镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖及其制备方法，使制备的铬铝尖晶石炭砖具有更高的耐火度和高温强度，良好的热稳定性和抗酸性渣侵蚀能力，大大提高了镍铁电炉的使用寿命。本发明专利技术采用刚玉和铬铁矿为骨料提高炭砖的抗侵蚀能力，铬铁矿中的Cr2O3与刚玉中的AL2O3在高温烧结过程中产生了物质迁移，促进了AL2O3与Cr2O3间结合的致密性，形成了连续的固溶体和高熔点化合物增加了液相粘度，阻止了冶炼熔渣向耐火材料内部渗透，从而提高了材料的抗渣侵蚀和抗渗透能力。

【技术实现步骤摘要】
镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖及其制备方法
本专利技术涉及镍铁电炉材料，尤其涉及镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖及其制备方法。
技术介绍
冶炼镍铁的铁合金炉衬，目前使用的材质有：镁质材料、炭质材料和镁铬质材料。由于镁质材料的导热系数较低，热传导性差，镁砖长期处于化学反应的临界温度，同时镁质材料含有氧化钙容易吸潮，砖易粉化，且热震性差，易产生剥落；镍铁在生产过程中属于亏碳操作，合金的含碳不饱和，炭质材料与饱和的液态合金产生化学反应，很容易导致炉衬侵蚀；镁铬材料相对于前两者炉衬寿命有了一定的提高，也只有1-3年，究其原因是冶炼镍产生的渣属于偏酸性渣，使用碱性耐火材料或低碱性耐火材料容易分解形成低熔点物质，其抗渣性下降，使用效果不理想，电炉使用寿命仍然较短。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖及其制备方法，使制备的铬铝尖晶石炭砖具有更高的耐火度和高温强度，良好的热稳定性和抗酸性渣侵蚀能力，大大提高了镍铁电炉的使用寿命。本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖，包括按量份数计的以下原料，刚玉（AL2O3≥96%，粒度5-3mm）5份-11份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度5-3mm）7份-13份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度3-1mm）12份-18份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度3-1mm）14份-20份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度1-0mm）2份-6份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度1-0mm）4份-9份、铬刚玉（AL2O3≥98%、Cr2O3为0.15%-0.40%，粒度≤0.076mm）15份-22份、氧化铬（Cr2O3≥98.5%，粒度≤0.076mm）1份-3份、鳞片石墨（C≥95%，粒度≤0.15mm）6份-10份、а—AL2O3（AL2O3≥99%，粒度≤5μm）2份-4份、碳化硅（SiC≥97%，粒度≤0.076mm）2份-5份、金属硅(Si≥98%，粒度≤0.076mm)2份-6份、二氧化钛（TiO2≥99%，粒度≤0.045mm）1-2份；另外包括热塑性树脂5份-7份、固化剂：2份-5份。一种镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖，包括按量份数计的以下原料，刚玉（AL2O3≥96%，粒度5-3mm）7份-9份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度5-3mm）9份-11份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度3-1mm）14份-16份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度3-1mm）16份-18份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度1-0mm）3份-5份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度1-0mm）5份-8份、铬刚玉（AL2O3≥98%、Cr2O3为0.15%-0.40%，粒度≤0.076mm）16份-20份、氧化铬（Cr2O3≥98.5%，粒度≤0.076mm）1份-3份、鳞片石墨（C≥95%，粒度≤0.15mm）7份-9份、а—AL2O3（AL2O3≥99%，粒度≤5μm）2份-4份、碳化硅（SiC≥97%，粒度≤0.076mm）2份-4份、金属硅(Si≥98%，粒度≤0.076mm)3份-5份、二氧化钛（TiO2≥99%，粒度≤0.045mm）1-2份、热塑性树脂5份-7份、固化剂：3份-5份。