專利名稱：鋁鎂鈦耐火材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于堿性熔渣的鋁鎂鈦耐火材料及其生產(chǎn)方法。
現(xiàn)有技術(shù)中的耐火材料有許多種，如耐火粘土、鋁釩土、石英砂、剛玉、白云石質(zhì)及鎂質(zhì)材料等等。這些耐火材料根據(jù)其耐酸性、堿性熔渣的性能又可分為酸性耐火材料和堿性耐火材料。耐火粘土和石英砂屬于酸性耐火材料，這兩種耐火材料能抵抗酸性熔渣的侵蝕，但不適合于堿性熔渣，難以抵抗堿性熔渣的侵蝕。白云石質(zhì)和鎂質(zhì)屬于堿性耐火材料，鎂質(zhì)耐火材料耐火度高，耐磨性能好，對堿性熔渣具有較好的抗渣性，但其荷重軟化溫度不高，熱膨脹系數(shù)大，熱穩(wěn)定性不好，對溫度急變的抵抗能力差，在急劇加熱或冷卻時，容易產(chǎn)生裂紋而破壞，其應(yīng)用受到很大的限制。白云石質(zhì)耐火材料具有較高的荷重軟化溫度和較好的溫度急變抵抗能力，抗堿性熔渣的能力強(qiáng)，但抗水性極差，容易吸收大氣中的水分而崩碎，不易長期存放，其耐火制品的使用壽命較短。
鈦渣是冶煉鈦鐵產(chǎn)品后產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，在這種廢渣中含有大量的AL2O3、TiO2及CaO等物質(zhì)，其熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性良好，具有較好的溫度急變抵抗能力和抗氧化能力，是一種可以利用的耐火材料資源，具有很高的開發(fā)利用價值。而目前大多數(shù)廠家仍采取集中堆放的方法來處置鈦渣，這不僅占用了許多土地，也對環(huán)境造成很大的污染，同時，也是資源的巨大浪費(fèi)。目前，已有廠家利用鈦渣做鑄造型砂，但由于其中含有CaO、Fe2O3和SiO2，因而耐火度不高，只適合鑄造熔點(diǎn)較低的金屬材料，利用的價值不大。
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，解決現(xiàn)有耐火材料抗堿性熔渣能力不強(qiáng)，以及鈦渣堆放造成的環(huán)境污染問題，充分利用鈦渣本身的物化性能，提供一種抗堿性熔渣的鋁鎂鈦耐火材料及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的鋁鎂鈦耐火材料是按照下述配方制成的鈦渣15～85％(重量比)鎂砂85～15％(重量比)其中，鈦渣是經(jīng)過1950℃高溫冶煉金屬鈦后產(chǎn)生出的工業(yè)廢渣，其主要化學(xué)成分如下TiO212.9～13.6％、AL2O370～78％、CaO 6.9～8％、SiO2≤1.2％、Fe2O3≤1.3％、MgO≤1.8％，上述含量均為重量百分比；鎂砂為冶金鎂砂或電熔鎂砂，氧化鎂的含量為80～99％(重量比)。
上述耐火材料的生產(chǎn)方法是1、原料粉碎將鈦渣和鎂砂分別進(jìn)行粉碎，粉碎的粒度為0.042～20毫米；2、磁選處理將粉碎后的鎂砂進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、跳鈦水選處理對粉碎后的鈦渣進(jìn)跳鈦水選處理，清除鈦渣中殘留的鈦鐵，并將跳鈦水選后的鈦渣烘干；4、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩選出所需粒度的鈦渣和鎂砂；
5、混合處理將15～85％(重量比)的鈦渣與85～15％(重量比)的鎂砂混合，再加入按上述配方配制混合料總重量0.6～13％的礦化劑，攪拌均勻即可。
上述所說的礦化劑為氯化鎂、硼酸、樹脂或水玻璃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、鈦渣的主要成分為AL2O3和TiO2，經(jīng)過高溫冶煉后形成的固溶體具有韌性好、耐腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，該物質(zhì)能耐除硫酸、磷酸外的大部分酸、堿、鹽溶液的腐蝕，而且，該物質(zhì)的膨脹系數(shù)要比鎂質(zhì)材料、鋼玉、鉻鐵礦、石英砂等耐火材料低很多，接近低膨脹物質(zhì)，如鈦酸鋁耐火材料的膨脹系數(shù)，因而還具有熱穩(wěn)定性好，溫度急變抵抗能力強(