专利名称：一种镁尖晶石锆砖的制备方法
技术领域：
本发明涉及水泥回转窑、RH (真空循环脱气精炼)炉下部槽、浸溃管用耐材，具体是一种镁尖晶石锆砖材料。
背景技术：
六价铬污染，作为一个国际公认的环境问题，越来越受到各国的重视。我国环保标准GB18918-2002规定，城镇污水处理厂水污染物排放基本控制标准:一类污染物最高排放浓度(日均值)总铬小于0.lmg/L，六价铬小于0.05mg/L。电熔镁铬砖(MgO-Cr2O3砖)由于其优越的性能而广泛地用于水泥回转窑、RH炉等。但是，用后电熔镁铬砖会产生致癌物质六价铬，严重地污染了环境和危及人类的健康。随着社会的发展，人们的环保意识观念逐渐增强，开发取代电熔镁铬砖的无铬化材质意义重大。RH炉下部槽、浸溃管用耐材一直采用再结合镁铬砖，由于它使用条件的残酷性、一直以来，很少有成功的无铬砖，现在国内大型钢厂的无铬化已经大势所趋，宝钢已经明文规定:未来两年以后将全部使用无铬砖，不再使用镁铬砖。因此，解决RH炉苛刻部位的无铬化工作刻不容缓，无铬化不仅要有与再结合镁铬砖相同的使用效果，而且，要求性价比高，这样才具备推广应用的价值。所以说，如果研制出性价比高于再结合镁铬砖的无铬砖对整个炉外精炼的无铬化来说确实是一个巨大的推动，会带来很好的社会和经济效益。从性价比的因素来看，镁尖晶石砖、镁锆砖或镁尖晶石锆砖是最有可能取代再结合镁铬砖的，但实际情况是，镁尖晶石砖的抗冲刷及抗渣侵蚀性能很糟糕；镁锆砖抗热剥落性及抗酸性渣的性能也不理想。单纯的将尖晶石和ZrO2组合在一起的镁尖晶石锆砖也存在抗渣侵蚀性能差的缺陷。能否将镁尖晶石砖及镁锆砖的优势充分地结合起来，同时克服各自的缺陷呢？那就是制备具有 尖晶石-ZrO2*晶结构的镁尖晶石砖。共晶结构抗冲刷、抗剥落性能绝对一流，其抗渣性能也会有很广泛的适应性，对于高碱度渣(Ca0/Si02>2)，ZrO2对尖晶石有保护的作用，同时，对于低碱度渣(Ca0/Si02〈l)，尖晶石有着很好的适应性。因此研制具有尖晶石-ZrO2共晶结构的新型镁尖晶石锆砖将综合镁尖晶石砖和镁锆砖的优势，同时又克服各自的缺陷，另外，关键是其价格较电熔镁铬砖便宜，因此，新型镁尖晶石锆砖是能取代电熔镁铬砖的一种很有潜力的无铬化材料，将会带来显著的经济和社会效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有尖晶石-ZrO2共晶结构的新型镁尖晶石锆砖，其性能及价格均优于现有的镁铬砖且环保安全，彻底杜绝了六价铬的污染。本发明主要内容为一种镁尖晶石锆砖的制备方法，包括以下步骤:将30%的电熔镁砂，30%的a -Al2O3微粉和40%的电熔单斜锆充分混合后，加入结合剂，在200MPa下压成块，于1720°C -1815°C保温12_14h烧成共晶砂，然后将共晶砂磨成彡0.0425mm的细粉，再以电熔镁砂为骨料，加入2.8-3.5%的共晶细粉和1-3%单斜锆粉，在超高温隧道窑于1720°C的温度下保温6h烧成制备出新型镁尖晶石锆砖，上述比例皆为质量比。作为优选方案，所述的电熔镁砂粒度彡0.074mm,所含MgO彡97% ;所述的a -Al2O3微粉粒度彡5um,所含Al2O3彡99.50% ;所述的电熔单斜锆的粒度彡0.0425mm,所含ZrO2 彡 98%ο作为优选方案，所述的结合剂为3%的纸浆。本发明的有益效果在于:I环保安全，彻底杜绝了六价铬的污染。2具备优异的高温强度、抗结构剥落性和抗热震稳定性能、抗渣侵蚀性能，是一种能完全取代再结合镁铬砖而用于RH炉下部槽的很有潜力的无铬化材料。