一种镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖，包括按量份数计的以下原料，刚玉（AL2O3≥96%，粒度5-3mm）8份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度5-3mm）10份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度3-1mm）15份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度3-1mm）17份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度1-0mm）4份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度1-0mm）6份、铬刚玉（AL2O3≥98%、Cr2O3为0.15%-0.40%，粒度≤0.076mm）18份、氧化铬（Cr2O3≥98.5%，粒度≤0.076mm）2份、鳞片石墨（C≥95%，粒度≤0.15mm）8份、а—AL2O3（AL2O3≥99%，粒度≤5μm）3份、碳化硅（SiC≥97%，粒度≤0.076mm）3份、金属硅(Si≥98%，粒度≤0.076mm)4份、二氧化钛（TiO2≥99%，粒度≤0.045mm）1.5份、热塑性树脂6.5份、固化剂：3.5份。固化剂为六亚甲基四胺。所述镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖的制备方法，包括以下制备步骤，（1）称取各重量份的各原料；（2）混合粉的制备将铬刚玉（AL2O3≥98%、Cr2O3为0.15%-0.40%，粒度≤0.076mm）、氧化铬（Cr2O3≥98.5%，粒度≤0.076mm）、а—AL2O3（AL2O3≥99%，粒度≤5μm）、碳化硅（SiC≥97%，粒度≤0.076mm）、金属硅(Si≥98%，粒度≤0.076mm)、二氧化钛（TiO2≥99%，粒度≤0.045mm）混合均匀，得混合粉；（3）混捏将刚玉（AL2O3≥96%，粒度5-3mm）、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度5-3mm）、刚玉（AL2O3≥96%，粒度3-1mm）、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度3-1mm）、刚玉（AL2O3≥96%，粒度1-0mm）、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度1-0mm）加入混碾机中混练2-3分钟；然后缓慢加入热塑性树脂总量的55%-75%，继续混炼6-10分钟，使热塑性树脂树脂充分润湿骨料；再加入鳞片石墨混练1.5分钟-2.5分钟，接着加入剩余的热固性树脂混练3分钟-5分钟，然后加入固化剂和步骤（2）得到的混合粉碾压15-20分钟出料，困料至少8小时；（4）成型步骤（3）困料后的物料放在磨具中，使用成型机压制成砖坯；（5）干燥先进行自然干燥：成型后的砖坯在20℃-30℃下存放5小时-6小时，排除大量水分；此时水分蒸发仅发生在砖坯表面；然后再放在干燥窑干燥：将自然干燥好的砖坯，放入干燥窑内烘烤，最高烘烤温度230±10℃，230℃保温7.5小时-8.5小时，砖坯在干燥窑内停留23小时-25小时；（6）烧成经过干燥后的砖坯进行烧制:采用隧道窑埋碳的方法烧成，使用480小时升温曲线，烧成温度1700℃-1800℃,并在烧成温度保温32小时-40小时之后停火，自然降温。步骤（3）中，湿碾机为耐火材料用湿碾机。步骤（4）中，成型机采用1000吨摩擦压砖机，模具带有抽真空装置，困料后的物料从模具上部开口放入带有抽真空装置的磨具中，物料放在模具内后，1000吨摩擦压砖机的模头或锤头（施力部位）下表面等于模具上部开口大小，模头或锤头压在模具内的物料上，从而封住模具上部开口，然后抽真空装置对模具抽真空，使模具内负压为0.06MPa—0.10MPa，成型温度30℃-35℃，摩擦压砖机按照先轻后重，多次加压的操作规程进行压制，加压次数至少为10次。本专利技术在配方的选择上，采用刚玉和铬铁矿为骨料提高炭砖的抗侵蚀能力，铬铁矿中的Cr2O3与刚玉中的AL2O3在高温烧结过程中产生了物质迁移，促进了AL2O3与Cr2O3间结合的致密性，形成了连续的固溶体和高熔点化合物增加了液相粘度，阻止了冶炼熔渣向耐火材料内部渗透，从而提高了材料的抗渣侵蚀和抗渗透能力。加入鳞片石墨提高炭砖的抗渣性，增强炭砖的导热系数，在基质中加入一定量的碳化硅和金属硅不仅提高了炭砖的抗氧化性，而且使炭砖形成半微孔化（小于1μm孔容积比≥56%）本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖，其特征在于：包括按量份数计的以下原料，刚玉（AL2O3≥96%，粒度5‑3mm）5份‑11份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度5‑3mm）7份‑13份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度3‑1mm）12份‑18份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度3‑1mm）14份‑20份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