一种方镁石镁铝尖晶石砖及其制备方法

摘要

本发明公开了一种方镁石镁铝尖晶石砖及其制备方法，所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料的质量百分比为：电熔镁砂：45～70％，镁铝尖晶石：6～30％，轻烧氧化镁：1～3％，Al2O3微粉：2～9％，金属Al粉：1～4％，金属Mg粉：0～2％，液态酚醛树脂结合剂：3～5％。本发明解决了现有技术烧成镁尖晶石耐火材料制品，生产过程能耗大，成本高，或MgO含量较高，抗热震性能较差的技术问题，达到了提供一种方镁石镁铝尖晶石砖生产能耗低、成本低、污染小的技术效果。

权利要求

1.一种方镁石镁铝尖晶石砖，其特征在于，所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料的质量百分比为：电熔镁砂：45～70％，

镁铝尖晶石：6～30％，

轻烧氧化镁：1～3％，

Al2O3微粉：2～9％，

金属Al粉：1～4％，

金属Mg粉：0～2％，

液态酚醛树脂结合剂：3～5％；

其中，所述轻烧氧化镁的粒度≤0.044mm；在900～1100℃温度条件下，所述方镁石美铝尖晶石的基质部分中原位生成镁铝尖晶石结合相，使原位生成镁铝尖晶石有5～8％体积膨胀，增强了所述方镁石镁铝尖晶石砖的所述基质部分。

2.如权利要求1所述的方镁石镁铝尖晶石砖，其特征在于，所述电熔镁砂中MgO的质量百分数含量≥98.0％。

3.如权利要求1所述的方镁石镁铝尖晶石砖，其特征在于，所述轻烧氧化镁中MgO的质量百分数含量≥96.0％。

4.如权利要求1所述的方镁石镁铝尖晶石砖，其特征在于，所述Al2O3微粉中Al2O3的质量百分数含量≥99.0％，所述Al2O3微粉的粒度为5～1μm。

5.如权利要求1所述的方镁石镁铝尖晶石砖，其特征在于，所述电熔镁砂的粒度为5～

0mm；和/或，所述镁铝尖晶石的粒度为3～0mm。

6.一种方镁石镁铝尖晶石砖的制备方法，用于制造如权利要求1-5任一所述的方镁石镁铝尖晶石砖，其特征在于，所述方法包括：按比例称量并混合所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料，得到混合料；

机压成型所述混合料；

保温；

热处理。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述混合所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料的时间为2min。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述保温的时间为5h，所述保温的温度为不高于235℃。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热处理的时间为36h。

说明书

一种方镁石镁铝尖晶石砖及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种方镁石镁铝尖晶石砖及其制备方法。

背景技术

[0002] RH炉外精炼炉是一种钢水精炼设备，而镁铬砖广泛用于RH炉外精炼炉。镁铬砖在使用过程中会产生水溶性的、具有剧毒和致癌性的六价铬盐化合物，这些剧毒物质极易污染地下水源，造成严重的环境污染；使用后镁铬砖的残砖若被随意倾倒入自然环境中，在一定温度及酸碱度的情况下，残砖中的三价铬也有可能被氧化为六价铬，会污染环境。然而在二十世纪70年代就开发的用于替代镁铬砖的尖晶石系列耐火材料，具有良好的体积稳定性，较好的抗渣性及热震稳定性等优点，提高了耐火材料的综合性能，但是尖晶石系列耐火材料的应用寿命难以达到采用镁铬砖的效果。

