[發明專利]一種高分散性MgO?MgAl2O4?ZrO2材料的制備方法

有效

• 申請號: 201510814480.X
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105294131B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 錢志明;劉成強;蔣菊芳
• 申請（專利權）人: 江蘇諾明高溫材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔,楊文晰

技術領域

本發明涉及有色冶煉領域，特別是一種高分散性MgO-MgAl₂O₄-ZrO₂材料的制備方法。

背景技術

鎂鉻材料是有色冶煉領域傳統的內襯材料，然而鎂鉻材料在生產和使用的過程中會產生Cr⁶⁺致癌物質，嚴重地污染環境和危及人類的健康，隨著科學發展和綠色發展理念的全面實施，“無鉻化”已成為當前內襯材料研究的熱點。國內外學者在無鉻化方面做過很多研究，無鉻化材質包括MgO-C材料、Si₃N₄-SiC材料、MgO-MgAl₂O₄材料、MgO-SnO₂材料等，但是這些材料的試用情況并不理想：MgO-C與Si₃N₄-SiC等非氧化物復合材料在有色冶煉氧勢很大的情況下很容易氧化，導致磚坯疏松和解體；MgO-MgAl₂O₄材料的抗冰銅滲透的性能優于電熔鎂鉻磚，但是其抗渣侵蝕性能遠遠差于電熔鎂鉻磚，使得其也很難取代電熔鎂鉻磚；MgO-SnO₂抗銅熔體滲透的性能與電熔鎂鉻磚相當，但SnO₂易揮發生成SnO和O₂，在使用的過程中也不穩定。

有色領域的無鉻化主要是其關鍵部位實現無鉻化，如渣線區、P-S轉爐的風口區、陽極爐的氧化-還原風口等，這些部位對耐火材料的要求為：1)致密度要高、透氣度要小，抗冰銅的滲透性能要好；2)風口區的溫度波動大，抗熱剝落的性能要強；3)抗FeOn-SiO₂渣的性能要強；4)抗銅熔體沖刷性能要強，即高溫強度要大。從原料來源的廣泛性、性價比高等方面及前人試驗的結果來看，MgO-MgAl₂O₄(M-MA)材料具有優異的抗熱剝落性能及抗銅熔體滲透性能，目前M-MA系材料取代直接結合鎂鉻磚成功地應用到水泥回轉窯的過渡帶(transition zone)、玻璃窯和鋼包內襯中，M-MA抗冰銅、FeO-Fe₂O₃-SiO₂和CaO-Fe₂O₃渣用在連續銅轉爐的抗滲透性能與MgO-Cr₂O₃系材料相當，但是其抗渣侵蝕性能遠遠差于MgO-Cr₂O₃系材料(Hon M H,Hsu C C,Wang M C.Reaction between Magnesia–Chrome Brick/Slag Interface by Electric Furnace Static Slag Corrosion Test[J].Materials transactions,2008,49(1):107-113)，M-MA材料的高溫力學性能差(Goto K,Argent B B,Lee W E.Corrosion of MgO-MgAl2O4 Spinel Refractory Bricks by Calcium Aluminosilicate Slag[J].Journal of the American ceramic society,1997,80(2):461-471)，ZrO₂的引入能夠顯著改善MgAl₂O₄的力學性能和抗渣侵蝕性能(Mohapatra D,Sarkar D.Effect of in situ spinel seeding on synthesis of MgO-rich MgAl2O4composite[J].Journal of materials science,2007,42(17):7286-7293)，且ZrO₂抗FeOn和SiO₂侵蝕性能強，在有色關鍵部位有著廣闊的應用前景。