[发明专利]一种镁尖晶石锆共晶砂的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及水泥回转窑、RH（真空循环脱气精炼）炉下部槽、浸渍管用耐材，具体是一种镁尖晶石锆共晶砂材料。

背景技术

电熔镁铬共晶砖砂（MgO-Cr₂O₃共晶砖）由于其优越的性能而广泛地用于水泥回转窑、RH炉等。但是，用后电熔镁铬共晶砖会产生致癌物质六价铬，严重地污染了环境和危及人类的健康。随着社会的发展，人们的环保意识观念逐渐增强，开发取代电熔镁铬共晶砂的无铬化材质意义重大。

RH炉下部槽、浸渍管用耐材一直采用再结合镁铬共晶砂，由于它使用条件的残酷性、一直以来，很少有成功的无铬共晶砂，现在国内大型钢厂的无铬化已经大势所趋，宝钢已经明文规定：未来两年以后将全部使用无铬共晶砂，不再使用镁铬共晶砂。因此，解决RH炉苛刻部位的无铬化工作刻不容缓，无铬化不仅要有与再结合镁铬共晶砂相同的使用效果，而且，要求性价比高，这样才具备推广应用的价值。所以说，如果研制出性价比高于再结合镁铬共晶砂的无铬共晶砂对整个炉外精炼的无铬化来说确实是一个巨大的推动，会带来很好的社会和经济效益。

从目前钢厂的无铬化使用效果来看，镁锆砖相对来说是比较理想的，但其成本高，而且还存在抗剥落性差的缺陷，因此，开发性价比高、抗渣侵蚀性能和抗热剥落性能同时优异的无铬砖是研究的热点。但是对于氧化物耐火材料来说，抗渣侵蚀性能与抗热剥落性往往是冲突的，例如，尖晶石抗热剥落性好，但抗RH炉渣侵蚀性差，而镁锆砖抗RH炉渣侵蚀较强，抗热剥落性差，将两者融为一体的方法之一是让尖晶石和锆形成共晶结构。

关于尖晶石和ZrO₂复合材料的研究很多，但是很少有尖晶石-锆共晶结构的报道，因此，本项目的研究具有新颖性和创新性，其也是以后RH炉浸渍管、下部槽无铬化重点发展的方向之一。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种具有尖晶石-ZrO₂共晶结构的新型镁尖晶石锆共晶砂，其性能及价格均优于现有的尖晶石-ZrO₂复合材料以及镁铬材料，并且环保安全，彻底杜绝了六价铬的污染。

本发明主要内容为一种镁尖晶石锆共晶砂的制备方法，包括以下步骤：将30%的电熔镁砂，30%的α-Al₂O₃微粉和40%的电熔单斜锆充分混合后形成混合料，加入结合剂，在200MPa下压成块，于1720℃-1815℃保温12-14h烧成共晶砂，上述比例皆为质量比。

作为优选方案，所述的电熔镁砂粒度≤ 0.074mm，所含MgO≥97%；所述的α-Al₂O₃微粉粒度≤ 5um，所含Al₂O₃ ≥99.50%；所述的电熔单斜锆的粒度≤ 0.0425mm，所含 ZrO₂≥98%。

    作为优选方案，所述的结合剂为1-3%混合料重量的纸浆。

    本发明的有益效果在于：

1环保安全，彻底杜绝了六价铬的污染。

2具备优异的高温强度、抗结构剥落性和抗热震稳定性能、抗渣侵蚀性能，是一种能完全取代再结合镁铬材料而用于RH炉下部槽的很有潜力的无铬化材料。

附图说明

图1是按照实施例1制成的共晶砂SEM图像；

图2是图1中A处的放大图像；

图3是图1中B处的放大图像；

图4是按照实施例3制成的共晶砂SEM图像；

图5是图4中C处的放大图像。

具体实施方式

实施例1

将30%的98大结晶电熔镁砂，30%的α-Al₂O₃微粉和40%的电熔单斜锆充分混合后形成混合料，加入1%混合料重量的纸浆作为结合剂，在200MPa下压成块，于1720℃保温12h烧成共晶砂，上述比例皆为质量比。其中试验用原料的化学组成见表1，试样的配料组成见表2。

表1试验用原料的化学组成(w)