[發明專利]一種以鋁鉻渣為主要原料的無水泥鋁鎂鉻澆注料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011545166.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112679201B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 陳建軍;章榮會;趙勇;盧永剛;劉貫重
• 申請（專利權）人: 南京聯合榮大工程材料有限責任公司
• 主分類號: C04B35/105
• 分類號: C04B35/105;C04B35/622;F27B7/00;F27B7/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 商秀玲

本發明屬于耐火材料澆注料技術領域，具體涉及一種以鋁鉻渣為主要原料的無水泥鋁鎂鉻澆注料及其制備方法與應用。所述無水泥鋁鎂鉻澆注料包括骨料、基質料及結合劑；骨料包括氧化鋁含量大于80％、氧化鉻含量大于5％的鋁鉻渣顆粒，氧化鋁含量大于85％的高鋁礬土顆粒和氧化鎂含量大于90％的回收鎂砂顆粒；基質料包括320目以下的氧化鋁含量大于98％的白剛玉料；結合劑包括200目以下的氧化鎂含量大于95％的燒結鎂砂粉、二氧化硅含量大于92％的二氧化硅微粉、氧化鋁含量大于98％的α氧化鋁微粉和氧化鉻微粉。所述澆注料具有優異的高溫強度、抗渣滲透力及熱震穩定性，可用于冶金行業產生的固體廢料的金屬回收回轉窯、轉底爐中高溫還原帶，顯著提高窯爐使用壽命。

技術領域

本發明屬于耐火材料澆注料技術領域，具體涉及一種以鋁鉻渣為主要原料的無水泥鋁鎂鉻澆注料及其制備方法與應用。

背景技術

鋁鉻渣是是鋁熱還原法冶鉻過程中產生的固體廢棄物，大量堆積會給企業和社會帶來了巨大的經濟和環境壓力。現在技術利用鋁鉻渣生產鋁鉻磚，并應用于煉鋅爐，取得了良好的效果；但由于鋁鉻磚高溫燒成能耗高、不環保，同時現在高溫行業對耐火磚的使用量不斷下降，導致鋁鉻渣的固廢消耗量小。為此，現有技術又提出使用鋁鉻渣制成澆注料，提高鋁鉻渣的使用范圍和使用量。

CN111004041A公開一種以鋁鉻渣為主料的鋼包包底澆注料，其采用包括以下質量分數的原料制成：鋁鉻渣：50％～60％，白剛玉：30％～40％，電熔鎂砂：2％～8％，純鋁酸鈣水泥(結合劑)：4％～10％，α-氧化鋁微粉：2％～ 11％，三聚磷酸鈉(減水劑)：0.06％～0.1％，金屬鋁粉：0.03％～0.1％，有機纖維(防爆劑)：0.06％～0.3％。該澆注料具有較好的熱震穩定性和抗侵蝕性能。

然而，現有研究表明，水泥結合劑中的氧化鈣會導致耐火材料在高溫生成鈣長石，鈣鋁黃長石和鋁酸三鈣等低熔點相，降低了材料的高溫強度，影響窯爐的使用壽命。而且還需要格外注意養護和脫水過程，避免在初次加熱過程中出現剝落甚至爆裂現象。

為此，現有研究開發了無水泥結合劑，包括水合氧化鋁、磷酸鹽和硅溶膠等。如CN108358619A公開了一種以鋁鉻渣為主料的無水泥的澆注料及其制備方法，其以58～63wt％的鋁鉻渣顆粒為骨料，以12～17wt％的鋁鉻渣細粉、 12～17wt％的γ-氧化鋁微粉、5～10wt％的電熔鎂砂細粉、1～2wt％的碳化鈦微粉和1～2wt％硅粉為基質料；先將所述基質料混勻，再將混勻后的基質料加入所述骨料中，混合均勻，得到混合料；然后向所述混合料中依次加入占所述混合料4～7wt％的硅溶膠(結合劑)和0.01～0.02wt％羧甲基纖維素(結合劑)，攪拌均勻，振動成型，于室溫條件下養護12～24小時，在90～110℃條件下保溫12～24h，制得循環流化床鍋爐煙道澆注料。所得澆注料強度大、導熱系數小和抗渣侵蝕性強。

然而，上述材料中的氧化硅含量大，在大于1350℃的情況下生產低熔點的鎂橄欖石，只能使用在溫度較低(1300℃以下)的循環流化床鍋爐煙道中，不能用于高溫的環境下。而且硅溶膠結合的澆注料的施工性能不如水方便，氣溫較低的情況下還須給硅溶膠加熱才能使用。

現有技術還開發了復合微粉結合劑，如CN101555154A公開了一種澆注料，其結合劑為鎂砂粉和二氧化硅微粉。但該澆注料存在抗渣滲透性和抗剝落性較差。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種以鋁鉻渣為主要原料的無水泥鋁鎂鉻澆注料，其具有優異的高溫強度、抗渣滲透性及熱震穩定性，適用于金屬冶煉產生的固體廢料的金屬回收回轉窯、轉底爐中的高溫還原帶，可大幅提高窯爐的使用壽命。

本發明所述的無水泥鋁鎂鉻澆注料，包括骨料、基質料及結合劑；其中：

骨料包括：氧化鋁含量大于80％、氧化鉻含量大于5％的鋁鉻渣顆粒；氧化鋁含量大于85％的高鋁礬土顆粒；氧化鎂含量大于90％的回收鎂砂顆粒；

基質料包括：320目以下的氧化鋁含量大于98％的白剛玉料；