[发明专利]利用铁合金炉渣制取耐火材料制品的方法

说明书

本发明涉及一种制取耐火材料制品的方法，特别是利用铝热法生产铁合金炉渣制取耐火材料制品的方法。

目前，铝热法生产铁合金所产生的炉渣，主要是铝热法还原金属Cr、Ti、V等遗留下来的残余废物，其中成份主要是Al₂O₃，占70%以上，根据熔炼不同的铁合金，其炉渣中剩余部分主要是Cr₂O₃或TiO₂、或V₂O₅等。这些炉渣一般便废弃无用，即使利用也是将其已冷却的具有不规则形状、粒度大小不一的炉渣，破碎成一定规格粒度后，作为耐火材料或磨料使用。如利用金属铬炉渣制造耐火砖时，经过破碎后，加入磷酸、纸浆等作为粘结剂，压制成型并进行烧结。此种方法由于炉渣中Al₂O₃含量高，破碎时对机器的磨损严重，同时在加工过程中易带入有害杂质，影响产品质量，同时成本高、效率低。另外，已有的电熔铸砖方法是将耐火材料按一定的成份进行配比，然后采用电弧炉将之熔融成液态后再浇注到模具中成型。用此种技术生产的熔铸砖虽致密度和强度都较好，但生产中由于熔化过程消耗了大量电能，生产成本也很高。

本发明的目的，在于提供一种利用铝热法生产铁合金的炉渣，使其在熔融状态下制取耐火材料制品的方法，而不须将炉渣冷却、凝固、破碎或再熔化，从而使生产耐火材料制品更直接、更方便，并提高制品的性能。

实现本发明的目的，即生产耐火材料制品工艺是将冶炼铁合金时的熔融渣，浇注到预先按要求所制造的具有确定形状的模具中，然后经自然冷却凝固后，进行热处理。另外，为了提高耐火材料制品的性能，将熔融渣倒入成型模具内，同时加入添加剂5%～30%的方解石，即MgO，或5%-18%的石英，即SiO₂，从而使熔融渣中生成铝镁尖晶石、铬镁尖晶石或莫来石;或加入1%-10%的碳酸盐，如MgCo₃、CaCO₃、BaCO₃或SrCO₃等，从而制成多孔的耐火材料制品。其原理是：

当加入MgO或SiO₂时，化学反应式为：

当加入碳酸盐时，化学反应式为：

此时所生成的CO₂气体在耐火材料制品中产生气孔。

熔融渣从反应器倒入盛渣器或模具内时的熔渣温度控制在1850℃-2400℃之间。模具中的熔渣凝固后，温度自然冷却降至1300℃-1800℃，此时将其送入保温炉中保温70小时至300小时，使其逐渐降温至200℃以下。

本发明具有明显的优点：由于直接利用了熔融的炉渣，不但使废弃的炉渣得到再利用，而且生产耐火材料制品工艺简单，节省了大量能源和辅助的机械设备（如磨碎机等），提高了耐火材料制品的性能，减少了掺入有害杂质的机会，并且生产成本较低，操作简单。另外通过热处理过程，消除了制品中的非晶体，从而进一步提高了耐火材料制品的耐腐蚀性及其强度。