[0003] 其中，现有技术中公开了一种用于RH精炼炉浸渍管和环流管的烧成镁尖晶石砖及其制备方法，该烧成镁尖晶石砖中各原料的重量份组成为：电熔镁砂颗粒50～75份；电熔镁砂细粉15～35份；电熔尖晶石颗粒1～5份；电熔尖晶石细粉3～5份；氧化铝颗粒0～2份；氧化铝微粉0～8份；结合剂2～6份。作为RH精炼炉浸渍管和环流管的内衬材料能够大幅度提高其使用寿命，但其此耐火材料制备经过烧成阶段，成本较高。申请号为201410242103.9的发明，公开了一种用于RH真空精炼炉的镁尖晶石砖及其制备方法，其各成分的重量百分数为：MgO80～90％；Al2O36～10％；C1～5％；其它0～5％。其制备方法是将镁尖晶石砖的各原料混合后，经模压干燥而成。该发明中，MgO含量高，热震稍差。现有技术中还公开了一种镁尖晶石砖，该砖的制备原料由以下重量百分比含量的原料组分组成：粒度为8-0mm的电熔镁砂71％-78％；细度≤0.088mm的电熔镁砂8％～12％；细度为D50≤5μm的镁铝尖晶石微粉7％-14％；细度≤0.088mm的金属A l粉1％-3％；细度≤0.088mm的金属Si粉0.5％-1.5％；
以及占上述各组分总量2％-5％的有机结合剂。制备本发明的镁尖晶石砖的具体步骤如下：
将电熔镁砂、镁铝尖晶石微粉、金属Al粉、金属Si粉及有机结合剂按照配比准确称量后在湿碾机中混碾均匀，机压成型，并经180℃-250℃烘烤得到镁尖晶石砖成品。现有技术中的烧成镁尖晶石耐火材料制品，生产过程能耗大，成本高；或MgO含量较高，抗热震性能较差。

发明内容

[0004] 本发明提供方镁石镁铝尖晶石砖及其制备方法，解决了现有技术烧成镁尖晶石耐火材料制品，生产过程能耗大，成本高，或MgO含量较高，抗热震性能较差的技术问题，达到了提供一种方镁石镁铝尖晶石砖生产能耗低、成本低、污染小的技术效果。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种方镁石镁铝尖晶石砖，所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料的质量百分比为：电熔镁砂：45～70％，镁铝尖晶石：6～30％，轻烧氧化镁：1～3％，Al2O3微粉：2～9％，金属Al粉：1～4％，金属Mg粉：0～2％，液态酚醛树脂结合剂：3～5％；所述轻烧氧化镁的粒度≤0.044mm。

[0006] 优选的，所述电熔镁砂中MgO的质量百分数含量≥98.0％。

[0007] 优选的，所述轻烧氧化镁中MgO的质量百分数含量≥96.0％。

[0008] 优选的，所述Al2O3微粉中Al2O3的质量百分数含量≥99.0％，所述Al2O3微粉的粒度为5～1μm。

[0009] 优选的，所述电熔镁砂的粒度为5～0mm；和/或，所述镁铝尖晶石的粒度为3～0mm。

[0010] 本发明还提高一种方镁石镁铝尖晶石砖的制备方法，用于制造上述方镁石镁铝尖晶石砖，所述方法包括：按比例称量并混合所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料，得到混合料；机压成型所述混合料；保温；热处理。

[0011] 优选的，所述混合所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料的时间为2min。

[0012] 优选的，所述保温的时间为5h，所述保温的温度为不高于235℃。

[0013] 优选的，所述热处理的时间为36h。

[0014] 本申请有益效果如下：

[0015] 本发明提供的方镁石镁铝尖晶石砖通过加入轻烧氧化镁细粉和氧化铝微粉，在大约900～1100℃温度条件下，就可在基质部分中原位生成镁铝尖晶石结合相，提高了砖耐高温强度和抗钢水的冲刷能力；制备的方镁石镁铝尖晶石砖原料经混合、机压成型所述混合料、保温、热处理，采用不烧的制备工艺，制备得到的成品中不含铬成分，减小了对环境的污染，并可用于RH炉外精炼炉。

附图说明

[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

[0017] 图1为本申请一较佳实施方式一种方镁石镁铝尖晶石砖的制备方法的流程图。

具体实施方式

[0018] 本申请实施例通过提供一种方镁石镁铝尖晶石砖及其制备方法，解决了现有技术烧成镁尖晶石耐火材料制品，生产过程能耗大，成本高，或MgO含量较高，抗热震性能较差的技术问题，达到了提供一种方镁石镁铝尖晶石砖生产能耗低、成本低、污染小的技术效果。

