專利名稱：一種rh真空槽槽襯用鎂尖晶石無鉻不燒磚的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及耐火材料領域，特別涉及RH真空冶煉設備爐中槽襯用無鉻耐材。
背景技術：
超高溫燒成鎂鉻制品，過去幾十年中在世界各地均被選為RH真空冶煉設備的幾乎是唯一的爐襯耐火材料。鎂鉻磚在堿性條件下高溫使用過程中產生高價鉻，隨溫度的升高而加劇。六價鉻為對人體是致癌物質，在耐材超高溫燒成和堿性條件下高溫使用中揮發(fā)，廢耐材堆放填埋過程中溶入地下水源，廢耐材利用過程中變質層分離后廢棄、破粉碎揚塵均可能造成這種有害物質擴散并損害環(huán)境。近年來無鉻耐材開發(fā)工作受到普遍的重視。專利“真空爐襯用無鉻耐火材料 CN200410025637.2”提出了一種RH真空爐襯無鉻耐火材料，其成分為(質量百分比)鎂砂或鎂鋯砂或鎂鋯硅砂中的一種或一種以上88 97%，氧化鋯細粉1 6%，鋯英石細粉 0 9%，有機結合劑(外加)1 3% ；其化學組成為(質量百分比)MgO 80 90%，Si02 1 4%，Zr02 7 13%。其中，所述的有機結合劑為耐火材料行業(yè)常用的結合劑如腐植酸鈉、木質素磺酸鈣、糊精和阿拉伯樹膠。該鎂鋯質耐火材料經高壓成型、干燥和高溫燒成而制取。存在的不足是成本高，達不到現(xiàn)有鎂鉻磚的性能指標，壽命短，性價比不高，實際應用中沒有廠家采用，無推廣價值。中國專利“低碳高鎂尖晶石復合磚CN96226710. 4”提出了鎂尖晶石用于水泥回轉窯燒成帶，因磚體含有石墨，不適合高溫真空條件下的冶金用RH槽。日本專利 “MAGNESIA SPINEL BRICK FOR CEMENT ROTARY KILN JP09052754A”， 1. 0-4. Owt. % CaO ；0. 25-2. Owt. % SiO ；CaO/SiO = 2. 0-4. 0，是高溫燒成制品。黑崎播磨株式會社技術研究所的大崎博右等人對鎂鋁鈦材料開發(fā)進行了較系統(tǒng)的研究，(大崎博右等，“MgO -Ti02- A1203 Chrome-Free Bricks for Vacuum Degassor”， 黑崎播磨(株)耐火材料志N2 148 (2000))開發(fā)的MgO -Τ 02- A1203系無鉻磚進行RH真空槽(Installation of Top-Burner)實爐試驗，取得與Cr203含量12.洲牌號的鎂鉻磚相當的使用壽命。由于以往的鎂尖晶石磚耐材或是1700°C左右高溫燒成的燒成耐火制品，能耗高且不易使磚體組織充分燒結，或是鎂尖晶石磚中加入石墨、氧化鈦、氧化鋯和稀土氧化物等配料組分，材料綜合性價比鎂鉻磚低，因此，實踐中難以得到廣泛推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種在RH真空設備槽襯使用效果與鎂鉻磚相當的鎂尖晶石質無鉻耐材，實現(xiàn)RH真空冶煉設備內襯無鉻化，消除含鉻耐材爐襯造成的環(huán)保隱患，并使高性能耐材的制造技術得到發(fā)展。本發(fā)明的鎂尖晶石無鉻耐材，利用富鋁尖晶石超微粉在坯體中的結合作用和高溫使用過程中的燒結活性，制作不需超高溫燒成即具有良好強度的鎂尖晶石不燒磚，并通過真空槽襯高溫使用過程中不燒磚坯體內的燒結，使鎂尖晶石無鉻耐材組織發(fā)生良好燒結和發(fā)育，成為使用性能優(yōu)良的高純高性能耐火材料工作襯。采用高性能的富鋁尖晶石超微粉作結合劑，避免了以降低耐火性能的無機化工結合劑作結合劑，提高無鉻磚的高溫性能，使能夠達到鎂鉻磚的使用效果。該鎂尖晶石無鉻耐材的制造工藝省去了常規(guī)鎂尖晶石耐材的超高溫燒成工藝，同時具有顯著的節(jié)能意義。本發(fā)明的技術方案是一種RH真空槽槽襯用鎂尖晶石無鉻不燒磚，其特征在于原料組成的質量百分比為
鎂砂55 97%
