[发明专利]一种磷酸盐结合铝碳化硅砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料生产技术领域，特别是涉及一种磷酸盐结合铝碳化硅砖及其制备方法。该铝碳化硅砖可用于混铁炉、化铁炉、铁水罐、铁水包、鱼雷罐等内衬工作层部位。

技术背景

目前，在混铁炉、化铁炉、铁水罐、铁水包、鱼雷罐等内衬工作层部位多采用普通高铝质耐火砖，由于普用高铝耐火砖存在耐压强度较低、气孔较高、抗侵蚀差、耐冲刷性能差等弊病，限制普通高铝耐火砖的大量使用。研究工作者为了满足上述炉窑特殊要求，研究开发了铝碳化硅碳不烧砖、铝铬碳化硅耐火砖等，显著提高了对金属融液抗侵蚀性能。但随着钢铁技术的快速发展，铁水、钢液的净化处理也使得铝碳化硅碳不烧砖、铝铬碳化硅等耐火砖无法完全满足工艺要求。尤其是其抗氧化性能差，使得渣线部位的侵蚀严重，影响窑炉使用寿命，增加劳动强度，运行成本也高且生产工艺复杂、烧成温度高也不利于当今循环经济的发展。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处，在充分利用资源、节能降耗前提下，提供一种磷酸盐结合铝碳化硅砖及其制备方法。该铝碳化硅砖是充分含氧化铬物料和低品位原料，在较低烧成温度下生产成的优质铝碳化硅砖，它可取代现有技术的普通高铝质耐火砖和铝碳化硅碳不烧砖、铝铬碳化硅耐火砖，广泛用于混铁炉、化铁炉、铁水罐、铁水包、鱼雷罐等内衬工作层部位。

本发明目的可通过下述技术方案来实现：

本发明的磷酸盐结合铝碳化硅砖包括下述主料和磷酸盐结合剂；其中所述主料包括下述重量百分比的原料：粒度3～0.088mm的高铝矾土熟料45～68％、粒度小于0.088mm的高铝矾土熟料10～25％、粒度小于0.044mm的高铝矾土熟料4～14％、刚玉0～10％、含氧化铬物料1～5％、碳化硅4～20％、粘土3～8％、二氧化硅微粉2～5％和金属硅1～5％；所述磷酸盐结合剂的加入量为主料重量的4～10％。

本发明中所述的高铝矾土熟料中AI₂O₃的含量≥68％。

所述刚玉的粒度小于0.088mm；所述含氧化铬物料的粒度小于0.044mm；所述碳化硅的粒度小于0.088mm；所述二氧化硅微粉的粒度小于3μm；所述粘土的粒度小于0.088mm；所述金属硅的粒度小于0.044mm。

所述磷酸盐结合剂为液体磷酸二氢铝，其比重为1.45g/cm³～1.49g/cm³。

所述刚玉是白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉或板状刚玉中的任意一种或多种组合；其中白刚玉中AI₂O₃的含量≥98％，亚白刚玉中AI₂O₃的含量≥97％、棕刚玉中AI₂O₃的含量≥95％、板状刚玉中AI₂O₃的含量≥99％。

所述含氧化铬物料为工业氧化铬、高铬砖或铬刚玉砖中的任意一种或多种组合；其中工业氧化铬中Cr₂O₃的含量≥99％、高铬砖中Cr₂O₃的含量≥80％、铬刚玉砖中Cr₂O₃的含量≥15％

所述碳化硅中SiC的含量≥97％，二氧化硅微粉中SiO₂的含量≥97％，金属硅中Si的含量≥97％。

本发明的制备方法如下：

按重量百分比取主料和磷酸盐结合剂，采用传统制砖工艺进行困料、回碾、机压成型、坯体干燥，之后入窑烧制而成，其烧制温度采用为1150℃～1350℃烧成(现有技术的烧制温度为大于1470℃)。

本发明中所述的磷酸盐结合剂可在第一次在困料时加入；也可分为两次加入，第一次在困料时加入，加入量为主料重量的3～9％，困料期间磷酸二氢铝可以反应掉一部分原料中的氧化铁，从而使原料中的杂质降低；剩余部分第二次在回碾料时加入，第二次加入是根据料的干湿情况和塑性情况做适当调整使用。

本发明中所述粒度小于0.044mm的高铝矾土熟料4～14％、粒度小于0.044mm的含氧化铬物料1～5％和粒度小于0.044mm的金属硅1～5％是采用干法共同混磨的方法制备而成的细粉料。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：