[發(fā)明專利]一種Ausmelt銅熔煉爐用鋁鉻磚及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711003279.9
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107640962A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張寒;趙惠忠;趙鵬達;陳建威;范潤東;余俊
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C04B35/105
• 分類號: C04B35/105;C04B35/622;C22B15/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于Ausmelt銅熔煉爐用耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種Ausmelt銅熔煉爐用鋁鉻磚及其制備方法。

背景技術(shù)

Ausmelt(澳斯麥特)工藝自20世紀(jì)70年代誕生以來迅速發(fā)展成為銅熔煉的重要技術(shù)。Ausmelt銅熔煉工藝主要采用硫化礦(如黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦等)為原料，通過“頂槍浸沒噴吹工藝”進行冶煉。冶煉過程中產(chǎn)生大量的SO₂、SO₃氣體，且爐渣多為FeO-SiO₂渣，其造渣時間長、渣量大，尤其Ausmelt銅熔煉爐還要同時承受銅渣及銅锍的侵蝕與滲透，這對Ausmelt銅熔煉爐內(nèi)襯用耐火材料提出了更高的服役要求。

目前，Ausmelt銅熔煉爐用耐火材料主要為鎂鉻磚和鋁鉻磚。

采用鎂鉻磚作為Ausmelt銅熔煉爐內(nèi)襯，其耐火度高、尤其抗銅锍滲透能力強，但由于Ausmelt銅熔煉爐內(nèi)氧分壓不足以將熔渣中的FeO氧化成Fe₃O₄而析出，進而難以在鎂鉻磚表面形成掛渣保護，降低了鎂鉻磚的服役壽命，此外，鎂鉻磚屬于堿性耐火材料制品，其抗水化性較差，這也影響了鎂鉻磚的使用。

采用鋁鉻磚作為Ausmelt銅熔煉爐內(nèi)襯，大多以剛玉為顆粒骨料，以氧化鋁微粉、鉻精礦等為基質(zhì)料，以磷酸鹽為結(jié)合劑，經(jīng)混勻后壓制成型、燒成。鋁鉻磚具有優(yōu)良的耐高溫性，且抗銅渣侵蝕性好(徐琳琳.原料和燒成溫度對煉銅爐用鋁鉻磚性能的影響.鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014)。但鋁鉻磚中骨料與基質(zhì)的結(jié)合性較差，可通過引入添加劑的方式促進鋁鉻磚的燒結(jié)，如“一種澳斯麥特爐內(nèi)襯用再生鋁鉻磚及其制備方法”(CN 201610001528.X)，隨著材料燒結(jié)致密度的提升，無疑又降低了鋁鉻磚的抗熱震性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單和生產(chǎn)成本低的Ausmelt銅熔煉爐用鋁鉻磚的制備方法；用該方法制備的Ausmelt銅熔煉爐用鋁鉻磚高溫強度大、熱震穩(wěn)定性好和抗銅渣/冰銅侵蝕性強。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

步驟一、按棕剛玉細粉︰鉻精礦細粉︰ρ-氧化鋁細粉︰Cr₇C₃細粉的質(zhì)量比為100︰(30～40)︰(5～10)︰(5～8)，將所述棕剛玉細粉、所述鉻精礦細粉、所述ρ-氧化鋁細粉和所述Cr₇C₃細粉加入攪拌器中，攪拌4～5分鐘，制得基質(zhì)料。

步驟二、按硅溶膠︰棕剛玉顆粒的質(zhì)量比為100︰(20～30)，將所述硅溶膠和所述棕剛玉顆粒攪拌2～3分鐘，置入容器中；然后將所述容器置于真空干燥箱中，在90～110℃條件下干燥6～8小時，制得浸漬后的棕剛玉顆粒。

步驟三、按所述浸漬后的棕剛玉顆粒︰所述基質(zhì)料的質(zhì)量比為100︰(55～60)，向所述浸漬后的棕剛玉顆粒中加入所述基質(zhì)料，攪拌3～5分鐘，制得前驅(qū)體混合料。

步驟四、按所述前驅(qū)體混合料︰硫酸鋁溶液的質(zhì)量比為100︰(4～5)，向所述前驅(qū)體混合料中加入所述硫酸鋁溶液，攪拌2～3分鐘，制得混合料。

步驟五、將所述混合料加入模具中，振動成型，在25～30℃條件下養(yǎng)護10～12小時；再置于馬弗爐中，以2～3℃/min的升溫速率升溫至1550～1600℃，保溫2～3小時，隨爐冷卻，制得Ausmelt銅熔煉爐用鋁鉻磚。

所述棕剛玉細粉的Al₂O₃含量≥98.5wt％；所述棕剛玉細粉的粒度為65～88μm。

所述鉻精礦細粉的主要化學(xué)成分是：Cr₂O₃含量為45～50wt％，Al₂O₃含量為10～15wt％，MgO含量為10～15wt％，CaO含量為2～3wt％，F(xiàn)e₂O₃含量為5～8wt％，SiO₂含量為1～2wt％；所述鉻精礦細粉的粒度為65～88μm。

所述ρ-氧化鋁細粉的Al₂O₃含量≥99wt％；所述ρ-氧化鋁細粉的粒度為65～88μm。

所述Cr₇C₃細粉的Cr₇C₃含量≥98wt％；所述Cr₇C₃細粉的粒度為65～88μm。