一种烧成镁铝铬耐火砖及其制造方法

摘要

本发明公开了一种烧成镁铝铬耐火砖及其制造方法。该砖在一般烧成镁铝砖中引进了铬的成分，其常温耐压强度为40～100MPa，气孔率为14～18％，荷重软化温度为1600～1700℃。成品中Al2O3与Cr2O3的比为2.0～4.5，MgO与Cr2O3+Al2O3之比大于8∶1，成分范围为MgO80～89％，Al2O44～8％，Cr2O31～3％。该砖具有镁铬砖和镁铝砖的共同特性，即具有良好的耐热震性，同时又具有良好的抗渣蚀性，可用于各种冶金炉内衬。

说明书

本发明涉及一种烧成镁铝铬耐火砖及其制造方法。

美国专利US4071370中公开了一种高密度镁铬砖，最佳配料为重烧镁砂约75～95%（重量），铬矿10～25%（重量），具有良好的抗渣蚀性能。但由于铬的含量较高，该砖的高温力学性能较低，且成本高。

我国由于铝资源丰富，以往的镁质碱性复合耐火砖多为镁铝砖。辽宁镁矿公司生产的镁铝砖，其成品的理化性能为：氧化镁80～89%，三氧化二铝5～10%，具有良好的抗热震性，但抗渣蚀性能较差。

本发明的目的是克服上述两种镁质烧成砖的缺点，提供一种抗热震性和高温力学性能好，同时又具有良好的抗渣蚀性能的烧成镁铝铬耐火砖及其制造方法。

为达到上述发明目的，本发明采用了如下解决方案：

在一般的烧成镁铝砖中引进铬的成份，也即用铬取代部分铝使其成为镁铝铬耐火砖，该砖的常温耐压强度为40～100MPa，气孔率为14～18%，荷重软化温度为1600～1700℃。成品中AL₂O₃与Cr₂O₃的比为2.0～4.5，MgO与Cr₂O₃+AL₂O₃之比大于8∶1，其成分范围为MgO>2O₃4～8%，Cr₂O₃1～3%，SiO₂0.5～4%，余量为CaO、Fe₂O₃等杂质。

这种烧成的镁铝铬耐火砖是用颗粒分级的制砖料制成的，其配料组成范围如下：

镁砂颗粒60～72%（重量）

镁砂细粉20～30%（重量）

铝矾土5～10%（重量）或工业氧化铝4～8%（重量）

铬矿3～7%（重量）或Cr₂O₃粉末1.2～3.5%（重量）

将上述配料中的20～30%的镁砂细粉与铝矾土或工业用氧化铝和铬矿或氧化铬粉末共磨成小于0.088mm细粉，向配料中加入2.5～3.5%（重量）的纸浆废液（比重1.20～1.25g/cm³）或卤水（比重1，20～1.27g/cm³）作为结合剂并混练成可成型泥料，将泥料压制成需要的制品;将制品在80～110℃下干燥至残余水份小于0.8%，然后在隧道窑或其它耐火窑炉中烧成，烧成温度为1600～1800℃。

经岩相分析检测表明，本发明由于在镁铝砖中引进了铬的成份，有效地改善了砖的组织结构，铬离子成为镁铝尖晶石的聚集中心，促进了尖晶石的长大和晶间尖晶石的生成，并形成了高耐火性，抗热震性及抗渣蚀性能良好的复合尖晶石，制品基质部分和骨料之间结合紧密。成品中Cr₂O₃的含量如超过3%则荷重软化温度将下降，影响成品的高温力学性能，如铬的成份低于1%就不能形成抗蚀性能好的复合尖晶石。

由于上述解决方案中引进了铬的成份，使其制成品具有镁铬砖和镁铝砖的共同特性，即具有良好的抗热震性和高温力学性能，同时又具有良好的抗渣蚀性能，其耐热震性为1100℃水冷≥3次，在500吨大型平炉上使用其蚀损率平均为1.21mm/炉钢，而普通镁铝砖为2.3mm/炉钢，该砖可用于各种冶金炉内衬。

实例1：

（1）配料组成：

骨料：粒度为0.21～4.5mm.MgO含量为95%的重烧镁砂67%（重量）;

共磨粉：与上述骨料成份相同的镁砂细粉20%（重量）、含Cr₂O₃≥43%的铬矿细粉70%（重量）和含AL₂O₃≥88%的铝矾土细粉6%（重量）;

结合剂：纸浆废液（外加）3%（重量）。

（2）工艺过程：

共磨：将上述共磨粉共磨成小于0.088mm的细粉;

混练：采用750行星式混砂机，投料顺序为骨料→结合剂→共磨粉;

成型：采用800吨磨擦压砖机;

干燥：采用隧道式干燥器在80～110℃下干燥24小时，砖坯残余水份∠0.8%;

烧成：采用隧道窑，最高烧成温度为1740℃。

采用上述方法制成的烧成镁铝铬耐火砖的理化性能见附表1。

实例2：

（1）配料组成：原料成份与实例1相同。

骨料：粒度为0.21～4.5mm的重烧镁砂66%（重量）

共磨粉：镁砂细粉22%（重量）

铬矿  4%（重量）

铝矾土  8%（重量）

结合剂：纸浆废液  3%（重量）

（2）工艺过程：最高烧成温度为1720℃，其它工艺如实例1。

其成品砖的理化性能见附表1。

实例3：

（1）配料组成：原料成份与实例1相同。

骨料：粒度为0.21～4.5mm的重烧镁砂69%（重量）;

共磨粉：镁砂细粉  23%（重量）

铬矿  3%（重量）

铝矾土  5%（重量）

结合剂：纸浆废液  3%（重量）

（2）工艺过程：与实例2相同

其成品砖的理化性能见附表1。

附表：镁铝铬砖理化性能

实例1实例2实例3MgO(%)85.5288.5888.91AL₂0₃(%)5.836.784.61Cr₂O₃(%)2.981.561.07荷重软化温度Ta℃162016501630常温耐压强度MPa92.866.645.2气孔率(%)16.21417体积密度g/cm²3.03.032.99