一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料及其制备方法技术

一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的上部炉壁位置，所述耐火材料的组成成分为：铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉和结合剂。本技术方案使用铬刚玉、电熔氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉作为原料，降低了MgO的含量，使得耐火材料中发生的关于MgO的溶解以及后续的分解反应大大减少，减少了相关热反应，避免了耐火材料结构被频繁地反应破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料及其制备方法
本专利技术涉及耐火材料
，具体为一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料。
技术介绍
我国是有色金属生产大国，随着我国的交通、能源、建筑、机电、通讯、汽车、家用电器等的发展之快及我国周边国家像日本和南韩资源贫乏国家需要进口大量有色金属，各种类型的复合材料、合金、超薄铜板、管材及化工产品有着广泛的国内外市场，产能不断扩大，随之产生的一系列如：技术老化、设备陈旧、能耗高、成本高、环境污染严重、矿山资源紧张、回收率低等问题亟需解决。特别是随着电子产品的快速迭代，我国正迈入电子产品报废高峰期。面对逐年扩张的电子废物规模，一方面，海量电子垃圾泛滥造成的环境污染日益侵蚀人们的生存空间，另一方面，游商游贩遍地开花，粗放的作坊式电子垃圾处理市场野蛮生长，二噁英等剧毒、有毒有害成分对于大气、土壤、地下水等污染严重，而且提取贵金属工艺，贵金属回收率低，是国家明令禁止的淘汰工艺。如何合理有效的处置及回收电子垃圾—“城市矿产”，实现灰色产业转向绿色经济，是制约有色行业发展的技术瓶颈。世界最有效的无害的处理方法，现有日本、比利时等国家的再生企业具有先进的处理技术和装备，其技术世界领先。中国依然采用传统方法，简单，原始、落后，国内尚无有效的先进的无污染处理技术。国内一直是引进国外日本、比利时的熔炼炉，其炉衬材料使用寿命为1个多月，有的甚至更短。为了推动有色行业的快速发展，提高有色金属冶炼工艺水平，结合目前有色冶金过程的强化(强化冶炼的比重加大)对耐火材料的使用性能要求，本项目主要就提升有色冶炼特殊和关键、苛刻部位的材料品质，延长高温窑炉炉衬使用寿命，以实现生产过程更加绿色环保展开技术研究。国内某有色院自行设计的NRTS炉是中国首座电子垃圾熔融-精炼炉，可有效处理电子废料、工业废渣、低品位杂铜和阳极泥等废物料，且稀贵金属回收率较高，其熔炼技术超过国外水平。但是由于苛刻的熔炼环境，要求内衬材料必须有较强的耐酸碱性、抗高温及耐金属渣侵蚀性强等特性，因此，现用材料寿命较低，已无法满足正常使用。因此，亟需研制一种节能环保型先进电子垃圾和有色固废熔炼-精炼炉用高性能、长寿命系列多复合尖晶石高温炉衬材料。有色冶炼熔化熔炉上部炉壁温度较高，充满酸碱气氛，易被渗透、侵蚀，同时还要面对加入的物料的冲刷，工况较为复杂，对内衬耐火材料的要求较高。传统耐火材料多使用固相烧结制得镁铬质、镁铝质耐火材料。传统镁铬质耐火材料具有抗渗透，抗侵蚀特性，但热震稳定性差，且易生成Cr6+，对环境造成污染。传统镁铝质耐火材料具有良好的热震稳定性，但无法较好地应对酸碱气氛的侵蚀与渗透。同时镁铬质、镁铝质耐火材料中的MgO可能会与炉渣发生较多副反应，破坏耐火材料结构。因此需要针对传统耐火材料在抗渗透、抗侵蚀以及热震稳定性等方面出现的问题给出新的解决方案。经过初步检索，可供对比的专利技术如下：专利申请号为CN201710580820.6的专利技术专利公开了一种铜复合高性能镁铬砖及其制造方法。该方法将不同粒度的铜复合镁铬合成砂、电熔镁铬砂、电熔镁砂、铬精矿混合，采用亚硫酸废纸浆液作为结合剂，制砖烧成，最后置于CuSO4溶液进行真空浸渍处理，干燥制得成品。该专利技术使用CuSO4溶液对耐火材料进行真空浸渍处理，使用温度下CuSO4开始分解，生成CuO，在工作温度下，CuO呈熔融态，封闭了气孔，阻止酸碱气氛向耐火材料内部渗透，从而保护了耐火材料内部结构。但由CuO形成的CuO-Cu2O氧化还原体系会不断在耐火材料内部进行反应，容易易破坏耐火材料内部结构。专利申请号为CN201210257706.7的专利技术专利授权了一种有色重金属冶炼用复合尖晶石锆耐火材料。该专利技术将刚玉砂、镁铬砂、镁铝尖晶石砂、镁砂、铬绿、二氧化锆混合，加入结合剂磷酸二氢铝，采用液压机成型，高温隧道窑烧成复合尖晶石锆耐火材料。该专利技术在基质部分引入适量的ZrO2，改变了晶相，提高了复合尖晶石锆耐火材料的常温耐压强度和高温抗折强度，降低了透气度和线膨胀率，使制品具有更好的抗冲刷能力。但ZrO2含量不易控制，含量过高时会使晶间裂纹变大，当到达一定程度时，耐火材料的热震稳定性会降低，使得耐火材料出现性能缺陷。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的上部炉壁位置，所述耐火材料的组成成分为：铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉和结合剂。