一种低气孔铬刚玉砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低气孔铬刚玉砖及其制备方法。以质量百分含量表示，本发明专利技术低气孔铬刚玉砖由原料粒度5‑3mm的刚玉18～28%，3‑1mm的刚玉30～40%，1‑0mm的刚玉10～20%，＜0.088mm的刚玉10～20%，1‑0mm的高铬矿或电熔氧化铬1～15%和＜0.088mm的高纯氧化铬2～15%组成；另外，加入占上述所有原料总质量2～5%的磷酸盐结合剂。本发明专利技术按照低气孔铬刚玉砖的配料通过混料、成型、烧成、纳米氧化物悬浮液浸渍、微波干燥制备成产品。本发明专利技术制备的产品能够降低铬刚玉材料的显气孔率和气孔孔径，并与渗入的熔渣反应形成高熔点物质，提高熔渣粘度、从而减缓了熔渣的渗透。

A low hole chrome corundum brick and preparation method thereof

The invention discloses a low porosity chrome corundum brick and preparation method thereof. The content that the invention of low hole chrome corundum brick by 5 3mm particle size corundum 18 ~ 28%, 3 1mm corundum 30 ~ 40%, 1 ~ 20% 0mm corundum 10, 0.088mm < 10 ~ 20% corundum, 1 0mm high chromium or fused chromium oxide 1 ~ 15% and < Gao Chunyang chrome 2 ~ 0.088mm 15%; in addition, the total quality of all raw materials added 2 ~ 5% phosphate binder. According to the invention of low hole chrome corundum brick material by mixing, molding, sintering, impregnation, nano oxide suspension prepared by microwave drying products. The product prepared by the invention can reduce the apparent porosity and the pore diameter of the chrome corundum material, form a high melting point material with the molten slag, improve the viscosity of the slag, and thus reduce the penetration of the slag.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料
，具体涉及低气孔铬刚玉砖如运用于有色冶炼领域的铬刚玉砖及其制备方法。
技术介绍
在有色冶炼过程中，炉衬材料同时承受着高温和液态熔渣的侵蚀。尽管遇到的熔体的熔化温度比钢铁工业遇到的熔体要低很多，但熔渣的粘度小，流动性好，渗透性强，对内衬材料的侵蚀严重。铬刚玉砖主要由Al2O3和Cr2O3两种组分组成，其特点是荷重软化温度高，耐磨性好，能够抵抗高温气流冲刷；化学稳定性强，对中性至弱酸性炉渣抵抗性强。在有色冶炼窑炉如艾萨炉、奥斯麦特炉、基夫赛特炉等的关键部位取得了广泛应用，其使用寿命甚至超过电熔再结合镁铬砖。而以铬刚玉砖做内衬材料的有色窑炉往往是有色冶金工业的关键工序，其使用寿命决定着整个工序的能否正常运转，提高内衬材料的抗侵蚀性从而提高整个工序的运转率对有色冶金工业具有重要意义。以增加制品中的Cr2O3含量提高铬刚玉砖抗侵蚀性方法，不仅大幅增加了生产成本，取得的效果也十分有限。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：根据目前有色冶炼过程中炉衬材料存在的技术问题，本专利技术提供一种能够提高铬刚玉耐火材料抗熔渣渗透性的产品及其方法，即本专利技术提供一种低气孔铬刚玉砖及其制备方法。