[发明专利]一种氧化镁耐火材料及其应用

说明书

本发明提供了一种氧化镁耐火材料及其应用，所述氧化镁耐火材料包括密度为2‑2.5g/cm3的氧化镁，该氧化镁来自于生产电熔镁砂过程中产生的废料，实现了对废固的回收利用，且所述氧化镁耐火材料用于高碳铬铁矿热炉时，可直接铺设于炉底，在高碳铬铁矿热炉使用时，与熔融的高碳铬铁反应，生成稳定的耐火物质，无需耐火砖等其它耐火材料的添加，降低了高碳铬铁矿热炉的生产成本，也克服了常规炉底衬体无法更换的缺陷。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种耐火材料，尤其涉及一种氧化镁耐火材料及其应用。

背景技术

矿物冶炼的主要方法为火法冶炼，其中主要包括高炉法与电炉(矿热炉)法两种工艺。矿热炉对于原料的适应性强，在应用方面相对于高炉法具有突出的优势。由于冶金过程对矿热炉的炉底损害较大，现有技术中的矿热炉的使用寿命有限，一般一年左右就需要更换依次炉衬。

目前，矿热炉的炉底工作衬材料主要包括定性制品与不定型耐火材料。定性制品包括碳砖与镁碳砖等，但定性制品的砌筑施工劳动强度大，施工慢，而且在应用过程中，熔体极易与定性制品中的碳反应，破坏转帖的组织结构，并乳酸渗入砖缝侵蚀，导致炉衬的使用寿命很短，炉底极易被烧穿。

例如，CN 113443897A公开了一种低导热耐火材料、低导热耐火砖及其制备方法和应用，该耐火材料的制备原料包括镁砂颗粒、镁砂硒粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质尖晶石颗粒、煅烧尖晶石微粉与结合剂，其虽然高温性能稳定，耐碱金属、挥发盐类等的侵蚀，具有高强度、低导热、耐磨损及抗高温负荷等特点，但其存在砌筑施工劳动强度大，施工慢的问题，人工成本较高。

不定型耐火材料主要包括镁质捣打料，但传统镁质捣打料在施工后形成的的衬体致密度低，一旦表面烧结层因热震产生裂纹，熔体极易渗透侵蚀；衬体中的低熔点相含量较高，在冶炼过程中产生的液相较多，造成衬体的抗侵蚀性降低；而且，捣打料的施工性能很难保证衬体密度的均匀性，容易形成过于疏松的局部衬体，从而埋下局部渗透侵蚀快、发生穿炉的隐患。

CN 203021627U公开了一种16500KW以上镍铁炉炉底结构，包括炉体底部钢板层、石棉板层、耐火粒层、耐火砖层、捣打料层与镁砖层；其中，石棉板层铺设在炉体底部钢板层上，耐火料层铺设在石棉板层上，耐火砖层砌筑在耐火料层上，捣打料层铺设在耐火砖层上，镁砖层砌筑在捣打料层上。炉体底部钢板层与炉体外壁通过焊接或可拆卸安装方式连接在一起，形成炉体外壳。捣打料为2-5层氧化镁含量不同的捣打料。

上述炉底结构经过长时间高温烧结使用后，炉底烧成完全结晶状，成为一个整体的方镁石，其受到热震后极易裂开，容易造成炉底漏铁，维修成本较高。

CN 102674860A公开了一种冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料，由电熔镁砂、镁铬尖晶石细粉、结合剂、氧化铬粉、铁红粉、氧化硅微粉和外加剂组成，其中，结合剂为三氧化二铝含量为55％的铝酸钙水泥，外加剂由减水剂和缓凝剂组成，减水剂为六偏磷酸钠或三聚磷酸钠组成。其作为矿热炉专用的耐火浇注料，具有振动浇筑施工流动性好，容易形成组织结构致密均匀的浇注体，具有耐高温性能好与使用寿命长的优点。但该方案仍然需要进行衬体的制备，仍然具有一定的人工成本。

电熔镁砂是用精选的特A级天然凌镁石或高纯轻烧镁颗粒，在电弧炉中熔融制得，最终产品的密度大于3.4g/cm³，但在电熔镁砂制备过程中，会产生密度2.5g/cm³以下的氧化镁废料，这种氧化镁废料无法用于冶炼电熔镁砂，直接堆放不仅存在污染环境的风险，还无法实现物料的高值化利用。

为此，提供一种利用该氧化镁废料的方法，能够起到节能减排的作用，同时，能够降低电熔镁砂的生产成本，降低生产废料堆放带来的环境危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化镁耐火材料及其应用，所述氧化镁耐火材料的主要成分来自生产电熔镁砂过程中产生的废料，实现了对废固的回收利用，同时，能够降低高碳铬铁矿热炉的生产成本与维护成本。