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CN107721443A - 一种铬刚玉胶结料及其制备方法 - Google Patents

一种铬刚玉胶结料及其制备方法 Download PDF

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崔任渠
郁书中
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Abstract

本发明公开了一种铬刚玉胶结料及其制备方法。所述铬刚玉胶结料包括主料和外加剂，所述主料包括以下重量百分比的原料：3‑1mm铬刚玉颗粒5～15％；1‑0mm铬刚玉颗粒5～15％；8‑5mm矾土颗粒8‑15％；5‑3mm矾土颗粒5‑20％；3‑1mm刚玉颗粒5～15％；镁砂颗粒2～6％；镁砂细粉2～6％；刚玉质细粉10～15％；α‑氧化铝微粉5～10％。根据本发明公开的方法得到的铬刚玉胶结料的各项性能均符合规定的指标要求，且其性能稳定抗渣性能好，使用该制品可有效提高钢包底部寿命，同时由于该制品中含有铬刚玉废料，使废料得到充分利用，带来显著的经济和社会效益。

Description

一种铬刚玉胶结料及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料不定型产品领域，具体涉及一种铬刚玉胶结料及其制备方法。
背景技术
目前，钢包包底座砖与包底砖之间主要有刚玉质胶结料浇注连接，由于刚玉质胶结料中含有较多板状刚玉、白刚玉等性能稳定材料，使得刚玉质胶结料性能非常稳定，可远远满足钢厂钢包寿命要求，但价格相对较高，随着冶金技术不断发展与进步，耐火原料物价的不断飞涨，对于刚玉质胶结料，既要能满足需求，提高钢包寿命，又要能为钢铁企业及耐火企业带来经济效益。
发明内容
基于以上背景，本发明提供了一种铬刚玉胶结料及其制备方法。所述铬刚玉胶结料主要适用于钢包包底部位，使用该制品可有效提高钢包底部寿命，同时由于该制品中含有铬刚玉(铝铬渣)废料，使废料得到充分利用，带来显著的经济和社会效益。
本发明采取的技术方案为：
一种铬刚玉胶结料，所述铬刚玉胶结料包括主料和外加剂，所述主料包括以下重量百分比的原料：
进一步地，所述8-5mm矾土颗粒可替换为8-5mm刚玉颗粒，和/或，所述5-3mm矾土颗粒可替换为5-3mm刚玉颗粒；刚玉颗粒可以是板状刚玉颗粒、白刚玉颗粒中一种。
所述外加剂包括金属铝粉、有机纤维和减水剂。
各外加剂组分占主料的重量百分比分别为金属铝粉0.1～0.5％、有机纤维0.1～0.5％、减水剂0.1～0.5％。
所述减水剂为三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠。
所述镁砂颗粒的粒径为1-0mm；镁砂可以是电熔镁砂或大结晶镁砂。
所述镁砂细粉的粒度为100-180目。
所述刚玉质细粉的粒度为100-180目；所述刚玉质细粉为板状刚玉细粉或白刚玉细粉。
本发明还提供了所述铬刚玉胶结料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将原料中的刚玉类细粉、镁砂细粉、α-氧化铝微粉及金属铝粉进行预混25-30min；
(2)向混练机中先加入颗粒料，混碾1～2分钟后，加入有机纤维和减水剂混练，然后加入步骤(1)得到的预混细粉，继续混练至良好的成型泥料性能，总混练时间为10-15min。
所述铬刚玉胶结料符合下述指标要求：组分中的Al2O3含量≥90％，110℃×24h的耐压强度≥30MPa，体积密度≥2.9g/cm3；1450℃×3h的耐压强度≥60MPa，体积密度≥2..8g/cm3。
本发明中所涉及的铬刚玉主要为电熔铬刚玉，是用炉外冶炼制备金属铬或铬合金时产生的废弃物，通常称为铝铬渣，其主要成分为Al2O3，含有一定的Cr2O3，及少量铁钙等杂质。是一种具有优良高温性能、良好抗渣性的废料，目前已有效应用于有色冶金、玻璃熔窑、垃圾熔融焚烧炉等行业。利用铬刚玉生产的铬刚玉胶结料技术指标与目前刚玉胶结料相当，可满足钢厂使用要求，且明显降低生产成本。
本发明公开的铬刚玉胶结料的配方中，结合最紧密堆积原理，原料粒径主要由8-5mm、5-3mm、3-1mm、1-0mm及细粉组成。矾土颗粒或刚玉颗粒在配方中提供骨架支撑作用，可提高产品强度、抗侵蚀等性能；刚玉质细粉起填充基质作用；镁砂颗粒及细粉有利于生产镁铝尖晶石，提高制品抗侵蚀性；微粉和外加剂提高产品高温性能。减水剂降低胶结料加水量，减少产品气孔，提高产品致密性。铬刚玉颗粒由于是氧化铝与氧化铬的固溶体，可有效将组分中颗粒与细粉连接起来，大大提高制品强度。本发明利用铬刚玉生产耐火材料制品，实现废物再生利用，同时又能达到钢厂技术指标要求，具有显著地社会效益和经济效益。其产品指标可满足目前钢厂指标要求，且使用情况与之前无异常。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种铬刚玉胶结料，所述铬刚玉胶结料包括主料和外加剂，所述外加剂包括金属铝粉、有机纤维及三聚磷酸钠，三者占主料的重量百分比分别为：金属铝粉0.4％、有机纤维0.4％、三聚磷酸钠0.4％；所述主料中的原料及重量百分比如表1所示；进一步地，所述矾土颗粒化学组分为：Al2O3≥88％；白刚玉中化学组分：Al2O3≥98.5％，pH值呈中性；铬刚玉中氧化铝含量大于94％、氧化铬含量小于3％；电熔镁砂的化学组分MgO≥97％；有机纤维为毛绒状细丝。
