專利名稱：一種鎂尖晶石鋯磚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泥回轉(zhuǎn)窯、RH (真空循環(huán)脫氣精煉)爐下部槽、浸潰管用耐材，具體是一種鎂尖晶石鋯磚材料。
背景技術(shù)：
六價鉻污染，作為一個國際公認(rèn)的環(huán)境問題，越來越受到各國的重視。我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002規(guī)定，城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放基本控制標(biāo)準(zhǔn):一類污染物最高排放濃度(日均值)總鉻小于0.lmg/L，六價鉻小于0.05mg/L。電熔鎂鉻磚(MgO-Cr2O3磚)由于其優(yōu)越的性能而廣泛地用于水泥回轉(zhuǎn)窯、RH爐等。但是，用后電熔鎂鉻磚會產(chǎn)生致癌物質(zhì)六價鉻，嚴(yán)重地污染了環(huán)境和危及人類的健康。隨著社會的發(fā)展，人們的環(huán)保意識觀念逐漸增強(qiáng)，開發(fā)取代電熔鎂鉻磚的無鉻化材質(zhì)意義重大。RH爐下部槽、浸潰管用耐材一直采用再結(jié)合鎂鉻磚，由于它使用條件的殘酷性、一直以來，很少有成功的無鉻磚，現(xiàn)在國內(nèi)大型鋼廠的無鉻化已經(jīng)大勢所趨，寶鋼已經(jīng)明文規(guī)定:未來兩年以后將全部使用無鉻磚，不再使用鎂鉻磚。因此，解決RH爐苛刻部位的無鉻化工作刻不容緩，無鉻化不僅要有與再結(jié)合鎂鉻磚相同的使用效果，而且，要求性價比高，這樣才具備推廣應(yīng)用的價值。所以說，如果研制出性價比高于再結(jié)合鎂鉻磚的無鉻磚對整個爐外精煉的無鉻化來說確實是一個巨大的推動，會帶來很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。從性價比的因素來看，鎂尖晶石磚、鎂鋯磚或鎂尖晶石鋯磚是最有可能取代再結(jié)合鎂鉻磚的，但實際情況是，鎂尖晶石磚的抗沖刷及抗渣侵蝕性能很糟糕；鎂鋯磚抗熱剝落性及抗酸性渣的性能也不理想。單純的將尖晶石和ZrO2組合在一起的鎂尖晶石鋯磚也存在抗渣侵蝕性能差的缺陷。能否將鎂尖晶石磚及鎂鋯磚的優(yōu)勢充分地結(jié)合起來，同時克服各自的缺陷呢？那就是制備具有 尖晶石-ZrO2*晶結(jié)構(gòu)的鎂尖晶石磚。共晶結(jié)構(gòu)抗沖刷、抗剝落性能絕對一流，其抗渣性能也會有很廣泛的適應(yīng)性，對于高堿度渣(Ca0/Si02>2)，ZrO2對尖晶石有保護(hù)的作用，同時，對于低堿度渣(Ca0/Si02〈l)，尖晶石有著很好的適應(yīng)性。因此研制具有尖晶石-ZrO2共晶結(jié)構(gòu)的新型鎂尖晶石鋯磚將綜合鎂尖晶石磚和鎂鋯磚的優(yōu)勢，同時又克服各自的缺陷，另外，關(guān)鍵是其價格較電熔鎂鉻磚便宜，因此，新型鎂尖晶石鋯磚是能取代電熔鎂鉻磚的一種很有潛力的無鉻化材料，將會帶來顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有尖晶石-ZrO2共晶結(jié)構(gòu)的新型鎂尖晶石鋯磚，其性能及價格均優(yōu)于現(xiàn)有的鎂鉻磚且環(huán)保安全，徹底杜絕了六價鉻的污染。本發(fā)明主要內(nèi)容為一種鎂尖晶石鋯磚的制備方法，包括以下步驟:將30%的電熔鎂砂，30%的a -Al2O3微粉和40%的電熔單斜鋯充分混合后，加入結(jié)合劑，在200MPa下壓成塊，于1720°C -1815°C保溫12_14h燒成共晶砂，然后將共晶砂磨成彡0.0425mm的細(xì)粉，再以電熔鎂砂為骨料，加入2.8-3.5%的共晶細(xì)粉和1-3%單斜鋯粉，在超高溫隧道窯于1720°C的溫度下保溫6h燒成制備出新型鎂尖晶石鋯磚，上述比例皆為質(zhì)量比。作為優(yōu)選方案，所述的電熔鎂砂粒度彡0.074mm,所含MgO彡97% ;所述的a -Al2O3微粉粒度彡5um,所含Al2O3彡99.50% ;所述的電熔單斜鋯的粒度彡0.0425mm,所含ZrO2 彡 98%ο作為優(yōu)選方案，所述的結(jié)合劑為3%的紙漿。本發(fā)明的有益效果在于:I環(huán)保安全，徹底杜絕了六價鉻的污染。2具備優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗結(jié)構(gòu)剝落性和抗熱震穩(wěn)定性能、抗渣侵蝕性能，是一種能完全取代再結(jié)合鎂鉻磚而用于RH爐下部槽的很有潛力的無鉻化材料。