富鋁尖晶石超微粉 3 45% 以上組份為100%，以此為基準外加 紙漿廢液結合劑0.5 5%。所述的紙漿廢液結合劑為耐火材料行業(yè)制造耐火磚坯體常用的結合劑，主要成份為木質素磺酸鈣，該有機結合劑僅在制作過程中和使用前提供耐火磚坯體所需強度，而在RH真空設備槽襯使用前的烘烤中分解揮發(fā)。所述紙漿廢液結合劑中的有機纖維直徑 <0. 05mm,長度為 4 6mm。本發(fā)明中的富鋁尖晶石超微粉的A1203彡80%、Mg0 7_20%、中位徑D50彡2Mm。富鋁尖晶石超微粉的加入量若低于3%時，鎂尖晶石無鉻不燒磚不能具有砌筑需要的強度，高于45%時，磚體的密度下降、氣孔率上升，最終將影響無鉻磚的使用效果。本發(fā)明的鎂砂MgO ^ 94%、顆粒度< 6mm，按常規(guī)制磚用骨料的粒度級配組成，氧化鎂是熔點高達觀00。c的高溫性能優(yōu)異的耐火氧化物。其制造工藝為常規(guī)耐火磚坯體的不同粒級鎂砂和富鋁尖晶石超微粉經配料、混練，以壓磚機壓制方法成型制作鎂尖晶石無鉻不燒磚再烘烤干燥，無其它特殊要求。本發(fā)明獲得的無鉻磚的化學組成為(質量百分比)MgO 52 96. 5%，A1203 2. 5 41. 5%，其余為原料中帶入的不可避免的雜質彡3%。以氧化鎂為主骨料、鎂鋁尖晶石為結合相的耐火材料，將同時具有優(yōu)良的耐高溫、 抗熱震穩(wěn)定性和抗渣熔損滲透性能，可以滿足RH內襯各部位的要求。
具體實施例方式實施例1，一種RH真空槽槽襯用鎂尖晶石無鉻不燒磚，原料組成的質量百分比為 鎂砂97%，富鋁尖晶石超微粉3%，外加的紙漿廢液結合劑為0. 5%。其中紙漿廢液結合劑中的有機纖維直徑<0. 05mm,長度為4 6mm ； 富鋁尖晶石超微粉的A1203彡80%、MgO 7_20%、中位徑D50彡2Mm ； 鎂砂的MgO ^ 94%、顆粒度< 6mm，按常規(guī)制磚用骨料的粒度級配組成。制造時，按常規(guī)耐火磚坯體的不同粒級鎂砂和富鋁尖晶石超微粉經配料、混練，以壓磚機壓制方法成型制作鎂尖晶石無鉻不燒磚再烘烤干燥，制得的鎂尖晶石無鉻磚的化學組成為MgO 52 96. 5%，A1203 2. 5 41. 5%，其余為原料中帶入的不可避免的雜質 (3%，以質量百分比計。性能指標見表1。
實施例2，參考實施例1，原料組成的質量百分比為鎂砂86%，富鋁尖晶石超微粉 14%，外加的紙漿廢液結合劑為2 %，性能指標見表1。實施例3，參考實施例1，原料組成的質量百分比為鎂砂65%，富鋁尖晶石超微粉 35%，外加的紙漿廢液結合劑為2. 5 %，性能指標見表1。實施例4，參考實施例1，原料組成的質量百分比為鎂砂55%，富鋁尖晶石超微粉 45%，外加的紙漿廢液結合劑為5 %，性能指標見表1。
表i S·實施例的成分量S分數)和性霞衛(wèi)標
權利要求
1.一種RH真空槽槽襯用鎂尖晶石無鉻不燒磚，其特征在于原料組成的質量百分比為鎂砂55 97%富鋁尖晶石超微粉3 45%以上組份為100%，以此為基準外加紙漿廢液結合劑0.5 5%。
2.根據權利要求1所述的鎂尖晶石無鉻不燒磚，其特征在于紙漿廢液結合劑中的有機纖維直徑<0. 05mm,長度為4 6mm。
3.根據權利要求1所述的鎂尖晶石無鉻不燒磚，其特征在于富鋁尖晶石超微粉的 Al2O3 彡 80%、MgO 7-20%、中位徑 D50 彡 2Mm0
4.根據權利要求1所述的鎂尖晶石無鉻不燒磚，其特征在于鎂砂的MgO^ 94%、顆粒度 ^ 6mm，按常規(guī)制磚用骨料的粒度級配組成。
5.根據權利要求1所述的鎂尖晶石無鉻不燒磚，其特征在于制造工藝為常規(guī)耐火磚坯體的不同粒級鎂砂和富鋁尖晶石超微粉經配料、混練，以壓磚機壓制方法成型制作鎂尖晶石無鉻不燒磚再烘烤干燥。
6.根據權利要求5所述的鎂尖晶石無鉻不燒磚，其特征在于鎂尖晶石無鉻磚的化學組成為MgO 52 96. 5%，A1203 2. 5 41. 5%，其余為原料中帶入的不可避免的雜質彡3%， 以質量百分比計。
全文摘要
一種RH真空槽槽襯用鎂尖晶石無鉻不燒磚，其成份為(質量百分比)鎂砂55～97％，富鋁尖晶石超微粉3wt%~45wt%，外加0.5～5%的紙漿廢液結合劑，以壓磚機壓制方法成型制作鎂尖晶石無鉻不燒磚，與同部位檔次的冶金級鎂鉻磚相比，抗渣滲透和熔損性能優(yōu)良，其他物理性能良好，不但實現(xiàn)了無鉻化的環(huán)保目標，而且免除了高耗能的高溫燒成工藝，其制作成本較燒成磚明顯降低，使材料的性價比明顯提高。
文檔編號C04B35/66GK102432321SQ201110292128
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權日2011年9月29日
發(fā)明者許鎦軍 申請人:宜興市東坡耐火材料有限公司