专利名称：一种铝铬—莫来石质耐火材料及其生产方法
技术领域：
本发明属于耐火材料领域，特别涉及一种铝铬-莫来石质耐火材料及其生产方法。
背景技术：
随着资源能源的日渐紧张、环境问题的持续恶化，开发利用工业废弃物并具有一定使用意义的技术将越来越受到重视。铝铬渣是以铬铁矿为原料，金属铝为还原剂，冶炼铬合金时形成的炉渣，也称铬渣。该炉渣Al203+Cr203质量百分含量在82%以上，并含有质量百分含量8 12%的铁等氧化物的固体杂质，耐火度大于1580°C的，可进行资源再利用，生产有色金属冶炼用耐火材料原料。有色金属炉窑用耐火材料工作环境恶劣，在冶炼过程中耐火材料表面组分会因高温金属液蚀侵而进入熔融金属中，影响产品质量，特别是生产高纯度的金属或合金时，尤为突出。另外，冶炼过程中要求耐火材料具有较好的抗热震性，在急冷、急热条件下能较少形成裂纹，产生剥落，满足一定的使用寿命。而铝铬质耐火材料由于其热震稳定性差，导致耐火性能总体上还不够理想，因而铝铬质耐火材料在某些应用领域受到一定的限制。查阅专利文献，中国专利公开(公告)号CN1227202，名称为“利用铬冶炼渣生产耐火材料铝铬砖的工艺方法”，提出了一种以铝铬渣单独作为原料进行配料，压制成制品应用于生产的方案。该方法存在的问题是热震稳定性差，不能满足现场对耐火砖的性能要求。另外一篇文献，中国专利公开(公告)号CN101066876，名称为“用铝铬渣制成高级耐火材料的生产工艺”，提出了一种对铝铬渣本身进行化学方法处理，除去低熔点的碱性氧化物，该方法生产成本会大幅提高。莫来石是Al2O3-SiO2 二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3A1203 2Si02，通常用烧结法或电熔法等人工合成，是一种优质的耐火材料，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点，但天然莫来石非常少，加工成本较高，其更适合作为一种添加剂使用。
发明内容
本发明提供了一种有色冶金用铝铬-莫来石质耐火材料及其生产方法，提高了材料的热震稳定性、降低了气孔率。本发明提供的铝铬-莫来石质耐火材料其质量百分比组分含量如下铝铬渣87% 95%电熔莫来石5 % 13 %上述铝铬渣含Al2O3质量百分比70 72% ;含Cr2O3质量百分比10 12% ;上述电熔莫来石含3A1203 2Si02质量百分比90 95%。本发明提供的铝铬-莫来石质耐火材料的生产方法包括以下步骤
a.原材料及加工，取工业铝铬渣和电熔莫来石，将铝铬渣和电熔莫来石分别进行粉碎和细磨，粉碎和细磨的粒度为5mm以下。b.磁选处理，将粉碎和细磨后的铝铬渣进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质。c.筛分，筛选分出的铝铬渣和电熔莫来石的各级粒度，分级粒度分别为3_2mm ；
2-1mm ;1-Omm ; 180 目和 325 目。d.混练，将质量百分比87% 95%，粒度为3mm-325目的铝铬渣与质量百分比5 % 13 %，粒度为3mm-180目的电熔莫来石混合，再加入物料总量质量百分比3 % 5 %的纸浆废液结合剂，搅拌均匀。e.成型与制品，将上述混炼的物料压制成各种形状的坯体，经1350°C -1500°C高温烧成，保温10-12小时成为制品。本发明与现有的铝铬耐火材料及其生产方法相比，其显著的有益效果在于本发明的特点是将铝铬渣、电熔莫来石进行配合，结合剂选用纸浆废液，生产铝铬-莫来石质耐火材料。充分利用了铝铬渣这种工业生产废弃物。铝铬渣主要矿物相是铬刚玉，制成的耐火材料主要缺点是热震稳定性差。本发明为提高其热震稳定性，引入了第二固相即莫来石及适当的结合剂。由于莫来石与铬刚玉的热膨胀系数不同，在高温下接触部位产生结构应力，产生微细裂纹，此裂纹不明显降低强度，可以释放热应力。在实验室采用水急冷法对制品抗热震性进行检测由原来的2次提高到8次。从而改善了材料的热震稳定性，本发明生产工艺简单，产品使用寿命长，能较好的满足有色冶金炉窑生产要求。
具体实施例方式下面用实施例详细描述本发明实施例1 将含Al2O3质量百分比为70 72%，含Cr2O3质量百分比为10 12 %的铝铬渣；含3A1203 2Si02质量百分比为90 95%的电熔莫来石分别进行粉碎和细磨，粉碎和细磨的粒度为5-0. 044mm。将铝铬渣进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质，将粉碎和细磨的铝铬渣筛分，进行粒度分级，分别为3-2mm、2-lmm、l-0mm、180目、325目；将粉碎和细磨的电熔莫来石筛分，进行粒度分级，分别为3-2mm、180目。然后，取上述质量百分比为92%的铝铬渣，铝铬渣的各级粒度的质量百分比为3-2_35%、2-lmm6%、l-0mml8%、180目20%、325目13%，取上述质量百分比为8 %电熔莫来石，电熔莫来石的粒度为3-2mm，再加入物料总质量百分比为3%的纸浆废液结合剂，将上述物料进行混合搅拌。用摩擦压砖机，在200MPa压力下压制成型，经1500°C高温烧成，保温12小时成为制品，形成铝铬-莫来石质耐火材料。实施例2将含Al2O3质量百分比为70 72%，含Cr2O3质量百分比为10 12%的铝铬渣；含3A1203 2Si02质量百分比为90 95%的电熔莫来石分别进行粉碎细磨，粉碎和细磨的粒度为5-0. 