一种熔融炉用耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种熔融炉用耐火材料及其制备方法，由组成包括硅石、氧化铬、电熔镁砂、氧化钇的骨架、氧化锆基质和粘合剂混合制成；各原料的质量百分比为：40

【技术实现步骤摘要】
一种熔融炉用耐火材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐火材料
，具体涉及一种熔融炉用耐火材料及其制备 方法。

技术介绍

[0002]当前，城市垃圾的处理方法一般采用熔融处理，对焚烧后剩余的焚烧飞灰 进行处理。焚烧飞灰是通过对焚烧炉的废气进行除尘而获得的，其中的主要成 分是一定量的氯化钙水合物、未反应的氢氧化钙和氯化氢、氯化钾、石灰石等 盐。
[0003]现有技术中用于熔融炉的耐火材料主要包括粘土耐火材料和金属氧化物 材料，对于常用的粘土耐火材料熔融炉允许的操作温度低于1000℃，例如专 利CN 114262233 A“新型玻璃熔窑池底大砖及其制备工艺”，公开了一种耐 1400℃的黏土耐火材料；而锆刚玉砖的耐高温性能优于粘土耐火材料，可以达 到1700
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2000℃左右，例如专利CN 105016747 A“一种抗热震耐火锆刚玉砖”， 公开了一种耐1700℃的锆刚玉砖，其仍然不能用于等离子气化熔融炉，且锆刚 玉砖抗焚烧飞灰侵蚀能力弱，使用寿命短。
[0004]焚烧飞灰熔渣的pH变化会改变熔渣与耐火材料的反应性和粘结度，两者 的反应会损坏耐火材料，从而影响耐火材料耐火性。因此，在混合飞灰熔融时， 在考虑焚烧飞灰处理方法时，应考虑pH变化对熔融炉耐材的影响以及熔渣对 耐材的侵蚀。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供一种熔融炉用耐火材料及 其制备方法，该制备方法烧结温度低，大大缩短了烧结时间，其制备的耐火材 料在高温条件下具有耐熔渣侵蚀、减少耐火砖裂纹作用，符合等离子气化熔融 炉的需求。
[0006]在高温条件下具有耐熔渣侵蚀作用，耐温程度为2300～2600℃，符合等离 子气化熔融炉的需求。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种熔融炉用耐火材料，由组成包括硅石、氧化铬、电熔镁砂、 氧化钇的骨架、氧化锆基质和粘合剂混合制成；
[0009]各原料的质量百分比为：40
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45％氧化锆，10
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15％硅石，15
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25％氧化铬， 5
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10％电熔镁砂，6
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10％氧化铝，1～2％氧化钇，5
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7％粘合剂，各原料质量百 分比之和为100％。
[0010]优选地，所述耐火原料由以下重量百分比的组分组成：45％氧化锆，14％ 硅石，20％氧化铬，7％电熔镁砂，8％氧化铝，1％氧化钇，6％粘合剂。
[0011]优选地，所述电熔镁砂中氧化镁的质量分数≥97％，氧化钙的质量分数 ≥1％，所述电熔镁砂的细度在0.1mm以下。
[0012]优选地，所述粘合剂为缩合磷酸铝或酚醛树脂。
[0013]本申请的另一个目的是提供一种熔融炉用耐火材料的制备方法，包括以下 步骤：
[0014]S1：按质量比100：1～5称取菱镁矿石与添加剂混合后冶炼，制得高氧化 钙的电熔镁砂；
[0015]S2：取质量比先将硅石、氧化铬、电熔镁砂、氧化钇，氧化铝混合均匀作 为骨架，加入粘合剂，升温至280～320℃高温混炼，加入氧化锆氧化锆基质搅 拌均匀，然后高速混炼15
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20min，得到混炼原料；
[0016]S3：将S2得到得混炼原料放入冷等静压机中，在超高压下压制成湿坯料；
[0017]S4：将步骤S3制得的湿坯料干燥处理得到坯体，在1800～2000℃下进行 烧结14～16h，制得耐火材料。
[0018]优选地，所述添加剂由质量比为1：2～10的稀土钐铈镁合金与氧化钙混合 而成。
