[發明專利]一種鎂鋯磚及其制備方法

在審

• 申請號: 201710525313.2
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107285780A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 佘建鋒
• 申請（專利權）人: 長興泓礦爐料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/106;C01B33/12;C01G49/06;B82Y30/00;C08B31/12
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及耐火材料技術領域，具體而言涉及一種鎂鋯磚及其制備方法。

背景技術

在多種爐外精煉方法中，RH真空循環脫氣法以脫氣效果好、鋼液溫降小、適用范圍較大、設備操作靈活、運轉穩定可靠等優點而倍受鋼廠青睞。然而，RH精煉條件十分苛刻，迫使其內襯不得不采用直接結合或再結合鎂鉻磚，但鎂鉻質耐火材料在生成和使用的過程中由于其中三氧化二鉻在氧分量較大時會產生有劇毒的六價鉻，六價鉻有毒且溶于水，且鉻處理水存在混入自來水的危險性，是一種對環境有害的耐火材料。

因此目前為了消除含鉻耐火材料在生產和使用過程中對環境造成的污染，人們迫切需要尋求一種無鉻、環保的材料來逐步替代鎂鉻磚在高溫窯上的使用但是，RH精煉爐冶煉鋼的內部環境十分復雜，精煉條件十分苛刻，經大熱應力急變及高堿度熔渣的侵蝕后，大多的材料因為侵蝕和損壞無法繼續使用，此時就需要來進行維修和更換，這樣會降低生產效率，增加成本。

因此需要一種適用于RH精煉爐的一種無污染、耐高溫、抗侵蝕性能及抗熱震性能均優良的耐火材料。

發明內容

為解決上述問題，提供一種無污染、耐高溫、抗侵蝕性能及抗熱震性能均優良的耐火材料。本發明提供了一種鎂鋯磚，本發明的技術方案如下所述：

一種鎂鋯磚，包括以下重量份的組分：

剛玉顆粒40~50份、電熔鎂砂顆粒35~40份、ａ-氧化鋁微粉2~10份、二氧化鋯5~8份、二氧化硅微粉1~2份、Fe₂O₃粉末15~25份、結合劑2~5份、減水劑0~1份、氧化釔0.5~1份、木質素磺酸鈣3~4份。

首先本發明在材料中不加入含鉻的材料，避免了六價鉻的產生對環境產生危害。另外本發明采用了添加氧化鋯作為原料，氧化鋯屬于多晶轉化氧化物，在1100℃以下為單斜相，1100℃以上為四方相，其中發生了馬氏相變，在這個過程中體積增大，在熱處理冷卻后氧化鋯仍舊為四方相存在，可以產生微小的裂紋可以分散主裂紋的所受到能量，起到提高韌性和熱震穩定性的作用，而且本發明所用的氧化鋯用量適宜，如果氧化鋯含量過高，對材料強度無影響的微小裂紋會因為體積膨脹而產生大的裂紋，從而降低材料的抗渣侵蝕能力。

另外本發明還使用了氧化釔，首先氧化釔可以提高氧化鋯的穩定性，減小氧化鋯體積增大造成大裂紋的情況發生，保證氧化鋯可以起到有益的效果，同時加入氧化釔可以增加材料的抗熱震性和耐高溫能力。

作為優選，所述的減水劑采用三聚磷酸鋁。

本發明采用了稀土氧化物和三聚磷酸鋁，氧化釔可以具有提高耐火能力的作用，而三聚磷酸鋁也具有防火、耐熱的特點，而且有助于提高涂料的材料的韌性和抗熱震能力，而且在本發明中三聚磷酸鋁也三氧化二鐵起到配合作用，可以提高本發明的抗渣侵蝕能力。

作為優選，所述的二氧化硅粉經過改性處理，所述的改性處理包括以下步驟：將四聚丙烯苯磺酸鈉與水混合，配置濃度為0.1~0.15mol/L的改性劑，然后將改性劑與二氧化硅粉以1∶1~1∶1.5質量比進行混合，然后在75~90℃條件下進行攪拌，攪拌轉速為400~450r/min，攪拌時間為1~2h。

作為優選，所述的結合劑采用羧甲基淀粉鈉。

作為優選，所述的羧甲基淀粉鈉采用以下方法制備：

a.將20~30重量份的一氯乙酸與70~80重量份的乙醇溶液混合制備成一氯乙酸-乙醇溶液，將9~10重量份的氫氧化鈉溶解在90~91份水中，得到氫氧化鈉溶液；

b.將5~6重量份的玉米淀粉渣放入容器中然后加入7~8重量份的95%的乙醇，對混合物進行攪拌，攪拌時間為5~10min；

c.將上述的攪拌后的混合物中加入1~2重量份的一氯乙酸-乙醇溶液，在30~40℃條件下反應12~15分鐘；

d.向步驟c中的溶液加入3~4重量份的氫氧化鈉溶液，加熱至60~63℃，反應12~18min；

e.向步驟d得到的溶液中加入2~3重量份的步驟a制備的一氯乙酸-乙醇溶液，保持溫度，反應18~23min；

f.向步驟e得到的混合物中加入1~2重量份的氫氧化鈉溶液，保持溫度，反應30~34min；

g.將步驟f得到的混合物降溫至35℃以下，調節pH為7~8之間，過濾，以乙醇洗滌，干燥，得到羧甲基淀粉鈉。