr2O3含量的提升作为抗渣性提升的唯一手段，Cr2O3的有效利用和性价比的综合提高仍需研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料，该浇注料具有高抗渣、低成本的特点，其整体Cr2O3 的含量不高，但抗渣性能却可和高Cr2O3的浇注料媲美，通过对材料中易侵蚀组分的加强和不易侵蚀组分的削弱，使整个Al2O3-Cr2O3耐火浇注料中各组分的抗渣性匹配，做到物尽其用，有效提高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。一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料，浇注料干料中Al2O3和Cr2O3的质量之和大于或等于浇注料干料总质量的90%，其中，Cr2O3的质量为浇注料干料总质量的20%~60%；所述浇注料干料由粒径大于0.074mm的含Al2O3和Cr2O3成分的混合颗粒料为骨料，由粒径小于等于74μm的含Al2O3和Cr2O3成分的混合粉料为基质，由铝酸钙水泥细粉或磷酸二氢铝固体粉末为结合剂，经搅拌均匀而成 ；所述骨料占浇注料干料总质量的60%~70%，基质占浇注料干料总质量22 %~38%，结合剂占浇注料干料总质量的2%~8%；其特征在于：所述Al2O3-Cr2O3耐火浇注料的骨料中含有非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒，所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的中心部位Cr2O3含量低于边缘部位的Cr2O3含量；所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的粒径为大于1 mm小于等于5 mm；所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量为整个骨料总质量的40%~90%；所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒中的Cr2O3质量为非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量的5%～50%；所述Al2O3-Cr2O3耐火浇注料的骨料中，含有均质的Al2O3-Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒，均质的Al2O3-Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒粒径小于等于1mm大于0.074mm。一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料，其特征在于所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒是一种烧结料，是由含有Cr2O3成分的粉料包覆Cr2O3含量低于粉料Cr2O3含量的颗粒或不含Cr2O3成分的颗粒经高温烧结处理得到；由含有Cr2O3成分的粉料形成粒料的边缘部位，由不含Cr2O3的颗粒或Cr2O3含量低于粉料Cr2O3含量的颗粒形成粒料的中心部位，粒料中心部位的Cr2O3含量低于粒料边缘部位Cr2O3含量。这种烧结料由于粉料的包覆，颗粒近似球形和椭球形，圆整度好；而现有技术采用的电熔白刚玉或电熔Al2O3-Cr2O3颗粒是经大的冷却后的熔块破碎筛分而得，颗粒棱角分明，呈长条状；研究表明，骨料形状越接近球形，其圆形度高，减小了浇注料中骨料与水的接触面积，降低了骨料表面包裹水量，使制备浇注料施工时的需水量减小，从而增大砌体的机械强度和抗渣性能；同时，圆球形的骨料可减小与其他颗粒间的摩擦，增大了浇注料的流变性能，使浇注料的和易性增加。所述的Al2O3-Cr2O3耐火浇注料主要作为耐火工作衬使用，抗渣性是其核心考核指标。大量工业化应用实践和实验室抗渣实验结果发现，高温熔渣对Al2O3-Cr2O3耐火材料的侵蚀是非均匀的，Cr2O3成分含量越低越容易被侵蚀，颗粒粒径越小越容易被侵蚀。熔渣对颗粒的侵蚀是由外向内的，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-Cr本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Al2O3‑Cr2O3耐火浇注料，浇注料干料中Al2O3和Cr2O3的质量之和大于或等于浇注料干料总质量的90%，其中，Cr2O3的质量为浇注料干料总质量的20%~60%；所述浇注料干料由粒径大于0.074mm的含Al2O3和Cr2O3成分的混合颗粒料为骨料，由粒径小于等于74μm的含Al2O3和Cr2O3成分的混合粉料为基质，由铝酸钙水泥细粉或磷酸二氢铝固体粉末为结合剂，经搅拌均匀而成；所述骨料占浇注料干料总质量的60%~70%，基质占浇注料干料总质量22 %~38%，结合剂占浇注料干料总质量的2%~8%；其特征在于：所述Al2O3‑Cr2O3耐火浇注料的骨料中含有非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒，所述的非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒的中心部位Cr2O3含量低于边缘部位的Cr2O3含量；所述的非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒的粒径为大于1 mm小于等于5 mm；所述的非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒质量为整个骨料总质量的40%~90%；所述非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒中的Cr2O3质量为非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒质量的5%～50%；所述Al2O3‑Cr2O3耐火浇注料的骨料中，含有均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒，均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒粒径小于等于1mm大于0.074mm。...

【技术特征摘要】
1.一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料，浇注料干料中Al2O3和Cr2O3的质量之和大于或等于浇注料干料总质量的90%，其中，Cr2O3的质量为浇注料干料总质量的20%~60%；所述浇注料干料由粒径大于0.074mm的含Al2O3和Cr2O3成分的混合颗粒料为骨料，由粒径小于等于74μm的含Al2O3和Cr2O3成分的混合粉料为基质，由铝酸钙水泥细粉或磷酸二氢铝固体粉末为结合剂，经搅拌均匀而成；所述骨料占浇注料干料总质量的60%~70%，基质占浇注料干料总质量22 %~38%，结合剂占浇注料干料总质量的2%~8%；其特征在于：所述Al2O3-Cr2O3耐火浇注料的骨料中含有非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒，所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的中心部位Cr2O3含量低于边缘部位的Cr2O3含量；所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的粒径为大于1 mm小于等于5 mm；所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量为整个骨料总质量的40%~90%；所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒中的Cr2O3质量为非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量的5%～50%；所述Al2O3-Cr2O3耐火浇注料的骨料中，含有均质的Al2O3-Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒，均质的Al2O3-Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒粒径小于等于1mm大于0.074mm。
2.如权利要求1所述的一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料，其特征在于所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒是一种烧结料，是由含有Cr2O3成分的粉料包覆Cr2O3含量低于粉料Cr2O3含量的颗粒或不含Cr2O3成分的颗粒经高温烧结处理得到；由含有Cr2O3成分的粉料形成粒料的边缘部位，由不含Cr2O3的颗粒或Cr2O3含量低于粉料Cr2O3含量的颗粒形成粒料的中心部位，粒料中心部位的Cr2O3含量低于粒料边缘部位Cr2O3含量。
3.如权利要求1所述的一种Al2O3-Cr2O3耐火浇注料，其特征在于骨料中粒径大于1mm小于等于5mm的骨...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红刚，王刚，闫双志，李鹏涛，杜一昊，赵世贤，耿可明，李坚强，
申请(专利权)人：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41