[发明专利]一种氧化铝-氧化铬耐火制品及其制备方法

说明书

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种氧化铝‑氧化铬耐火制品及其制备方法。提出的一种氧化铝‑氧化铬耐火制品，氧化铝‑氧化铬耐火制品的原料包括骨料和基质；骨料包含有白刚玉颗粒、棕刚玉颗粒和氧化铬颗粒；基质为氧化铬细粉、氧化铬微粉、氧化铝细粉或氧化铝微粉中的一种或几种的混合；骨料中还添加有加入有金属Al和金属Cr的铝铬渣颗粒；基质中还加入有铬盐渣的细粉、微粉；本发明对危险废物进行了合理有效的利用，改善了传统铬刚玉砖在一些服役温度需求较低的工业生产中性价比低的问题。

技术领域

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种氧化铝-氧化铬耐火制品及其制备方法。

背景技术

Al2O3-Cr2O3耐火材料（俗称铬刚玉砖，以下统称为铬刚玉砖）是以氧化铝、氧化铬为主要原料生产的一种高性能耐火材料，其具有耐火度高、物理强度高、热震稳定性好、抗侵蚀能力强的特点，在工业使用中耐冲刷、耐侵蚀、耐磨损、抗剥落能力强。在有色冶金、玻璃、石油化工、炭黑、垃圾焚烧行业有着广泛应用。

铬刚玉砖具有优异的抗渣性能，其原因是：氧化铝和氧化铬两种材料中Al3+和Cr3+具有近似的离子半径和价态，符合形成连续固溶体的条件，经反应形成的铝铬固溶体结构稳定、结构强度提升、耐冲刷磨损能力强，有利于砖体抵抗熔渣侵蚀和机械应力损毁；另一方面，Cr2O3的加入，可以增大熔渣与耐火材料间的润湿角，降低熔渣润湿性，且可以与熔渣中的SiO2及其盐作用，提高熔渣粘度，降低熔渣的流动性，有利于砖体抵抗熔渣的渗透。

铬刚玉砖具有十分优异的抗渣性能，可服役于各种条件严苛的工业窑炉中。铬刚玉砖使用电熔氧化铝和电熔氧化铬等高纯原料，它们通常是以高纯的氧化铝粉和氧化铬粉为原料经2000℃电熔法制备的，这些电熔原料具有结晶好、气孔率低、材料性质稳定等特点，但生产成本高；且氧化铝与氧化铬之间虽然在1200℃即可开始固溶，但从1700℃以上才可以形成连续固溶，所以铬刚玉砖的烧成温度需达到1700℃以上并长时间保温。以这种方法制备的铬刚玉砖原料价格高昂，烧成条件苛刻，且在面对一些使用环境和温度要求不高的窑炉中，其具高温性能和抗渣性能得不到充分发挥，严重制约了铬刚玉砖的性价比。

铝热法冶炼金属铬后所产生的废渣（俗称铝铬渣，以下统称为铝铬渣）中存在含量很高的Al2O3和Cr2O3，其他杂质含量低，且其Al2O3和Cr2O3以铝铬固溶体的形式存在，是一种优秀的耐火材料原料。近年来，针对铬刚玉砖存在的原料价格高的问题，通过在原料中添入铝铬渣，降低了铬刚玉砖的原料成本，成为了铬刚玉砖提升性价比的一种途径。但由于铝铬渣为铝热反应冶炼金属铬的副产品，其中存在金属形式的铝和铬，金属单质在高温使用过程中会形成金属塑性相，对铬刚玉砖的使用性能产生负面影响。