[0019] 本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

[0020] 所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料的质量百分比为：电熔镁砂：45～70％，镁铝尖晶石：6～30％，轻烧氧化镁：1～3％，Al2O3微粉：2～9％，金属Al粉：1～4％，金属Mg粉：0～2％，液态酚醛树脂结合剂：3～5％；所述轻烧氧化镁的粒度≤0.044mm。

[0021] 其中，优选的，所述电熔镁砂中MgO的质量百分数含量≥98.0％，所述轻烧氧化镁中MgO的质量百分数含量≥96.0％，所述Al2O3微粉中Al2O3的质量百分数含量≥99.0％，所述Al2O3微粉的粒度为5～1μm，所述电熔镁砂的粒度为5～0mm；所述镁铝尖晶石的粒度为3～0mm。

[0022] 另外，轻烧氧化镁是由菱镁矿或水镁石和由海水或卤水中提取的氢氧化镁，在700～1100℃煅烧得到的。所述轻烧氧化镁质地疏松，化学活性很大，具有很高的比表面积。

[0023] 上述方镁石镁铝尖晶石砖通过加入轻烧氧化镁细粉和氧化铝微粉，在预热烘烤和使用过程中，在900～1100℃温度条件下，在基质部分中原位生成镁铝尖晶石结合相，原位生成镁铝尖晶石有5～8％体积膨胀，可以充填方镁石镁铝尖晶石的空隙，适当的比例的此种反应结果，不仅能起到降低气孔率致密化的作用，还提高了所述方镁石镁铝尖晶石砖的高温强度；而镁铝尖晶石线膨胀系数为7.6×10-6℃-1，与刚玉相近，比方镁石的小的多，镁铝尖晶石具有较好的抗热震性能，镁铝尖晶石具有极好的抗钢水冲刷和熔渣的渗透的性能，原位反应生成镁铝尖晶石，增强了所述增强了方镁石镁铝尖晶石砖的基质部分，进而提高了方镁石镁铝尖晶石砖的抗钢水冲刷能力和抗熔渣渗透能力。

[0024] 基于同样的发明构思，本申请还提供一种方镁石镁铝尖晶石砖的制备方法，所述方法包括以下步骤：

[0025] 步骤S100：按比例称量并混合所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料，得到混合料；

[0026] 其中，所述步骤S100中混合所述方镁石镁铝尖晶石砖的制备原料的时间为2min；

[0027] 步骤S200：机压成型所述混合料；

[0028] 步骤S300：保温；

[0029] 其中，所述步骤300中所述保温的时间为5h，所述保温的温度为不高于235℃；

[0030] 步骤S400：热处理；

[0031] 其中，所述热处理的时间为36h。

[0032] 通过以上技术方案制备的方镁石镁铝尖晶石砖，原料经混合、机压成型所述混合料、保温、热处理，采用不烧的制备工艺，制备得到的成品中不含铬成分，减小了对环境的污染，并可用于RH炉外精炼炉。

[0033] 以下就具体实验比较进行说明。

[0034] 表1为本发明各实施例、对比例质量的取值及原料规格列表；

[0035] 表2为表1中实施例制备的方镁石镁铝尖晶石砖理化指标的测试值。

[0036] 表1本发明各实施例、对比例质量的取值及原料规格列表

[0037]

[0038]

[0039] 表2为表1中实施例制备的方镁石镁铝尖晶石砖理化指标的测试值

[0040]

[0041] 本申请的有益效果如下：

[0042] 本发明提供的方镁石镁铝尖晶石砖通过加入轻烧氧化镁细粉和氧化铝微粉，在大约900～1100℃温度条件下，就可在基质部分中原位生成镁铝尖晶石结合相，提高了砖耐高温强度和抗钢水的冲刷能力；制备的方镁石镁铝尖晶石砖原料经混合、机压成型所述混合料、保温、热处理，采用不烧的制备工艺，制备得到的成品中不含铬成分，减小了对环境的污染，并可用于RH炉外精炼炉。

[0043] 最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。