[发明专利]一种铝锆耐火材料砖及其制备方法

说明书

一种铝锆尖晶石耐火材料砖及其制备方法，以100份计其重量组成为:铝矾土熟料40‑60份、白刚玉20‑37份、氧化锆粉8‑12份、α氧化铝粉2‑5份、磷酸二氢铝5‑8份、0.5%的纳米级ZrO₂和0.5%的质量分数为88%的纳米级生铝矾土；所选原料经过破碎研磨、过筛、混碾、压制成型、煅烧后制得。本发明的铝锆尖晶石耐火材料砖具有较好的热稳定性、易烧结、杂质少，烧结后形成可良好的固相结构，在高温烧成时形成稳定的内部显微结构，提高了产品的抗折强度和耐压强度，改善了碱性耐火材料抗震性较差的弊端，并具有很好的耐磨性。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域。

背景技术

传统耐火材料是以天然矿石（如耐火黏土、硅石、白云石等）为原料制造的，随着技术进步，耐火材料制造时，采取工业原料和人工合成原料的也日益增多，因此，市面上耐火材料种类较多。耐火材料按照矿物组成分为：氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、尖晶石质、含碳质、含锆质及特殊耐火材料。

而无机非金属耐火材料的不足在于，机械韧性差，在使用时，通常耐火材料是不需要移动的，但其较差的机械韧性也影响其高温时的抗热震性，在急冷、急热或使用间隙，耐火材料极易在热胀冷缩作用下开裂、剥落等，从而影响材料的完整性，降低了耐火材料的使用寿命。

目前，有色冶炼中铅、铜冶炼一般采用阳极炉、转炉、底吹炉、侧吹炉冶炼，在炉内衬中使用的耐火材料为镁铬或铝铬耐火材料，上述两者具有良好的抗侵蚀性，但热稳定性及抗渣性较差，且含铬质耐火材料对环境污染较为严重，制造成本较高，易水化，减少使用时间，在渣线、渣口使用时，寿命较短、更换频繁、人工劳动强度大、降低企业生产效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种铝锆耐火材料砖，同时提供其相应的制备方法是本发明的另一发明目的。

本发明采用的技术方案是：一种铝锆耐火材料砖，其由以下重量份的原料组成：铝矾土熟料40-60份、白刚玉20-37份、锆质材料8-12份、辅料2-5份、结合剂5-8份、添加剂1-5份；所述结合剂为磷酸二氢铝。

优选的,其由以下重量份的原料组成: 铝矾土熟料50-60份、白刚玉25-37份、锆质材料9-11份、辅料3-5份、磷酸二氢铝6-8份、添加剂1-3份。

优选的，所述添加剂由纳米级ZrO₂和质量分数为85-90%的纳米级生铝矾土按质量比为(1-3):(1-3)混合制成。

优选的，所述锆质材料为氧化锆，辅料为α氧化铝粉。

优选的，所述铝矾土熟料中三氧化二铝的含量≥88%。

本发明还提供铝锆耐火材料砖的制备方法，包括以下步骤：

S1：配料，将铝矾土熟料和白刚玉分别进行破碎研磨、过筛，得铝矾土熟料粉和白刚玉粉，将两者混合，得初混配料；

S2：将步骤S1中初混配料进行混碾，混碾时，添加锆质材料、辅料和添加剂，混合均匀，再加入结合剂进行混碾20-40分钟，得制胚泥料，将制胚泥料压制成型，得砖粗胚；

S3：于90-110℃下，将步骤S2中砖粗胚干燥48-96h，得砖半成品；

S4：于1500-1800℃下，将步骤S3中砖半成品煅烧110-130h，得耐火材料砖。

进一步的，在步骤S2中，先将磷酸二氢铝溶于水中，制成质量分数为40%-45%的磷酸二氢铝溶液，混碾时，先添加锆质材料，辅料和添加剂，再添加磷酸二氢铝溶液。

进一步的，步骤S1中，将铝矾土熟料粉分级过筛后，铝矾土熟料粉由粒径为0-3mm、3-5mm、5-10mm按质量比为（25-35）：（35-45）：（25-35）混合组成。

本发明的有益效果是：