[发明专利]一种含铝铬渣的铝尖晶石碳砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，特别涉及一种含铝铬渣的铝尖晶石碳砖及其制备方法。

背景技术

镁铝尖晶石、镁铬尖晶石熔点高，化学及热稳定性能优异，抗碱性渣能力强，是制作高级耐火材料的优质材料。但是天然镁铝尖晶石数量少，市场上大部分镁铝尖晶石、镁铬尖晶石目前只能人工合成，其制备需要以高纯工业氧化铝、高品位活性氧化镁及铬铁矿为原料，在很高温度下采用固相烧成，工艺条件十分苛刻。

铝铬渣是铝热法冶炼金属铬产生的工业副产品，其主要成分为氧化铝和氧化铬，杂质成分中含有少量的氧化铁及碱金属氧化物，铝铬渣如果长期堆积不处理，势必会造成Cr⁶⁺污染周围环境，而单一的铝铬渣制备的产品膨胀较大，且抗热震性能较差。目前有关铝铬渣在耐火材料中的文献资料较少，新乡伯马股份有限公司陈花朵研究了铝铬渣在水口座砖中的应用，开发了一种低成本、高寿命的水口座砖，但铝铬渣的加入量较少。辽宁科技大学郑丽君研究了镁铝尖晶石对镁铝铬质耐火材料的影响，结果表明粒度3mm～2mm的镁铝尖晶石能提高镁铝铬材料的热震性能，但目前未见有相关的产品。

关于铝铬渣在钢包砖中的应用极少，本发明将铝铬渣引入至钢包铝镁碳砖中，利用石墨优良的抗热震能力，解决了铝镁铬质产品热震性能差的问题，同时利用铝铬渣与棕刚玉在高温下化合反应，生成无污染的化合产物，减少了铝铬渣对环境的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种含铝铬渣的铝尖晶石碳砖及其制备方法。

为达到上述目的，具体采用如下的技术方案：

一种含铝铬渣的铝尖晶石碳砖，按重量份计，包括50～65份粒径≤5mm的棕刚玉颗粒，5～20份粒径≤3mm的铝铬渣颗粒，5～15份180～220目的棕刚玉细粉，5～10份180～220目的铝铬渣细粉，6～15份180～220目的电熔镁砂细粉，0.3～1.0份300～340目的金属铝粉，6～12份石墨，2～4份结合剂。

其中，棕刚玉颗粒和铝铬渣颗粒组成骨料，刚玉细粉、铝铬渣细粉、电熔镁砂细粉和金属铝粉共磨，混合均匀，组成共磨粉。

为了使铝尖晶石碳砖具有更优良的性能，按粒径大小，所述棕刚玉颗粒分为3mm≤粒径≤5mm、1mm≤粒径＜3mm，粒径＜1mm三种，按重量比其比例为(10～20)：(20～30)：(10～20)。

优选地，所述棕刚玉颗粒由15份3mm≤粒径≤5mm、25份1mm≤粒径＜3mm、15-18份粒径＜1mm的棕刚玉颗粒组成。

本发明所述的棕刚玉颗粒和棕刚玉细粉化学组分的质量百分含量均为：Al₂O₃≥95.0％，CaO≤0.8％，SiO₂≤0.8％，Fe₂O₃≤0.6％，密度均≥3.80g/㎝³。

为了使铝尖晶石碳砖具有更优良的性能，按粒径大小，所述铝铬渣颗粒分为1mm＜粒径≤3mm、粒径≤1mm两种，按重量比其比例为(5～10)：(7～15)。

优选地，所述铝铬渣颗粒由5份1mm＜粒径≤3mm、7-10份粒径≤1mm的电熔镁砂颗粒组成。

本发明所述的铝铬渣颗粒和铝铬渣细粉化学组分的质量百分含量均为：Al₂O₃≥80.0％，Cr₂O₃≥11.0％。

本发明所述的电熔镁砂化学组分的质量百分含量为：MgO≥97％，CaO≤1.0％，SiO₂≤1.2％。

本发明所述的金属铝粉化学组分的质量百分含量为：Al≥98.5％。

为了使铝尖晶石碳砖具有更优良的性能，本发明所述石墨为石墨-194，固含量≥93.35％，挥发分≤1.5％。

本发明所述结合剂为酚醛树脂，酚醛树脂的化学组分的质量百分含量为固含量≥80％，残碳≥46％，游离酚≤10％，水分≤3.0％，PH值为6.8～7.5。