[发明专利]一种高性能铝铬质耐火材料及其制作方法与应用

权利要求书

1.一种铝铬质耐火材料，其特征在于，该材料是由骨料、基质、结合剂和添加剂组成：

其中，骨料由以下质量份材料组成：白刚玉或板状刚玉颗粒1-8mm的40-50份、0.01-1mm的1-20份、电熔氧化铬颗粒0.01-2mm的0.5-20份；

其中，基质由以下质量份材料组成：铝铬渣粉200目15-30份、白刚玉或板状刚玉细粉240目的2-15份、α-氧化铝微粉500目的1-3份、电熔氧化铬细粉240目的0.5-10份、氧化铬绿2～8μm的0.5-5份；

其中，结合剂由以下质量份材料组成：自制磷酸-氯酸铝锆3-5份、羧甲基纤维素0.5-1.5份；

其中，添加剂由以下质量份材料组成：氧化铝短纤维0.1-0.5份；电熔锆刚玉0.088-0.2mm的1-5份，电熔锆刚玉325目的0.5-5份；

其中，白刚玉颗粒与细粉、板状刚玉颗粒与细粉、α-氧化铝微粉中的Al₂O₃的质量分数≥99.0%；

电熔氧化铬颗粒和细粉，其Cr₂O₃质量分数≥99.0%；

所述氧化铝短纤维，Al₂O₃的质量分数≥99%，长度0.5-2mm，直径10-12μm；

电熔锆刚玉为Zr-40，ZrO₂≥40%；

铝铬渣粉为经浮选的铝铬渣粉，是通过将铝热法冶炼金属铬所产生的副产品铝铬渣处理后得到的，浮选后的铝铬渣粉，其中的Al₂O₃在80-85%之间，Cr₂O₃在11-15%之间；

铝铬渣的具体浮选工艺为：先把铝铬渣磨成200目细粉，装入浮选机中，加水，充分搅拌，加入浮选剂油酸、六偏磷酸钠，其中加入油酸量为铝铬渣的0.05-1.5%，加入六偏磷酸钠量为铝铬渣的0.5-1.5%，然后再脱水洗涤，降低原渣中的金属Al、金属Cr、Fe₂O₃、MgO、CaO、SiO₂杂质含量；

所述自制磷酸-氯酸铝锆，其制备方法为：

（1）按腐殖酸:草酸溶液=25:75的比例，将腐殖酸加入到浓度为40%草酸溶液中充分混合，形成乳浊液，制成复合酸溶液；

（2）将上述复合酸溶液加入到比重为1.5kg/cm³的磷酸二氢铝溶液中，按磷酸二氢铝溶液：复合酸溶液=8:2搅拌均匀，成磷酸二氢铝复合酸溶液，备用；

（3）将氧氯化锆慢慢加在35-45℃的水中，边搅拌边加入，浓度达33-37%为止，即成氧氯化锆溶液；

（4）将上述氧氯化锆溶液及铝锆偶联剂加入（2）中配好的磷酸二氢铝复合酸溶液中，按磷酸二氢铝复合酸溶液：氧氯化锆溶液：铝锆偶联剂=6:3:1配置，即成结合剂自制磷酸-氯酸铝锆；其中，所述铝锆偶联剂为LD-139或TL-6中的一种或两种；

所述的一种铝铬质耐火材料，具体制备方法如下：

（1）预混合粉的制备

称取5份铝铬渣粉，添加240目白刚玉或板状刚玉2-15份、a氧化铝微粉1-3份、电熔氧化铬细粉240目0.5-10份、氧化铬绿2～8μm的0.5-5份，再加入电熔锆刚玉0.088-0.2mm的1-5份，电熔锆刚玉325目的0.5-5份，然后预混0.5-1h，充分混匀得预混合粉，备用；

（2）铝铬质耐火材料成型泥料的制备

取白刚玉或板状刚玉颗粒1-8mm的40-50份、0.01-1mm的1-20份、电熔氧化铬颗粒0.01-2mm的0.5-20份和0.1-0.5份氧化铝短纤维放入混练机中进行混合，时长2-3min；然后加入结合剂磷酸-氯酸铝锆3-5份、羧甲基纤维素0.5-1.5份，混合5-8min，使其充分附着于骨料中；再将剩余的10-25份铝铬渣粉及（1）中的预混合粉加入混练机中，与骨料和结合剂进行充分搅拌，时长15-18min，即得铝铬质耐火材料成型用泥料；

（3）成型干燥

将铝铬质耐火材料成型用泥料通过液压机或压砖机压制成型，然后成型砖体于180-210℃干燥10-12h；将干燥后的砖坯拣选，备用；

（4）烧成

将拣选后的砖坯在窑中烧成，烧成温度为1550-1750℃，保温2-3h后出窑，制得一种高性能铝铬质耐火材料。