本专利技术制备的产品能够降低铬刚玉材料的显气孔率和气孔孔径，并与渗入的熔渣反应形成高熔点物质，提高熔渣粘度、从而减缓了熔渣的渗透。为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案是：本专利技术提供一种低气孔铬刚玉砖，以质量百分含量表示，所述铬刚玉砖主要由原料粒度5-3mm的刚玉18～28%，3-1mm的刚玉30～40%，1-0mm的刚玉10～20%，＜0.088mm的刚玉10～20%，1-0mm的高铬矿或电熔氧化铬1～15%和＜0.088mm的高纯氧化铬2～15%组成；另外，加入占上述所有原料总质量2～5%的磷酸盐结合剂。根据上述的低气孔铬刚玉砖，所述刚玉为电熔致密刚玉、电熔白刚玉、电熔亚白刚玉、电熔棕刚玉和烧结刚玉中的至少一种。根据上述的低气孔铬刚玉砖，所述高铬矿为Cr2O3质量百分含量≥45%的铬精矿。根据上述的低气孔铬刚玉砖，所述高纯氧化铬为工业级氧化铬绿和电熔氧化铬中的任一种或两种的混合物；所述高纯氧化铬中Cr2O3质量百分含量≥98%。根据上述的低气孔铬刚玉砖，所述磷酸盐结合剂为磷酸、磷酸一氢铝和磷酸二氢铝中的任一种；所述磷酸盐结合剂的比重为1.40～1.50。另外，提供一种上述低气孔铬刚玉砖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：a、混料：首先按照上述铬刚玉砖的配料比例称取各种原料，将粒度＞0.088mm的颗粒料加入混炼机中搅拌1～2分钟，然后加入磷酸盐结合剂再搅拌2～3分钟，搅拌后加入剩余的＜0.088mm的粉料原料继续搅拌10～15分钟，得到混合物料；b、成型：将步骤a得到的混合物料倒入压力机中进行压制成型，压制过程中控制压力为630～1000吨；成型后得到砖坯，控制砖坯的体积密度为3.40～3.60g/cm3；c、烧成：将步骤b得到的砖坯首先置于干燥器中进行干燥，干燥温度为80～120℃，干燥后砖坯的残余水分≤0.5%；干燥后的砖坯送入高温隧道窑进行烧成，烧成温度为1550～1750℃，烧成时间为5～8h；d、纳米氧化物悬浮液浸渍：将步骤c烧成后的产品置于压力容器中，抽真空至真空度为1000～1500Pa，然后加入制备的纳米氧化物悬浮液至完全淹没产品，接着进行加压，加压至0.4～0.5MPa，在此压力条件下浸渍处理10～60分钟；e、微波干燥：将步骤d浸渍处理后的产品送入微波干燥器中进行干燥，干燥温度为50～150℃，干燥时间为0.5～4h；干燥后得到产品铬刚玉砖。根据上述的低气孔铬刚玉砖的制备方法，步骤d中所采用的纳米氧化物悬浮液是通过以下方法制备而成：称取纳米氧化物加入饮用水中，再加入分散剂，采用氨水调节溶液的酸碱度使pH值为8～11，然后进行机械搅拌10～30分钟，搅拌后采用超声波分散20～60分钟，制成纳米氧化物悬浮液。根据上述的低气孔铬刚玉砖的制备方法，所述纳米氧化物为纳米氧化铝、纳米氧化铬或纳米氧化铝和纳米氧化铬二者的混合物；所述纳米氧化物的纯度≥99.8%，粒径为20～50nm。根据上述的低气孔铬刚玉砖的制备方法，所述分散剂为聚甲基丙烯酸铵、聚丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠中的任一种或任两种或任三种。根据上述的低气孔铬刚玉砖的制备方法，所述纳米氧化物与饮用水之间加入的质量比为1:1～5；所述分散剂的加入量占纳米氧化物质量的0.2～0.8%。本专利技术采用的饮用水，是指质量达到饮用标准的水。本专利技术的积极有益效果：1、本专利技术技术方案通过对传统方法生产的的铬刚玉砖进行纳米氧化物悬浮液的浸渍，将悬浮液中的纳米氧化物引入铬刚玉砖的显气孔中，使制备的本专利技术产品铬刚玉砖的气孔率降低4～6%。2、本专利技术经过浸渍处理后的纳米氧化物填充在铬刚玉砖的显气孔中，从而有效降低了铬刚玉砖的气孔率，细化了气孔孔径，减缓了熔渣向气孔中的渗透；同时由于纳米氧化物的活性大，当熔渣向气孔进行渗透时，易于与熔渣中的二价金属氧化物反应生成高熔点尖晶石或复合尖晶石，使熔渣的粘度增大，抑制了熔渣的渗透，从而在较低氧化铬含量的条件下，具有良好的抗侵蚀性能，有利于减少用后产品中铬对环境的污染。3、本专利技术制备的产品低气孔率铬刚玉砖用于有色冶炼领域时，能够显著提高窑炉的使用寿命，降低使用成本，具有重要的经济效益和社会效益。