044mm。将铝铬渣进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质，将粉碎和细磨的铝铬渣筛分，进行粒度分级，分别为3-2mm、2-lmm、l-0mm、180目、325目；将粉碎和细磨的电熔莫来石筛分，进行粒度分级，分别为3-2mm、180目。然后，取上述质量百分比87%的铝铬渣，铝铬渣的各级粒度的质量百分比为3-2_35%、2-lmm6%、l-0mml8%、180目15%、325目13%,取上述电熔莫来石,其中3-2mm的质量百分比为8%、180目的质量百分比为5%，再加入物料总质量百分比为5%纸浆废液结合剂，将上述物料进行混合搅拌。用摩擦压砖机，在200MPa压力下进行成型，经1500°C高温烧成，保温12小时成为制品。形成铝铬-莫来石质耐火材料。实施例3将含Al2O3质量百分比为70 72%，含Cr2O3质量百分比为10 12%的铝铬渣；含3A1203 2Si02质量百分比为90 95%的电熔莫来石分别进行粉碎细磨，粉碎和细磨的粒度为5-0. 044mm。将铝铬渣进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质，将粉碎和细磨的铝铬渣筛分，进行粒度分级，分别为3-2mm、2-lmm、l-0mm、180目、325目；将粉碎和细磨的电熔莫来石筛分，进行粒度分级，分别为3-2mm、180目。然后，取上述质量百分比为95%的铝铬渣，铝铬渣的各级粒度质量百分比为3-2mm43%、2-lmm6%、l-0mml8%、180目15%、325目13%,取上述180目电熔莫来石质量百分比为5%，再加入物料总质量百分比为5%纸浆废液结合剂，将上述物料进行混合搅拌。用摩擦压砖机，在200MPa压力下进行成型，经1500°C高温烧成,保温12小时成为制 品，形成铝铬-莫来石质耐火材料。
权利要求
1.一种铝铬-莫来石质耐火材料，其特征在于该耐火材料质量百分比组分含量如下 铝铬渣87% 95% 电熔莫来石 5% 13% 上述铝铬渣含Al2O3质量百分比70 72% ;含Cr2O3质量百分比10 12% ; 上述电熔莫来石含3A1203 2Si02质量百分比90 95 %。
2.权利要求1所述的铝铬-莫来石质耐火材料的生产方法，其特征在于该方法包括以下步骤 a.原材料及加工，取工业铝铬渣和电熔莫来石，将铝铬渣和电熔莫来石分别进行粉碎和细磨，粉碎和细磨的粒度为5mm以下； b.磁选处理，将粉碎和细磨后的铝铬渣进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质； c.筛分，筛选分出的铝铬渣和电熔莫来石的各级粒度，分级粒度分别为3-2mm；2-lmm ；1-Omm； 180 目和 325 目； d.混练，将质量百分比87% 95%，粒度为3mm-325目的铝铬渣与质量百分比5% 13%，粒度为3mm-180目的电熔莫来石混合，再加入物料总量质量百分比3% 5%的纸浆废液结合剂，搅拌均匀； e.成型与制品，将上述混练的物料压制成各种形状的坯体，经1350°C-1500°C高温烧成，保温10-12小时成为制品。
3.根据权利要求2所述的铝铬-莫来石质耐火材料的生产方法，其特征在于步骤d中取质量百分比为92%的铝铬渣，铝铬渣的各级粒度的质量百分比为3-2mm35%、2-lmm6%U-0mml8%U80目20%、325目13%，取质量百分比为8%电熔莫来石，电熔莫来石的粒度为3-2_，再加入物料总质量百分比为3%的纸浆废液结合剂。
4.根据权利要求2所述的铝铬-莫来石质耐火材料的生产方法，其特征在于步骤d中取质量百分比87 %的铝铬渣，铝铬渣的各级粒度的质量百分比为3-2mm35 %>2-lmm6 %、l-0mml8%、180目15%、325目13%，取电熔莫来石，其中3_2mm的质量百分比为8%、180目的质量百分比为5%，再加入物料总质量百分比为5%纸浆废液结合剂。
5.根据权利要求2所述的铝铬-莫来石质耐火材料的生产方法，其特征在于步骤d中取质量百分比为95 %的铝铬渣，铝铬渣的各级粒度质量百分比为3-2mm43 %>2-lmm6 %、l-0mml8%U80目15%、325目13%，取180目电熔莫来石质量百分比为5%，再加入物料总质量百分比为5%纸浆废液结合剂。
6.根据权利要求2所述的铝铬-莫来石质耐火材料的生产方法，其特征在于步骤e中采用大于IOOMPa的摩擦压砖机压制成型。
全文摘要
本发明公开了一种铝铬-莫来石质耐火材料及其生产方法，提高了材料的热震稳定性，降低了气孔率。铝铬-莫来石质耐火材料其质量百分比组分如下铝铬渣87％～95％；电熔莫来石5％～13％。铝铬-莫来石质耐火材料的生产方法包括原材料及加工；磁选处理；筛分；混练；成型与制品。本发明的特点是将铝铬渣、电熔莫来石进行配合，结合剂选用纸浆废液，生产铝铬-莫来石质耐火材料，充分利用了铝铬渣这种工业生产废弃物。本发明生产工艺简单，产品使用寿命长，能较好的满足有色冶金炉窑生产要求。
文档编号C04B35/66GK103058672SQ20111032145
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者郑丽君, 刘峰, 张国栋, 刘海啸 申请人:辽宁科技大学