一种Al2O3-Cr2O3耐火制品制造技术

本发明专利技术涉及一种Al2O3-Cr2O3耐火制品。所述Al2O3-Cr2O3耐火制品的骨料中含有非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒，其是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的中心部位Cr2O3含量低于边缘部位的Cr2O3含量；非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量为整个骨料总质量的50%~90%。本发明专利技术可使Cr2O3原料得到高效合理的利用，较相同Cr2O3含量的现有Al2O3-Cr2O3耐火浇注料，其抗渣性显著提升，作为与熔渣接触的工作衬材料使用，其整体寿命可提升1倍以上；若制备性能相当的Al2O3-Cr2O3耐火制品，本发明专利技术可节约Cr2O3原料30%以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐火材料领域，主要涉及一种Al2O3-Cr2O3耐火制品。
技术介绍
在目前已知的氧化物耐火材料中，三氧化二铬（Cr2O3）具有极好的抗熔渣侵蚀性能，是耐侵蚀材料必备的耐火原料。Al2O3-Cr2O3系列耐火材料具有较高的机械强度和优良的抗化学侵蚀性，是一类高性能的耐火材料，被广泛应用于垃圾熔融炉、熔融还原炼铁炉、炭黑反应炉、有色金属冶炼炉、水煤浆气化炉等与熔渣作用强烈部位。Cr2O3成分在Al2O3-Cr2O3耐火材料中的比例越高，材料的抗熔渣侵蚀性能越好。然而，相对于Al2O3类原料，Cr2O3类原料资源有限，且制作成本高，导致Cr2O3类原料价格昂贵。而且，Cr2O3在生产和使用中会产生少量的Cr6+，Cr6+对水源、动植物危害严重。减少Cr2O3的生产和使用符合全球范围内对环境保护的日益要求。Al2O3-Cr2O3耐火材料，是由颗粒粒径0.074mm~5mm的含Al2O3和Cr2O3类颗粒为骨料，含Al2O3和Cr2O3类细粉和微粉以及其它添加剂为粉料，与有机或无机结合剂混合均匀成半干料后，摩擦压砖机压制成坯体，约1600~1800℃烧制而成。根据材料设计的Al2O3、Cr2O3化学组分，选择不同的颗粒和细粉、微粉。通常作为Al2O3-Cr2O3耐火材料骨料的颗粒为电熔氧化铬颗粒、烧结氧化铬颗粒、电熔刚玉颗粒、板状刚玉颗粒、电熔Al2O3-Cr2O3颗粒、烧结Al2O3-Cr2O3颗粒等。这些颗粒一类为Cr2O3或Al2O3的晶体，另一类为Al2O3-Cr2O3固溶体，均具有均匀一致的化学组分含量。文献（王晗. Cr2O3 -Al2O3砖中不同组成Cr2O3 -Al2O3电熔颗粒料的抗侵蚀研究[J]. 耐火材料, 2010, 44(6): 5）公开了一种主要骨料由一种单一纯度电熔Al2O3-Cr2O3颗粒组成的Cr2O3 -Al2O3砖。其分别以粒径1~4mm 的CR99、CR85、CR60、CR50、CR40、CR15电熔Al2O3-Cr2O3颗粒和≤1mm的99% Cr2O3细砂为骨料，以含Al2O3和Cr2O3的细粉为粉料，采用结合剂混练, 经过成型、干燥、高温烧成等工艺, 分别制得含 CR99、CR85、CR60、CR50、CR40、CR15颗粒料的Cr2O3 -Al2O3标砖 6 块。其中CR99料是以氧化铬绿为原料，使用大型台车式三相电弧炉进行电熔而制得的颗粒料；CR85、CR60、CR50、CR40、CR15颗粒料是以氧化铬绿和氧化铝粉为原料，按照Cr2O3和Al2O3的比例进行配制, 使用大型台车式三相电弧炉进行电熔，制得不同组成Cr2O3 -Al2O3电熔颗粒料。这些颗粒料具有均匀的化学组成。文献（CN201310706638.8，一种微孔化结构Al2O3-Cr2O3耐火材料）公开了一种具有微孔化结构Al2O3-Cr2O3耐火材料。其是将氧化铬绿微粉和氧化铝微粉为原料喷雾法制得Al2O3-Cr2O3造粒料；然后将烧结或电熔氧化铬、烧结或电熔氧化铝、Al2O3-Cr2O3造粒料及添加剂进行充分预混成基质；再将电熔或烧结刚玉颗粒、电熔或烧结Al2O3-Cr2O3颗粒、电熔或烧结氧化铬颗粒、结合剂，与预混好的基质一起混合搅拌均匀；捆料后采用液压机或摩擦压砖机压制成坯体，60~110℃干燥后，装入窑1550℃~1750℃烧成，制得微孔化结构Al2O3-Cr2O3耐火材料。无论其所制备的Al2O3-Cr2O3造粒料，还是所使用的电熔或烧结Al2O3-Cr2O3颗粒也均为具有均匀化学组成的物质。