[發明專利]一種硼化鋯摻雜制備高耐鉵性鋁鉻磚的方法

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• 申請號: 202110353976.7
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113185306A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張福生
• 申請（專利權）人: 張福生
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 劉爽

一種硼化鋯摻雜制備高耐鉵性鋁鉻磚的方法，包括以下步驟：步驟一：準備以下原料，配比按質量百分含量表示：81％的Al2O3，15％的Cr2O3，0.75％的Fe2O3，0.12％的SiO2，0.32％的CaO，0.4％的MgO，1.25％的Na2O，0.02％的K2O，0.02％的Ti2，8％的Al(H2PO4)3，并將上述原料按比例配合，然后加入5％的ZrB2；步驟二：將配合好的原料在混料機中混合1h，以達到均勻分布；步驟三：將混合均勻的原料裝入模具中，在150Mpa的液壓機下壓制成型；步驟四：將成型的坯體在干燥器中干燥24h，以達到排除水分的目的；步驟五：將干燥好的坯體，放在燒結爐中，在氧化氣氛下，進行燒結，燒結溫度為1500℃，保溫時間為1h。

技術領域

本發明涉及鋁鉻磚領域，尤其涉及一種硼化鋯摻雜制備高耐鉵性鋁鉻磚的方法。

背景技術

鋁鉻磚是以高鋁礬土為原料，加入鉻鐵礦或鐵合金廠的副產品--鋁鉻渣，經過合理的粒度級配，在濕碾機中加水和紙漿廢液進行混練，在壓磚機上成型干燥后高溫燒結而成的耐火材料制品，因其較低的制造成本及優異的抗侵蝕性和抗熱震性而被廣泛應用于有色金屬熔煉爐及玻璃窯爐等領域。

制備鋁鉻磚所采用的原料主要為鋁鉻渣，來自于鋁熱法冶煉金屬鉻所得的廢渣，鋁熱法是利用鋁單質與其他某些金屬氧化物可以發生氧化還原反應生成金屬單質與鋁的氧化物的原理，來制備某些金屬單質或合金的方法。工業上常用鋁熱法生產鈦鐵、鉬鐵、鈮鐵、硼鐵、釩鐵、鎢鐵、金屬鉻、金屬錳以及鎳基、鈦基、鋁基等中間合金。

鋁熱法是制備金屬鉻的主要方法之一。自然界的鉻資源主要是鉻鐵礦。而生產金屬鉻是用氧化鉻作鉻原料，故整個工藝分為兩步。首先用鉻鐵礦作原料生產氧化鉻。然后用鋁還原氧化鉻(即鋁熱法)冶煉金屬鉻。

鋁鉻渣是冶煉金屬鉻和鉻鐵合金的固體廢棄物，其產量非常大。將鋁鉻渣經高溫熔融、均化、除雜、成分調配后即可制得鉻剛玉(Al2O3-Cr2O3固溶體)。鉻剛玉質耐火材料具有良好的力學性能、高溫和抗渣性能。此外，Cr2O3與Al2O3形成鋁鉻固溶體后，固溶體中的Cr3+即使在高溫、氧化及堿性環境下也難于轉變為Cr6+。鉻剛玉質耐火材料替代鎂鉻質耐火材料在有色金屬熔煉爐內襯使用已成為近年有色耐火材料研究的熱點。

但是，由于鋁鉻渣其成分波動較大，雜質含量較高，所以導致成型后的鋁鉻磚荷重軟化溫度較低，嚴重影響了鋁鉻磚的耐高溫性能并制約了該材料的應用范圍。因此，通過在鋁鉻質材料中加入添加劑以改善鋁鉻磚的耐高溫性能已成為當前的研究熱點。

硼化鋯分子式為ZrB2，具有高熔點、高強度、高硬度的特點，特別是高溫下具有很高的強度和耐熱震性、抗氧化性，所以被廣泛用于耐高溫材料的添加劑。

以鋁鉻渣為主要原料制備的鋁鉻磚，在使用過程中，磚存在的氧化鉻或氧化鋁容易與熔渣中氧化鐵、氧化鈣、氧化硅等發生反應，生成低熔點共熔物或化合物，極易造成磚的表層脫落，在液態金屬的沖刷下產生嚴重的熱侵蝕現象。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種硼化鋯摻雜制備高耐鉵性鋁鉻磚的方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用的具體方案為：

一種硼化鋯摻雜制備高耐鉵性鋁鉻磚的方法，包括以下步驟：

步驟一：準備以下原料，配比按質量百分含量表示：81％的Al₂O₃，15％的Cr₂O₃，0.75％的Fe₂O₃，0.12％的SiO₂，0.32％的CaO，0.4％的MgO，1.25％的Na2O，0.02％的K₂O，0.02％的Ti₂，8％的Al(H₂PO₄)₃，并將上述原料按比例配合，然后加入5％的ZrB₂；