[0019]优选地，步骤S2中，成型压力为200～250Mpa。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]1、氧化铬具有稳定的性能和良好的耐高温性，抗焚烧飞灰性能优异，制 备的耐火材料具有耐腐蚀性并提高了耐高温性；
[0022]2、电熔镁砂在提供镁源的同时，可以间接地将CaO引入耐火砖中，由于 镁砂中的CaO会均匀的分散在骨架中，可以起到稳定氧化锆，减少耐火砖裂 纹的作用，并有效的调节材料的抗热震性能；
[0023]3、加入的Y2O3会与ZrO2形成(Y2O3)ZrO2固溶体，以减少ZrO2在高温 冷却过程中伴随的体积膨胀，使耐火砖中的ZrO2具有更好的稳定性，减少单 斜相和裂纹的产生；同时降低MgO
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ZrO2‑
Cr2O3体系的共熔点，降低烧结温度， 促进烧结。
具体实施方式
[0024]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中 的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]一种熔融炉用耐火材料，所述耐火材料各原料的质量百分比：40％氧化锆， 15％硅石，24％氧化铬，7％电熔镁砂，8％氧化铝，1％氧化钇，5％缩合磷酸 铝。
[0027]制备方法包括以下步骤：
[0028]S1：将质量比1：5的稀土钐铈镁合金与氧化钙混合形成添加剂；
[0029]S2：按质量比100：1称取菱镁矿石与添加剂混合后冶炼，制得高氧化钙 的电熔镁砂；
[0030]S3：先按质量比硅石、氧化铬、电熔镁砂、氧化钇，氧化铝混合均匀作骨 架，加入粘合剂，升温至300℃高温混炼，加入氧化锆基质搅拌均匀，然后高 速混炼20min，得到混炼原料；
[0031]S4：将S3得到得混炼原料放入冷等静压机中，在成型压力为200Mpa超 高压下压制成湿坯料；
[0032]S5：将步骤S4制得的湿坯料120℃干燥处理得到坯体，在1800℃下进行 烧结15h，制得耐火材料。
[0033]实施例2
[0034]一种熔融炉用耐火材料，所述耐火材料各原料的质量百分比：40％氧化锆， 15％
硅石，20％氧化铬，9％电熔镁砂，8％氧化铝，2％氧化钇，6％缩合磷酸 铝。
[0035]制备方法包括以下步骤：
[0036]S1：将质量比1：5的稀土钐铈镁合金与氧化钙混合形成添加剂；
[0037]S2：按质量比100：1称取菱镁矿石与添加剂混合后冶炼，制得高氧化钙 的电熔镁砂；
[0038]S3：先按质量比将硅石、氧化铬、电熔镁砂、氧化钇，氧化铝混合均匀作 骨架，加入粘合剂，升温至300℃高温混炼，加入氧化锆基质搅拌均匀，然后 高速混炼20min，得到混炼原料；
[0039]S4：将S3得到得混炼原料放入冷等静压机中，在成型压力为210Mpa超 高压下压制成湿坯料；
[0040]S5：将步骤S4制得的湿坯料125℃干燥处理得到坯体，在1800℃下进行 烧结15h，制得耐火材料。
[0041]实施例3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔融炉用耐火材料，其特征在于，由组成包括硅石、氧化铬、电熔镁砂、氧化钇的骨架、氧化锆基质和粘合剂混合制成；各原料的质量百分比为：40
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45％氧化锆，10
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15％硅石，15
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25％氧化铬，5
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10％电熔镁砂，6
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10％氧化铝，1～2％氧化钇，5
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7％粘合剂，各原料质量百分比之和为100％。2.如权利要求1所述的一种熔融炉用耐火材料，其特征在于，所述耐火原料由以下重量百分比的组分组成：45％氧化锆，14％硅石，20％氧化铬，7％电熔镁砂，8％氧化铝，1％氧化钇，5％粘合剂。3.如权利要求1所述的一种熔融炉用耐火材料，其特征在于，所述电熔镁砂中氧化镁的质量分数≥97％，氧化钙的质量分数≥1％，所述电熔镁砂的细度在0.1mm以下。4.如权利要求1所述的一种熔融炉用耐火材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶泽浦，孟献梁，朱竹军，周扬，褚睿智，孔卉茹，李晓，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：