文献（CN201110273942.3，一种非均质结构的Cr2O3-Al2O3耐火材料）公开了一种采用以预合成Cr2O3-Al2O3耐火颗粒为原料制备Cr2O3-Al2O3耐火材料的技术。该技术提出粗颗粒采用Cr2O3低的电熔或烧结Cr2O3-Al2O3颗粒，细颗粒及基质采用Cr2O3高的电熔或烧结Cr2O3-Al2O3颗粒或细粉，能较好的解决熔渣对材料侵蚀不同步的问题，较大程度上提高了原料的利用效率。该预合成Cr2O3-Al2O3耐火颗粒是通过电熔法或烧结法制备的，其具有化学组分均匀的特点。大量工业化应用实践和实验室抗渣实验结果发现，高温熔渣对Al2O3-Cr2O3耐火材料的侵蚀是非均匀的， Cr2O3成分含量越低越容易被侵蚀，颗粒粒径越小越容易被侵蚀。熔渣对颗粒的侵蚀是由外向内的，即最先侵蚀颗粒表面，然后慢慢向颗粒内部渗入。通常颗粒骨料并未被熔渣完全侵蚀就已随损毁的基质剥落卷入熔渣中。因此，对于Al2O3-Cr2O3耐火材料，骨料颗粒在抗熔渣侵蚀方面存在“性能过剩”。因此，现有Al2O3-Cr2O3耐火材料的骨料采用Cr2O3含量较高且结构均匀的Al2O3-Cr2O3电熔或烧结颗粒为骨料有些大材小用，造成Cr2O3资源的浪费。
技术实现思路
通过对传统Al2O3-Cr2O3耐火制品中基质和骨料损毁机制的分析，我们认为Al2O3-Cr2O3耐火材料损毁速率整体的匹配性是减少铬资源浪费的有效途径；本专利技术的目的在于提出一种Al2O3-Cr2O3耐火制品，该制品具有高抗渣、低成本的特点，制品整体Cr2O3的含量不高，但抗渣性能却可和高Cr2O3的制品媲美，通过对制品中易侵蚀组分的加强和不易侵蚀组分的削弱，使整个Al2O3-Cr2O3耐火制品中各组分的抗渣性匹配，做到物尽其用，有效提高Cr2O3原料的有效利用，降低Al2O3-Cr2O3耐火材料原料成本，间接降低铬对环境的污染。完成本专利技术任务采取的技术方案是：一种Al2O3-Cr2O3耐火制品，Cr2O3和Al2O3的质量之和不小于Al2O3-Cr2O3耐火制品总质量的90%，且Cr2O3的质量为Al2O3-Cr2O3耐火制品总质量的20%～65%；是以粒径大于0.074mm的含Cr2O3和Al2O3成分的混合颗粒为骨料和以粒径小于等于0.074mm的含Cr2O3和Al2O3成分的混合粉为粉料，添加结合剂，压制成型后经高温烧制而成；骨料占所述制品总质量的60%~70%，粉料占所述制品总质量的30%~40%；其特征在于：所述Al2O3-Cr2O3耐火制品的骨料中含有非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒，所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的中心部位Cr2O3含量低于边缘部位的Cr2O3含量；所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的粒径为大于1 mm小于等于5 mm；所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量为整个骨料总质量的50%~90%；所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒中的Cr2O3质量为非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量的5%～50%；所述Al2O3-Cr2O3耐火制品的骨料中，含有均质的Al2O3-Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒，均质的Al2O3-Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒粒径小于等于1mm大于0.074mm。