表1
所述铬刚玉胶结料的制备方法为：
(1)将原料中的刚玉类细粉、镁砂细粉、α-氧化铝微粉及金属铝粉进行预混25-30min；
(2)向混练机中先加入颗粒料，混碾1～2分钟后，加入有机纤维和减水剂混练，然后加入步骤(1)得到的预混细粉，继续混练至良好的成型泥料性能，总混练时间为10-15min；
(3)经检验合格后，装入吨包袋，并做好标识。
实施例2
一种铬刚玉胶结料，所述铬刚玉胶结料包括主料和外加剂，所述外加剂包括金属铝粉、有机纤维及六偏聚磷酸钠，三者占主料的重量百分比分别为：金属铝粉0.2％、有机纤维0.3％、六偏磷酸钠0.5％；所述主料中的原料及重量百分比如表2所示；进一步地，白刚玉中化学组分：Al2O3≥98.5％，pH值呈中性；铬刚玉中氧化铝含量大于94％、氧化铬含量小于3％；电熔镁砂的化学组分MgO≥97％；有机纤维为毛绒状细丝。
表2
所述铬刚玉胶结料的制备方法同实施例1。
实施例3
一种铬刚玉胶结料，所述铬刚玉胶结料包括主料和外加剂，所述外加剂包括金属铝粉、有机纤维、三聚磷酸钠和六偏聚磷酸钠，四者占主料的重量百分比分别为：金属铝粉0.5％、有机纤维0.1％、三聚磷酸钠0.3％、六偏磷酸钠0.1％；所述主料中的原料及重量百分比如表3所示；进一步地，所述矾土颗粒化学组分为：Al2O3≥88％；白刚玉中化学组分：Al2O3≥98.5％，pH值呈中性；铬刚玉中氧化铝含量大于94％、氧化铬含量小于3％；电熔镁砂的化学组分MgO≥97％；有机纤维为毛绒状细丝。
表3
所述铬刚玉胶结料的制备方法同实施例1。
比较例1
一种铬刚玉胶结料，所述铬刚玉胶结料包括主料和外加剂，所述外加剂包括金属铝粉和六偏聚磷酸钠，两者占主料的重量百分比分别为：金属铝粉0.5％、六偏磷酸钠0.4％；所述主料中的原料及重量百分比如表4所示；进一步地，所述矾土颗粒化学组分为：Al2O3≥88％；白刚玉中化学组分：Al2O3≥98.5％，pH值呈中性；铬刚玉中氧化铝含量大于94％、氧化铬含量小于3％；电熔镁砂的化学组分MgO≥97％；有机纤维为毛绒状细丝。
表4
所述铬刚玉胶结料的制备方法同实施例1。
比较例2
一种铬刚玉胶结料，所述铬刚玉胶结料包括主料和外加剂，所述外加剂包括金属铝粉和六偏聚磷酸钠，两者占主料的重量百分比分别为：金属铝粉0.5％、六偏磷酸钠0.4％；所述主料中的原料及重量百分比如表5所示；进一步地，所述矾土颗粒化学组分为：Al2O3≥88％；白刚玉中化学组分：Al2O3≥98.5％，pH值呈中性；铬刚玉中氧化铝含量大于94％、氧化铬含量小于3％；电熔镁砂的化学组分MgO≥97％；有机纤维为毛绒状细丝。
表5
所述铬刚玉胶结料的制备方法同实施例1。
以上各实施例及比较例中的铬刚玉胶结料的性能测试结果如表6所示：
表6
从表6中可以看出，根据本发明公开的方法得到的铬刚玉胶结料的各项性能均符合规定的指标要求，且其性能稳定抗渣性能好。
上述参照实施例对一种铬刚玉胶结料及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铬刚玉胶结料，其特征在于，所述铬刚玉胶结料包括主料和外加剂，所述主料包括以下重量百分比的原料：
2.根据权利要求1所述的铬刚玉胶结料，其特征在于，所述8-5mm矾土颗粒可替换为8-5mm刚玉颗粒，和/或，所述5-3mm矾土颗粒可替换为5-3mm刚玉颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的铬刚玉胶结料，其特征在于，所述外加剂包括金属铝粉、有机纤维和减水剂。
4.根据权利要求1或3所述的铬刚玉胶结料，其特征在于，各外加剂组分占主料的重量百分比分别为金属铝粉0.1～0.5％、有机纤维0.1～0.5％、减水剂0.1～0.5％。
5.根据权利要求3所述的铬刚玉胶结料，其特征在于，所述减水剂为三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠。
6.根据权利要求1或2所述的铬刚玉胶结料，其特征在于，所述镁砂颗粒的粒径为1-0mm。
7.根据权利要求1或2所述的铬刚玉胶结料，其特征在于，所述镁砂细粉的粒度为100-180目。
8.根据权利要求1或2所述的铬刚玉胶结料，其特征在于，所述刚玉质细粉的粒度为100-180目。
9.根据权利要求1或2所述的铬刚玉胶结料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将原料中的刚玉类细粉、镁砂细粉、α-氧化铝微粉及金属铝粉进行预混25-30min；
(2)向混练机中先加入颗粒料，混碾1～2分钟后，加入有机纤维和减水剂混练，然后加入步骤(1)得到的预混细粉，继续混练至良好的成型泥料性能，总混练时间为10-15min。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述铬刚玉胶结料符合下述指标要求：组分中的Al2O3含量≥90％，110℃×24h的耐压强度≥30MPa，体积密度≥2.9g/cm3；1450℃×3h的耐压强度≥60MPa，体积密度≥2..8g/cm3。
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