qiáng)，以及抗氧化能力好等特點(diǎn)，在其中加入鎂砂就構(gòu)成了一種新的堿性耐火材料，經(jīng)過高溫鍛燒后，可形成較為理想的堿性鋁鎂鈦尖晶石物相，即利用尖晶石的固熔、脫熔、沉析及方鎂石的聚集再結(jié)晶，在方鎂石晶粒內(nèi)及方鎂石晶粒間形成大量尖晶石群及橋，兩者的結(jié)合既禰補(bǔ)了鎂質(zhì)材料膨脹系數(shù)大的缺點(diǎn)，又提高了鈦渣的耐火度及荷重軟化溫度，其綜合性能有了很大提高，它具有良好的熱振穩(wěn)定性能，優(yōu)良的抗氧化性和抗剝落性，在使用過程中，除非正常使用外，該制品基本不開裂，在耐磨性、高溫化學(xué)溫定性、耐火度、高溫強(qiáng)度及密度上都有很大提高，特別對堿性熔渣該物質(zhì)具有良好的抗渣性，適用于強(qiáng)堿、弱堿及中性熔渣與熔液。
2、鈦渣是一種工業(yè)廢渣，利用鈦渣生產(chǎn)耐火材料既解決了鈦渣堆放造成的環(huán)境污染問題，又為鈦渣的利用開辟了一條新的途徑，并充分的利用了鈦渣本身優(yōu)良的物化性能，變廢為寶，進(jìn)一步豐富了耐火材料的品種，而且生產(chǎn)成本低廉，資源豐富，其產(chǎn)品成本僅為鋁鎂尖晶石的五分之一。
下面提供
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11、原料粉碎將鈦渣和鎂砂分別加入到粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎，將其粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂，其中的鎂砂為電熔鎂砂，氧化鎂的合量為90～99％(重量比)；2、磁選處理將粉碎后的鎂砂加入到磁選機(jī)內(nèi)，進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、跳鈦水選處理將粉碎后的鈦渣連續(xù)加入到跳鈦水選機(jī)內(nèi)，清除鈦渣中殘留的鈦鐵，并將跳鈦水選后的鈦渣烘干；4、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，用篩選機(jī)篩分出0.042～18毫米的鈦渣和鎂砂；5、混合處理取150Kg鈦渣與850Kg鎂砂混合，再加入100Kg固態(tài)氯化鎂，攪拌均勻即為成品，若為液態(tài)氯化鎂則應(yīng)在現(xiàn)場筑爐時加入。
本實(shí)施例的制成品屬于堿性耐火材料，對堿性熔液與熔渣具有較強(qiáng)的抗侵蝕作用，適合于較大噸位的爐窯使用。
實(shí)施例21、原料粉碎將鈦渣和鎂砂分別加入到粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎，粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂，其中的鎂砂為冶金鎂砂，氧化鎂的含量為80～90％(重量比)；2、磁選處理將粉碎后的鎂砂加入到磁選機(jī)內(nèi)，進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、跳鈦水選處理將粉碎后的鈦渣連續(xù)加入到跳鈦水選機(jī)內(nèi)，清除鈦渣中殘留的鈦鐵，并將跳鈦水選后的鈦渣烘干；4、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩分出0.42～20毫米的鈦渣和鎂砂；5、混合處理取850Kg鈦渣和150Kg鎂砂混合，再加入30Kg硼酸，攪拌均勻即為成品。
本實(shí)施例的制成品為偏堿性耐火材料，對中性、偏堿性熔液與熔渣具有較強(qiáng)的抗侵蝕作用，適合于較大噸位的爐窯使用。
實(shí)施例31、原料粉碎將鈦渣和鎂砂分別加入到粉碎機(jī)內(nèi)粉碎，粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂，其中的鎂砂為電熔鎂砂，氧化鎂的含量為92～99％(重量比)；2、磁選處理將粉碎后的鎂砂加入到磁選機(jī)內(nèi)，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、跳鈦水選處理將粉碎后的鈦渣連續(xù)加入到跳鈦水選機(jī)內(nèi)，清除鈦渣中殘留的鈦鐵，并將跳鈦水選后的鈦渣烘干；4、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩分出0.042～15毫米的鈦渣和鎂砂；5、混合處理取300Kg鈦渣與700Kg鎂砂混合，再加入6Kg樹脂，攪拌均勻即為成品。