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述耐火材料的组成成分按重量百分比为：铬刚玉60～70份；电容氧化铬4～6份；氧化铬3～5份；高铬矿15～20份；棕刚玉粉5～8份；α氧化铝微粉4～6份；结合剂5～6份。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述结合剂为白糊粉调和液与水的混合物。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述白糊粉调和液与水的质量比例为7：3。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述铬刚玉中铬含量为5～8％。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述α氧化铝微粉的粒度为5μ以下。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿和棕刚玉粉的粒度分布区间为：5～3mm、3～1mm、1～0.1mm、180目以下和325目以下。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿和棕刚玉粉的粒度按以下粒度及质量占比分配：粒度5～3mm占上述五者组分总粒度质量比的25％；粒度3～1mm占上述五者组分总粒度质量比的30％；粒度1～0.1mm占上述五者组分总粒度质量比的10％；粒度180目以下的细粉占上述五者组分总粒度质量比的20％；粒度325目以下的细粉占上述五者组分总粒度质量比的15％。一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料的制备方法，其特征是：将铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉和α氧化铝微粉按照粒度组成，按照先粗后细的原则，先在湿碾机里干混，待颗粒与细粉混合均匀后，加质量比例为7：3的白糊粉调和液与水的混合物作为结合剂，以400T～630T的压力压制，成型为砖坯，将所得砖坯置于干燥器中，在100～150℃的温度环境下干燥24h，然后将干燥后的砖坯置于高温隧道窑中进行烧制，烧制温度为1300～1350℃，在烧成温度条件下保温时间为8小时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本技术方案使用铬刚玉、电熔氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉作为原料，降低了MgO的含量，使得耐火材料中发生的关于MgO的溶解以及后续的分解反应大大减少，减少了相关热反应，避免了耐火材料结构被频繁地反应破坏。电熔氧化铬、氧化铬、高铬矿降低了气孔率，提升了材料的抗渗透性，避免大量酸碱气氛渗入材料内部，进而发生反应，侵蚀内部结构；棕刚玉粉、铬刚玉等的加入提高了材料的热震稳定性以及抗冲刷性；α氧化铝微粉分布于耐火材料中，有助于进一步降低气孔率以及气孔孔径，提高抗渗透性。由于本技术方案中的耐火材料需要烧成，因此使用暂时性的结合剂：白糊粉调和液以及水，这种有机结合剂原料易得、成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的上部炉壁位置，其特征是：所述耐火材料的组成成分为：铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉和结合剂。

【技术特征摘要】
1.一种有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的上部炉壁位置，其特征是：所述耐火材料的组成成分为：铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉和结合剂。2.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，其特征是：所述耐火材料的组成成分按重量份数为：铬刚玉60~70份；电容氧化铬4~6份；氧化铬3~5份；高铬矿15~20份；棕刚玉粉5~8份；α氧化铝微粉4~6份；结合剂5~6份。3.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，其特征是：所述结合剂为白糊粉调和液与水的混合物。4.如权利要求2所述的有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，其特征是：所述白糊粉调和液与水的质量比例为7：3。5.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，其特征是：所述铬刚玉中铬含量为5~8%。6.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，其特征是：所述α氧化铝微粉的粒度为5μ以下。7.如权利要求6所述的有色冶炼熔化熔炉上部炉壁用耐火材料，其特征是：所述铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿和棕刚玉粉的粒度分布区间为：5~3mm、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利新，邓俊杰，廖绍虎，王玉霞，杨建华，刘萍，
申请(专利权)人：中钢集团耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41