圖1 是 MgO-Al2O3 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%) -Al2O3 (5wt%)、MgO-ZrO2 (6wt%) -Al2O3 (5wt%)抗剝落性對比；圖 2 是 M gO-Al2O3 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%) -Al2O3 (5wt%)、MgO-ZrO2 (6wt%) -Al2O3 (5wt%)透氣度對比；圖 3 是 MgO-Al2O3 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%)、MgO-ZrO2 (I lwt%) -Al2O3 (5wt%)、MgO-ZrO2 (6wt%) -Al2O3 (5wt%)高溫抗折強(qiáng)度對比；圖4是新型MAZ磚的基質(zhì)部分的SEM圖；圖5是新型MAZ磚中方鎂石與基質(zhì)結(jié)合的SEM圖。
具體實施例方式實施例1將30%的98大結(jié)晶電熔鎂砂，30%的a -Al2O3微粉和40%的電熔單斜鋯充分混合后，加入1%的紙漿作為結(jié)合劑，在200MPa下壓成塊，于1720°C保溫12h燒成共晶砂，然后將共晶砂磨成≤0.0425mm的細(xì)粉，再以電熔鎂砂為骨料，加入2.8%的共晶細(xì)粉和1%單斜鋯粉，在超高溫隧道窯于1720°C的溫度下保溫6h燒成制備出新型鎂尖晶石鋯磚，上述比例皆為質(zhì)量比。其中試驗用原料的化學(xué)組成見表1，試樣的配料組成見表2。表I試驗用原料的化學(xué)組成(W)
權(quán)利要求
1.一種鎂尖晶石鋯磚的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將30%的電熔鎂砂，30%的a-Al2O3微粉和40%的電熔單斜鋯充分混合后形成混合料，加入結(jié)合劑，在200MPa下壓成塊，于1720°C _1815°C保溫12_14h燒成共晶砂，然后將共晶砂磨成≤0.0425mm的共晶細(xì)粉； 2)再以94-96%電熔鎂砂為骨料，加入2.8-3.5%的共晶細(xì)粉和1_3%的單斜鋯粉，在超高溫隧道窯于1720°C的溫度下保溫6h燒成制備出新型鎂尖晶石鋯磚； 上述比例皆為質(zhì)量比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂尖晶石鋯磚的制備方法，其特征在于所述的電熔鎂砂粒度(0.074mm,所含MgO≥97% ;所述的a -Al2O3微粉粒度≤5um,所含Al2O3≤99.50% ;所述的電熔單斜鋯的粒度< 0.0425mm，所含ZrO2≥98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂尖晶石鋯磚的制備方法，其特征在于所述的結(jié)合劑為1-3%混合料重量的 紙漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂尖晶石鋯磚的制備方法，其包括以下步驟將30%的電熔鎂砂，30%的α-Al2O3微粉和40%的電熔單斜鋯充分混合后，加入結(jié)合劑，在200MPa下壓成塊，于1720℃-1815℃保溫12-14h燒成共晶砂，然后將共晶砂磨成≤0.0425mm的細(xì)粉，再以電熔鎂砂為骨料，加入2.8-3.5%的共晶細(xì)粉和1-3%單斜鋯粉，在超高溫隧道窯于1720℃的溫度下保溫6h燒成制備出新型鎂尖晶石鋯磚。該新型鎂尖晶石鋯磚具備優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗結(jié)構(gòu)剝落性和抗熱震穩(wěn)定性能、抗渣侵蝕性能，環(huán)保安全，徹底杜絕了六價鉻的污染。
文檔編號C04B35/622GK103102166SQ20131006936
公開日2013年5月15日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者尹國祥, 蔣菊芳 申請人:江蘇諾明高溫材料股份有限公司