图1 是 MgO-Al2O3 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%) -Al2O3 (5wt%)、MgO-ZrO2 (6wt%) -Al2O3 (5wt%)抗剥落性对比；图 2 是 M gO-Al2O3 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%) -Al2O3 (5wt%)、MgO-ZrO2 (6wt%) -Al2O3 (5wt%)透气度对比；图 3 是 MgO-Al2O3 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%) -Al2O3 (5wt%)、MgO-ZrO2 (6wt%) -Al2O3 (5wt%)高温抗折强度对比；图4是新型MAZ砖的基质部分的SEM图；图5是新型MAZ砖中方镁石与基质结合的SEM图。
具体实施例方式实施例1将30%的98大结晶电熔镁砂，30%的a -Al2O3微粉和40%的电熔单斜锆充分混合后，加入1%的纸浆作为结合剂，在200MPa下压成块，于1720°C保温12h烧成共晶砂，然后将共晶砂磨成≤0.0425mm的细粉，再以电熔镁砂为骨料，加入2.8%的共晶细粉和1%单斜锆粉，在超高温隧道窑于1720°C的温度下保温6h烧成制备出新型镁尖晶石锆砖，上述比例皆为质量比。其中试验用原料的化学组成见表1，试样的配料组成见表2。表I试验用原料的化学组成(W)
权利要求
1.一种镁尖晶石锆砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将30%的电熔镁砂，30%的a-Al2O3微粉和40%的电熔单斜锆充分混合后形成混合料，加入结合剂，在200MPa下压成块，于1720°C _1815°C保温12_14h烧成共晶砂，然后将共晶砂磨成≤0.0425mm的共晶细粉； 2)再以94-96%电熔镁砂为骨料，加入2.8-3.5%的共晶细粉和1_3%的单斜锆粉，在超高温隧道窑于1720°C的温度下保温6h烧成制备出新型镁尖晶石锆砖； 上述比例皆为质量比。
2.根据权利要求1所述的镁尖晶石锆砖的制备方法，其特征在于所述的电熔镁砂粒度(0.074mm,所含MgO≥97% ;所述的a -Al2O3微粉粒度≤5um,所含Al2O3≤99.50% ;所述的电熔单斜锆的粒度< 0.0425mm，所含ZrO2≥98%。
3.根据权利要求1所述的镁尖晶石锆砖的制备方法，其特征在于所述的结合剂为1-3%混合料重量的 纸浆。
全文摘要
本发明公开了一种镁尖晶石锆砖的制备方法，其包括以下步骤将30%的电熔镁砂，30%的α-Al2O3微粉和40%的电熔单斜锆充分混合后，加入结合剂，在200MPa下压成块，于1720℃-1815℃保温12-14h烧成共晶砂，然后将共晶砂磨成≤0.0425mm的细粉，再以电熔镁砂为骨料，加入2.8-3.5%的共晶细粉和1-3%单斜锆粉，在超高温隧道窑于1720℃的温度下保温6h烧成制备出新型镁尖晶石锆砖。该新型镁尖晶石锆砖具备优异的高温强度、抗结构剥落性和抗热震稳定性能、抗渣侵蚀性能，环保安全，彻底杜绝了六价铬的污染。
文档编号C04B35/622GK103102166SQ20131006936
公开日2013年5月15日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者尹国祥, 蒋菊芳 申请人:江苏诺明高温材料股份有限公司