度1‑0mm）2份‑6份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度1‑0mm）4份‑9份、铬刚玉（AL2O3≥98%、Cr2O3为0.15%‑0.40%，粒度≤0.076mm）15份‑22份、氧化铬（Cr2O3≥98.5%，粒度≤0.076mm）1份‑3份、鳞片石墨（C≥95%，粒度≤0.15mm）6份‑10份、а—AL2O3（AL2O3≥99%，粒度≤5μm）2份‑4份、碳化硅（SiC≥97%，粒度≤0.076mm）2份‑5份、金属硅(Si≥98%，粒度≤0.076mm)2份‑6份、二氧化钛（TiO2≥99%，粒度≤0.045mm）1‑2份；另外包括热塑性树脂5份‑7份、固化剂：2份‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖，其特征在于：包括按量份数计的以下原料，刚玉（AL2O3≥96%，粒度5-3mm）5份-11份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度5-3mm）7份-13份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度3-1mm）12份-18份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度3-1mm）14份-20份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度1-0mm）2份-6份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度1-0mm）4份-9份、铬刚玉（AL2O3≥98%、Cr2O3为0.15%-0.40%，粒度≤0.076mm）15份-22份、氧化铬（Cr2O3≥98.5%，粒度≤0.076mm）1份-3份、鳞片石墨（C≥95%，粒度≤0.15mm）6份-10份、а—AL2O3（AL2O3≥99%，粒度≤5μm）2份-4份、碳化硅（SiC≥97%，粒度≤0.076mm）2份-5份、金属硅(Si≥98%，粒度≤0.076mm)2份-6份、二氧化钛（TiO2≥99%，粒度≤0.045mm）1-2份；另外包括热塑性树脂5份-7份、固化剂：2份-5份。2.根据权利要求1所述的镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖，其特征在于：包括按量份数计的以下原料，刚玉（AL2O3≥96%，粒度5-3mm）7份-9份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度5-3mm）9份-11份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度3-1mm）14份-16份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度3-1mm）16份-18份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度1-0mm）3份-5份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度1-0mm）5份-8份、铬刚玉（AL2O3≥98%、Cr2O3为0.15%-0.40%，粒度≤0.076mm）16份-20份、氧化铬（Cr2O3≥98.5%，粒度≤0.076mm）1份-3份、鳞片石墨（C≥95%，粒度≤0.15mm）7份-9份、а—AL2O3（AL2O3≥99%，粒度≤5μm）2份-4份、碳化硅（SiC≥97%，粒度≤0.076mm）2份-4份、金属硅(Si≥98%，粒度≤0.076mm)3份-5份、二氧化钛（TiO2≥99%，粒度≤0.045mm）1-2份、热塑性树脂5份-7份、固化剂：3份-5份。3.根据权利要求1所述的镍铁电炉用铬铝尖晶石炭砖，其特征在于：包括按量份数计的以下原料，刚玉（AL2O3≥96%，粒度5-3mm）8份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度5-3mm）10份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度3-1mm）15份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度3-1mm）17份、刚玉（AL2O3≥96%，粒度1-0mm）4份、铬铁矿（Cr2O3≥35%，粒度1-0mm）6份、铬刚玉（AL2O3≥98%、Cr2O3为0.15%-0.40%，粒度≤0.076mm）18份、氧化铬（Cr2O3≥98.5%，粒度≤0.076mm）2份、鳞片石墨（C≥95%，粒度≤0.15mm）8份、а—AL2O3（AL2O3≥99%，粒度≤5μm）3份...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健伟，牛天仓，李宏伟，
申请(专利权)人：鲁山县方圆工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41