具体实施方式：以下结合实施例进一步阐述本专利技术，但并不限制本专利技术的内容。以下实施例中采用的高铬矿为Cr2O3质量百分含量≥45%的铬精矿；高纯氧化铬中Cr2O3质量百分含量≥98%；纳米氧化物的纯度≥99.8%，粒径为20～50nm。实施例1：本专利技术低气孔铬刚玉砖，以质量百分含量表示，原料组成为：粒度5-3mm的电熔白刚玉20%，3-1mm的电熔白刚玉20%，3-1mm的烧结刚玉15%，1-0mm的电熔白刚玉10%，＜0.088mm的电熔白刚玉20%，1-0mm的电熔氧化铬5%、＜0.088mm的电熔氧化铬5%和＜0.088mm的工业级氧化铬绿5%组成；另外加入占上述所有原料总质量4%的磷酸二氢铝作为结合剂（磷酸二氢铝的比重为1.50）。本专利技术实施例1所述低气孔铬刚玉砖的制备方法，该方法的详细步骤如下：a、混料：首先按照实施例1所述铬刚玉砖的配料比例称取各种原料，将粒度＞0.088mm的颗粒料加入混炼机中搅拌2分钟，然后加入磷酸二氢铝结合剂再搅拌3分钟，搅拌后加入剩余的＜0.088mm的粉料原料继续搅拌15分钟，得到混合物料；b、成型：将步骤a得到的混合物料倒入压力机中进行压制成型，压制过程中控制压力为1000吨；成型后得到砖坯，控制砖坯的体积密度为3.50～3.60g/cm3；c、烧成：将步骤b得到的砖坯首先置于干燥器中进行干燥，干燥温度为80～120℃，干燥后砖坯的残余水分≤0.5%；干燥后的砖坯送入高温隧道窑进行烧成，烧成温度为1670℃，烧成时间为6h；d、纳米氧化铝悬浮液浸渍：将步骤c烧成后的产品置于压力容器中，抽真空至真空度为1330Pa，然后加入制备的纳米氧化铝悬浮液至完全淹没产品，接着进行加压，加压至0.5MPa，在此压力条件下浸渍处理40分钟；纳米氧化铝悬浮液是通过以下方法制备而成：称取纳米氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低气孔铬刚玉砖，其特征在于：以质量百分含量表示，所述铬刚玉砖主要由原料粒度5‑3mm的刚玉18～28%，3‑1mm的刚玉30～40%，1‑0mm的刚玉10～20%，＜0.088mm的刚玉10～20%，1‑0mm的高铬矿或电熔氧化铬1～15%和＜0.088mm的高纯氧化铬2～15%组成；另外，加入占上述所有原料总质量2～5%的磷酸盐结合剂。

【技术特征摘要】
1.一种低气孔铬刚玉砖，其特征在于：以质量百分含量表示，所述铬刚玉砖主要由原料粒度5-3mm的刚玉18～28%，3-1mm的刚玉30～40%，1-0mm的刚玉10～20%，＜0.088mm的刚玉10～20%，1-0mm的高铬矿或电熔氧化铬1～15%和＜0.088mm的高纯氧化铬2～15%组成；另外，加入占上述所有原料总质量2～5%的磷酸盐结合剂。2.根据权利要求1所述的低气孔铬刚玉砖，其特征在于：所述刚玉为电熔致密刚玉、电熔白刚玉、电熔亚白刚玉、电熔棕刚玉和烧结刚玉中的至少一种。3.根据权利要求1所述的低气孔铬刚玉砖，其特征在于：所述高铬矿为Cr2O3质量百分含量≥45%的铬精矿。4.根据权利要求1所述的低气孔铬刚玉砖，其特征在于：所述高纯氧化铬为工业级氧化铬绿和电熔氧化铬中的任一种或两种的混合物；所述高纯氧化铬中Cr2O3质量百分含量≥98%。5.根据权利要求1所述的低气孔铬刚玉砖，其特征在于：所述磷酸盐结合剂为磷酸、磷酸一氢铝和磷酸二氢铝中的任一种；所述磷酸盐结合剂的比重为1.40～1.50。6.一种权利要求1所述低气孔铬刚玉砖的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：a、混料：首先按照权利要求1所述铬刚玉砖的配料比例称取各种原料，将粒度＞0.088mm的颗粒料加入混炼机中搅拌1～2分钟，然后加入磷酸盐结合剂再搅拌2～3分钟，搅拌后加入剩余的＜0.088mm的粉料原料继续搅拌10～15分钟，得到混合物料；b、成型：将步骤a得到的混合物料倒入压力机中进行压制成型，压制过程中控制压力为630～1000吨；成型后得到砖坯，控制砖坯的体积密度为3.40～3.60g/c...

【专利技术属性】
技术研发人员：任向阳，刘锡俊，王杰曾，徐琳琳，翟鹏涛，吕宝磊，刘晓磊，陈冰冰，
申请(专利权)人：河南瑞泰耐火材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41