所述Al2O3-Cr2O3耐火制品，其特征在于所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒是一种烧结料，是由含有Cr2O3成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Al2O3‑Cr2O3耐火制品，Cr2O3和Al2O3的质量之和不小于Al2O3‑Cr2O3耐火制品总质量的90%，且Cr2O3的质量为Al2O3‑Cr2O3耐火制品总质量的20%～65%；是以粒径大于0.074mm的含Cr2O3和Al2O3成分的混合颗粒为骨料和以粒径小于等于0.074mm的含Cr2O3和Al2O3成分的混合粉为粉料，添加结合剂，压制成型后经高温烧制而成；骨料占所述制品总质量的60%~70%，粉料占所述制品总质量的30%~40%；其特征在于：所述Al2O3‑Cr2O3耐火制品的骨料中含有非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒，所述的非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒的中心部位Cr2O3含量低于边缘部位的Cr2O3含量；所述的非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒的粒径为大于1 mm小于等于5 mm；所述的非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒质量为整个骨料总质量的50%~90%；所述非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒中的Cr2O3质量为非均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒质量的5%～50%；所述Al2O3‑Cr2O3耐火制品的骨料中，含有均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒，均质的Al2O3‑Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒粒径小于等于1mm大于0.074mm。...

【技术特征摘要】
1.一种Al2O3-Cr2O3耐火制品，Cr2O3和Al2O3的质量之和不小于Al2O3-Cr2O3耐火制品总质量的90%，且Cr2O3的质量为Al2O3-Cr2O3耐火制品总质量的20%～65%；是以粒径大于0.074mm的含Cr2O3和Al2O3成分的混合颗粒为骨料和以粒径小于等于0.074mm的含Cr2O3和Al2O3成分的混合粉为粉料，添加结合剂，压制成型后经高温烧制而成；骨料占所述制品总质量的60%~70%，粉料占所述制品总质量的30%~40%；其特征在于：所述Al2O3-Cr2O3耐火制品的骨料中含有非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒，所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒是一种人工合成原料，具有不均匀的化学组成，所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的中心部位Cr2O3含量低于边缘部位的Cr2O3含量；所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒的粒径为大于1 mm小于等于5 mm；所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量为整个骨料总质量的50%~90%；所述非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒中的Cr2O3质量为非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒质量的5%～50%；所述Al2O3-Cr2O3耐火制品的骨料中，含有均质的Al2O3-Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒，均质的Al2O3-Cr2O3颗粒或Cr2O3颗粒粒径小于等于1mm大于0.074mm。
2.如权利要求1所述的一种Al2O3-Cr2O3耐火制品，其特征在于所述的非均质的Al2O3-Cr2O3颗粒是一种烧结料，是由含有Cr2O3成分的粉料包覆Cr2O3含量低于粉料Cr2O3含量的颗粒或不含Cr2O3成分的颗粒经高温烧结处理得到；由含有Cr2O3成分的粉料形成的粒料的边缘部位，由不含Cr2O3的颗粒或Cr2O3含量低于粉料Cr2O3含量的颗粒形成粒料的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红刚，闫双志，耿可明，李鹏涛，王刚，王晗，石鹏坤，杜一昊，
申请(专利权)人：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41