[发明专利]一种镁锆砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体而言涉及一种镁锆砖及其制备方法。

背景技术

在多种炉外精炼方法中，RH真空循环脱气法以脱气效果好、钢液温降小、适用范围较大、设备操作灵活、运转稳定可靠等优点而倍受钢厂青睐。然而，RH精炼条件十分苛刻，迫使其内衬不得不采用直接结合或再结合镁铬砖，但镁铬质耐火材料在生成和使用的过程中由于其中三氧化二铬在氧分量较大时会产生有剧毒的六价铬，六价铬有毒且溶于水，且铬处理水存在混入自来水的危险性，是一种对环境有害的耐火材料。

因此目前为了消除含铬耐火材料在生产和使用过程中对环境造成的污染，人们迫切需要寻求一种无铬、环保的材料来逐步替代镁铬砖在高温窑上的使用但是，RH精炼炉冶炼钢的内部环境十分复杂，精炼条件十分苛刻，经大热应力急变及高碱度熔渣的侵蚀后，大多的材料因为侵蚀和损坏无法继续使用，此时就需要来进行维修和更换，这样会降低生产效率，增加成本。

因此需要一种适用于RH精炼炉的一种无污染、耐高温、抗侵蚀性能及抗热震性能均优良的耐火材料。

发明内容

为解决上述问题，提供一种无污染、耐高温、抗侵蚀性能及抗热震性能均优良的耐火材料。本发明提供了一种镁锆砖，本发明的技术方案如下所述：

一种镁锆砖，包括以下重量份的组分：

刚玉颗粒40~50份、电熔镁砂颗粒35~40份、ａ-氧化铝微粉2~10份、二氧化锆5~8份、二氧化硅微粉1~2份、Fe₂O₃粉末15~25份、结合剂2~5份、减水剂0~1份、氧化钇0.5~1份、木质素磺酸钙3~4份。

首先本发明在材料中不加入含铬的材料，避免了六价铬的产生对环境产生危害。另外本发明采用了添加氧化锆作为原料，氧化锆属于多晶转化氧化物，在1100℃以下为单斜相，1100℃以上为四方相，其中发生了马氏相变，在这个过程中体积增大，在热处理冷却后氧化锆仍旧为四方相存在，可以产生微小的裂纹可以分散主裂纹的所受到能量，起到提高韧性和热震稳定性的作用，而且本发明所用的氧化锆用量适宜，如果氧化锆含量过高，对材料强度无影响的微小裂纹会因为体积膨胀而产生大的裂纹，从而降低材料的抗渣侵蚀能力。

另外本发明还使用了氧化钇，首先氧化钇可以提高氧化锆的稳定性，减小氧化锆体积增大造成大裂纹的情况发生，保证氧化锆可以起到有益的效果，同时加入氧化钇可以增加材料的抗热震性和耐高温能力。

作为优选，所述的减水剂采用三聚磷酸铝。

本发明采用了稀土氧化物和三聚磷酸铝，氧化钇可以具有提高耐火能力的作用，而三聚磷酸铝也具有防火、耐热的特点，而且有助于提高涂料的材料的韧性和抗热震能力，而且在本发明中三聚磷酸铝也三氧化二铁起到配合作用，可以提高本发明的抗渣侵蚀能力。

作为优选，所述的二氧化硅粉经过改性处理，所述的改性处理包括以下步骤：将四聚丙烯苯磺酸钠与水混合，配置浓度为0.1~0.15mol/L的改性剂，然后将改性剂与二氧化硅粉以1∶1~1∶1.5质量比进行混合，然后在75~90℃条件下进行搅拌，搅拌转速为400~450r/min，搅拌时间为1~2h。

作为优选，所述的结合剂采用羧甲基淀粉钠。

作为优选，所述的羧甲基淀粉钠采用以下方法制备：

a.将20~30重量份的一氯乙酸与70~80重量份的乙醇溶液混合制备成一氯乙酸-乙醇溶液，将9~10重量份的氢氧化钠溶解在90~91份水中，得到氢氧化钠溶液；

b.将5~6重量份的玉米淀粉渣放入容器中然后加入7~8重量份的95%的乙醇，对混合物进行搅拌，搅拌时间为5~10min；

c.将上述的搅拌后的混合物中加入1~2重量份的一氯乙酸-乙醇溶液，在30~40℃条件下反应12~15分钟；

d.向步骤c中的溶液加入3~4重量份的氢氧化钠溶液，加热至60~63℃，反应12~18min；

e.向步骤d得到的溶液中加入2~3重量份的步骤a制备的一氯乙酸-乙醇溶液，保持温度，反应18~23min；

f.向步骤e得到的混合物中加入1~2重量份的氢氧化钠溶液，保持温度，反应30~34min；

g.将步骤f得到的混合物降温至35℃以下，调节pH为7~8之间，过滤，以乙醇洗涤，干燥，得到羧甲基淀粉钠。