[發明專利]一種澳斯麥特爐內襯用再生鋁鉻磚及其制備方法

在審

• 申請號: 201610001528.X
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105669220A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 趙惠忠;何晴;張寒;趙鵬達
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于澳斯麥特爐內襯技術領域。具體涉及一種澳斯麥特爐內襯用再生鋁鉻 磚及其制備方法。

背景技術

澳斯麥特爐是火法工藝煉銅中的冰銅冶煉設備。澳斯麥特爐在熔煉過程中熔煉溫 度約為1200℃，在煉銅過程中承受熔體的侵蝕與沖刷，使得澳斯麥特爐內襯磚的使用壽命 降低。

目前，澳斯麥特爐內襯用耐火磚主要為鎂鉻磚和鎂鋁鈦磚。

采用鎂鉻磚作為澳斯麥特爐內襯用耐火材料，由于熔煉過程的熔煉溫度較低，熔 渣粘度較低，具有極強的浸潤性和滲透性。因此在使用時，渣線部位的滲透變質層比較厚， 結構疏松，很容易出現結構剝落的現象，而且鎂鉻質耐火材料具有較強的親水性，遇水會發 生水解反應，造成耐火磚“粉化”而脫落。

采用鎂鋁鈦磚作為澳斯麥特爐內襯用耐火材料，TiO₂的加入起燒結助劑的作用， 使得內襯用耐火材料的燒結溫度降低，形成許多封閉的微孔結構，改善了內襯用耐火材料 的抗熱震性，但微裂紋的存在也大大降低了內襯用耐火材料的抗熔渣侵蝕/滲透性能。

此外，澳斯麥特爐內襯用耐火材料所采用的高純鎂砂、鉻精礦和高純尖晶石等耐 火原料的成本均較高，提高了澳斯麥特爐內襯耐火材料的開發成本，從而降低了澳斯麥特 爐內襯用耐火材料的競爭力。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種成本低廉、工藝簡單的澳斯麥 特爐內襯用再生鋁鉻磚的制備方法；用該方法制備的澳斯麥特爐內襯用再生鋁鉻磚的高溫 體積穩定性好和抗渣侵蝕性能強。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案的具體步驟是：以66~76wt%的鉻鐵渣 顆粒為骨料，以20~30wt%的鉻鐵渣細粉、1~2wt%的三氧化二釩細粉和2.1~2.9wt%的三氧化 二釔細粉為基質料；按所述骨料和所述基質料的含量，先將基質料混合0.5~1h，再將混合后 的基質料加入所述骨料中，混合5~8min；然后外加占所述基質料與所述骨料之和5~7wt%的 鋁溶膠，混合8~10min，在25~35℃條件下困料0.3~0.5h，機壓成型，在100~110℃條件下干燥 12~24h，最后在1550~1650℃條件下保溫3~6h，制得澳斯麥特爐內襯用再生鋁鉻磚。

所述鉻鐵渣顆粒為冶煉鉻鐵合金所產生的爐渣，主要物相為剛玉和鋁鉻尖晶石； 所述鉻鐵渣顆粒的主要化學成分是：Al₂O₃為80~85wt%，Cr₂O₃為10~15wt%，Fe₂O₃＜2wt%，MgO< 2wt%；所述鉻鐵渣顆粒的粒度為0.1~5mm。

所述鉻鐵渣細粉為冶煉鉻鐵合金所產生的爐渣，主要物相為剛玉和鋁鉻尖晶石； 所述鉻鐵渣細粉的主要化學成分是：Al₂O₃為80~85wt%，Cr₂O₃為10~15wt%，Fe₂O₃＜2wt%，MgO< 2wt%；所述鉻鐵渣細粉的粒度為0.074~0.088mm。

所述三氧化二釩細粉中的V₂O₃＞99wt%，粒徑為1~10μm。

所述三氧化二釔細粉中的Y₂O₃＞99wt%，粒徑為1~10μm。

所述鋁溶膠中的Al₂O₃為20~25wt%，pH值為2~5。

所述機壓成型的壓力為150~180MPa。

由于采取上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：

1、本發明采用鉻鐵渣為主要原料，大大降低了澳斯麥特爐內襯用再生鋁鉻磚的生產成 本。

2、本發明無需特殊的制備設備和處理技術，節省投資和勞動力，工藝流程簡單。

3、本發明利用原料組分間的固溶反應生成高熔點尖晶石，粘附在爐襯上形成保護 層，保護層的形成不僅提高了爐襯的抗沖刷侵蝕，還能阻止熔體滲入磚內。

本發明制備的澳斯麥特爐內襯用再生鋁鉻磚經測定：1650℃靜態坩堝法抗渣實驗 侵蝕指數為7~12%；1200℃熱膨脹率為0.3~0.8%。