[发明专利]一种低气孔镁铬砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种炉外精炼领域低气孔镁铬砖及其制备方法。

背景技术

炉外精炼是生产洁净钢及高附加值钢铁产品的必要手段，是优化产品结构、减少资源能源消耗的关键环节。炉外精炼窑炉如RH炉、AOD炉、VOD炉等接触钢液易损的关键部位经受高温、温度波动、钢水及熔渣的冲刷、渗透、侵蚀，使用条件非常苛刻，通常使用熔粒再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖作内衬材料。镁铬砖荷重软化温度高、抵抗熔渣性能好，是适用于炉外精炼领域的性能优良的内衬材料。但以传统方法制备的镁铬砖致密程度不高、气孔孔径较大，在与金属或熔渣接触部位使用时，因渗透剥落而造成使用寿命降低。

为此，通常采用浸渍镁盐的方法以降低镁铬砖的显气孔率和气孔孔径，但在高温条件下使用时镁铬砖中的镁盐分解，使降低的气孔率有所增大；同时，在存放过程中，镁盐易吸收空气中的水分后镁铬砖发生水化反应使制品的性能降低，影响了浸盐镁铬砖的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：根据炉外精炼所用耐火材料现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种气孔率低、致密度高、气孔孔径小、抗渗透能力强和热震稳定性好的低气孔镁铬砖及其制备方法。利用本发明技术方案制备的低气孔镁铬砖用于炉外精炼领域，能够显著提高窑炉的使用寿命，减低使用成本，取得良好的经济效益和社会效益。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提供一种低气孔镁铬砖，以质量百分含量表示，所述低气孔镁铬砖主要由原料粒度0～5mm的电熔镁铬砂50～70%、粒度0～1mm的铬精矿10～25%，镁砂10～25%和添加剂1～5%组成；另外，加入占上述所有原料总质量3～5%的结合剂。

根据上述的低气孔镁铬砖，所述电熔镁铬砂50～70%是由粒度0～2mm的电熔镁铬砂20～30%和2～5mm的电熔镁铬砂30～40%组成。

根据上述的低气孔镁铬砖，所述镁砂10～25%是由粒度2～5mm的镁砂0～10%和粒度＜0.088mm的镁砂5～25%组成。

根据上述的低气孔镁铬砖，所述电熔镁铬砂中Cr₂O₃的质量百分含量为20～30%；所述铬精矿中Cr₂O₃的质量百分含量≥52%，SiO₂含量≤0.8%；所述镁砂为MgO质量百分含量＞97%的烧结镁砂和/或电熔镁砂。

根据上述的低气孔镁铬砖，所述添加剂为氧化锆和氧化铬中的任一种或两种；所述氧化锆和氧化铬的粒度均＜20µｍ。

根据上述的低气孔镁铬砖，所述结合剂为亚硫酸纸浆废液、氯化镁溶液和糊精溶液中的任一种或任两种；所述结合剂的比重为1.20～1.25。

另外，提供一种上述低气孔镁铬砖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、混料：首先按照上述低气孔镁铬砖的配比比例称取各种原料，将称取的电熔镁铬砂、铬精矿、镁砂和添加剂加入混练机中混合2～3分钟，接着加入结合剂再继续混炼10～20分钟，得到混合物料；

b、成型：将所得混合物料采用压力机压制成型为砖坯，压力机的压力为

1000～1600吨，所得砖坯的体积密度为3.30～3.40g/cm³；

c、烧成：将所得砖坯置于干燥器中，干燥至残余水分＜0.5%；然后将干燥后的砖坯置于高温隧道窑中进行烧成，烧成温度为1700～1850℃，在烧成温度条件下保温时间为8～12小时；

d、浸渍：将烧成后得到的镁铬砖置于压力容器中，进行抽真空至真空度为1000～1500Pa，然后加入预先制备的纳米氧化物悬浮液至完全淹没镁铬砖，接着进行加压至0.4～0.5 MPa，浸渍处理20～60分钟；

e、微波干燥：将浸渍后的镁铬砖置于微波干燥窑中进行干燥处理，干燥温度为50～150℃，干燥时间为0.5～4h，干燥后得到产品低气孔镁铬砖。

根据上述的低气孔镁铬砖的制备方法，步骤d中所述纳米氧化物悬浮液是通过以下方法制备而成：

首先将纳米氧化物加入饮用水中，然后加入分散剂；所述纳米氧化物与饮用水之间加入的质量比为1：1～5，所述分散剂的加入量占纳米氧化物质量的0.2～0.8%；然后采用氨水调节所得悬浮液的pH值为8～11，接着机械搅拌10～30min；搅拌后采用超声波继续分散40～60min，分散均匀后制成纳米氧化物悬浮液。