本實(shí)施例的制成品屬于堿性耐火材料，對堿性熔液與熔渣具有較強(qiáng)的抗侵蝕作用，使用效果較好，適合于中等噸位的爐窯使用。
實(shí)施例41、原料粉碎將鈦渣和鎂砂分別加入到粉碎機(jī)內(nèi)，粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂，其中的鎂砂為冶金鎂砂，氧化鎂的含量為80～90％(重量比)；2、磁選處理將粉碎后的鎂砂加入到磁選機(jī)內(nèi)，進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；3、跳鈦水選處理將粉碎后的鈦渣連續(xù)加入到跳鈦水選機(jī)內(nèi)，清除鈦渣中殘留的鈦鐵，并將跳鈦水選后的鈦渣烘干；4、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩分出0.042～10毫米的鈦渣和鎂砂；5、混合處理取600Kg鈦渣與400Kg鎂砂混合，再加入130Kg固態(tài)水玻璃，攪拌均勻即為成品，若為液態(tài)水玻璃則應(yīng)在現(xiàn)場筑爐時加入。
本實(shí)施例的制成品屬于偏堿性耐火材料，對中性、偏堿性熔液與熔渣具有較強(qiáng)的抗侵蝕作用，適合于小噸位爐窯使用。
本發(fā)明的耐火材料成品為不同粒度的散料，也可以采用不燒磚的方法制成坩堝、襯套或各種形狀的坯料提供給用戶，再利用冶煉時的高溫進(jìn)行煅燒，還可以根據(jù)用戶的使用要求制成坯料，然后，在1450～1750℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制成各種形狀的成品。
權(quán)利要求
1.一種鋁鎂鈦耐火材料，其特征在于，它是按照下述配方制成的鈦渣15～85％(重量比)鎂砂85～15％(重量比)其中，鈦渣是經(jīng)過1950℃高溫冶煉金屬鈦后產(chǎn)生出的工業(yè)廢渣，其主要化學(xué)成分如下TiO212.9～13.6％、AL2O370～78％、CaO 6.9～8％、SiO2≤1.2％、Fe2O3≤1.3％、MgO≤1.8％，上述含量均為重量百分比；鎂砂為冶金鎂砂或電熔鎂砂，氧化鎂的含量為80～99％(重量比)。
2.一種鋁鎂鈦耐火材料的生產(chǎn)方法，其特征在于2.1、原料粉碎將鈦渣和鎂砂分別進(jìn)行粉碎，粉碎的粒度為0.042～20毫米；2.2、磁選處理將粉碎后的鎂砂進(jìn)行磁選處理，去除其中的鐵磁性物質(zhì)；2.3、跳鈦水選處理對粉碎后的鈦渣進(jìn)行跳鈦水選處理，清除鈦渣中殘留的鈦鐵，并將跳鈦水選后的鈦渣烘干；2.4、篩選分級根據(jù)耐火材料的用途，篩選出所需粒度的鈦渣和鎂砂；2.5、混合處理將15～85％(重量比)的鈦渣與85～15％(重量比)的鎂砂混合，再加入按上述配方配制混合料總重量0.6～13％的礦化劑，攪拌均勻即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁鎂鈦耐火材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的礦化劑為氯化鎂、硼酸、樹脂或水玻璃。
全文摘要
一種鋁鎂鈦耐火材料及其生產(chǎn)方法,它由15～85%(重量比)的鈦渣和85～15%(重量比)的鎂砂配制而成,其中鈦渣是經(jīng)過1950℃高溫冶煉金屬鈦后產(chǎn)生的工業(yè)廢渣,鎂砂為冶金鎂砂或電熔鎂砂,上述物質(zhì)先分別粉碎至粒度為0.042～20毫米的礦砂,鎂砂再經(jīng)磁選處理,去除其中的鐵磁性物質(zhì),鈦渣經(jīng)跳鈦水選處理,清除鈦渣中殘留的鈦鐵,然后篩選出所需粒度的鈦渣和鎂砂,按上述配方將鈦渣與鎂砂混合,再加入按上述配方配制混合料總重量0.6～13%的礦化劑,攪拌均勻即可。
文檔編號C04B35/04GK1223239SQ9811432
公開日1999年7月21日 申請日期1998年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月18日
發(fā)明者趙文厚 申請人:趙文厚