[發明專利]利用天然礦物原料生產AZS電熔耐火材料的方法

有效

• 申請號: 200810049016.6
• 申請日: 2008-01-07
• 公開（公告）號: CN101215180A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 侯松發
• 申請（專利權）人: 侯松發
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/657;C04B35/109
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所
• 代理人: 韓華

技術領域

本發明涉及電熔耐火材料的方法，尤其是涉及利用天然礦物原料生產AZS電熔耐火材料的方法。

背景技術

AZS電熔耐火材料是用于各種玻璃窯爐的重要基礎材料。隨著國民經濟及相關產業的發展，對玻璃窯爐用AZS耐火材料的需求一直呈現穩步增長的勢頭。在公知的AZS電熔耐火材料的生產方法和已經公開的專利中，其生產原料主要是高純度工業用氧化鋁粉和高品位的鋯英砂或高純度的脫硅鋯。由于我國高品位鋯英砂的儲量有限，大部分原料均需從國外(如澳大利亞、新西蘭、南非、巴西等國家)進口，大大地增加了AZS耐火材料的生產成本。盡管眾多企業均積極使用回收廢料進行生產，但不能從根本上解決原材料短缺，成本大幅度上升的問題。我國有著豐富的天然高鋁礬土資源和低品位鋯英砂資源，但直接利用天然高鋁礬土和低品位鋯英砂生產AZS電熔耐火材料，到目前還未見諸有關這方面的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用低品位鋯英砂和天然高鋁礬土為原料替代昂貴的高純度工業用氧化鋁粉和高品位鋯英砂生產AZS電熔耐火材料的方法。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

本發明所述利用天然礦物原料生產AZS電熔耐火材料的方法，是按照下述步驟進行：

第一步，根據鋁礬土中Al₂O₃、SiO₂的含量、低品位鋯英砂的ZrO₂、SiO₂含量，將鋁礬土、低品位鋯英砂、碳素材料和鐵屑中的化學成分經過計算按一定比例混合均勻后加入到三相電爐中，電壓控制在70V-250V，在高溫熔融狀態下埋弧還原，使鋁礬土和低品位鋯英砂中多余的SiO₂、TiO₂和雜質脫除，使熔液中Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂的含量達到AZS33、AZS36、AZS41產品的化學成分標準；

第二步，將第一步制備的溶液倒入第二臺三相電弧爐內，加入適量的碳酸鈉助溶劑，進行吹氧精煉以去除熔液中的殘留碳和低熔點氧化物，并使還原反應所生成的游離金屬鋁重新氧化生成Al₂O₃；電弧爐電壓控制在140V-400V，氧氣壓力控制在0.01MPa-1.5MPa的范圍內精煉；待熔液經檢測均勻并達到標準要求時，結束精煉；

第三步，將第二步精煉合格的熔液澆注到預先制好的鑄型內，經過保溫冷卻，得到所需的AZS電熔耐火材料制品。

在所述鋁礬土中添加有小于50％重量份的氧化鋁粉來調節化學成分；在所述低品位鋯英砂中添加有小于50％重量份的高品位鋯英砂或脫硅鋯來調節化學成分。

本發明優點在于利用低品位鋯英砂和天然高鋁礬土為原料，直接生產優質合格的AZS電熔耐火材料，這不僅降低了電熔耐火材料行業的生產成本，提高了低品位鋯英砂和天然高鋁礬土的利用率和附加值，同時也減少了整個產業鏈的能源消耗，對于合理利用資源，實現人類社會減排節能戰略目標具有十分重要的意義。

具體實施方式

本發明所述的利用天然礦物原料生產AZS電熔耐火材料的方法，是按照下述步驟進行：

一、原料：鋯英砂、高鋁礬土、石墨、鐵屑；

鋯英砂的成份為：ZrO₂?55％；SiO₂43.2％；TiO₂?0.4％；Fe₂O₃?0.75％；余量為雜質；

高鋁礬土的成份為：Al₂O₃?75％；SiO₂?18.3％；Fe₂O₃?1.5％；TiO₂?3.8％；余量為雜質；

石墨的成份為：C?98％；SiO₂?1.6％；余量為雜質；

鐵屑的成份為：Fe?97％；SiO₂?2.2％；余量為雜質；

二、制備：

a、按重量份取天然高鋁礬土450Kg，粒度為0.5-100mm；天然鋯英砂420Kg，粒度為0.1-5mm；石墨45Kg，粒度為2-5mm；鐵屑25Kg，長度小于200mm；將上述物料混合均勻得混合料備用；

b、熔煉：