阅读说明：本技术 一种rh炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖及其制备方法 (A kind of RH furnace upper slot periclase-chrome corundum brick and preparation method thereof ) 是由 卢咏明 陈海山 张小红 崔任渠 郁书中 彭学峰 赵杰夫 汪朝晖 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及RH炉用耐火材料技术领域,涉及一种RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖及其制备方法,该方镁石-铬刚玉砖包括如下质量百分比的组分：35-65％的烧结镁砂颗粒、10-35％铬刚玉颗粒、10-17％镁砂细粉、5-10％的镁铝尖晶石细粉、2-6％结合剂和1-4％的抗氧化剂,所述铬刚玉为工业废料,通过优化组分、含量,得到成本降低,性能和当前RH炉用上部槽砖相当的RH炉上部槽砖,工业应用发现,使用寿命比原来RH砖提高5-10炉,生产成本每吨较原来低约600元。(The present invention relates to RH furnace technical field of refractory materials, it is related to a kind of RH furnace upper slot periclase-chrome corundum brick and preparation method thereof, periclase-the chrome corundum brick includes the component of following mass percent: the magnesite clinker particle of 35-65%, 10-35% pink fused alumina particle, 10-17% magnesia powder, the magnesium aluminate spinel fine powder of 5-10%, the antioxidant of 2-6% bonding agent and 1-4%, the pink fused alumina is industrial waste, by optimizing component, content, obtain cost reduction, performance and the current RH furnace comparable RH furnace upper slot brick of upper slot brick, industrial application discovery, service life improves 5-10 furnace than original RH brick, production cost is per ton relatively low about 600 yuan original.)

一种RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及RH炉用耐火材料技术领域，涉及一种RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖及其制备方法，具体涉及一种采用电熔镁砂、铬刚玉等为主要原料制备RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖的方法。

背景技术

RH精炼炉冶炼环境相比钢包、中包都更为苛刻，在RH精炼炉中上部槽部位对耐火材料的要求相对较低，目前一般采用较低品味电熔镁砂或中档镁砂作为主要生产原料，但随着近两年，耐火原材料价格的波动和攀长，尤其是镁砂类原料早已从曾经的2000元/吨上涨至8000元/吨，甚至更高。这就给耐火材料生产企业带来更大的生产压力，为了进一步缓解生产压力，企业通过技术降本寻求出路。

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。该铬刚玉与其他通过添加氧化铬及氧化铝生产的产品。

本发明通过以烧结镁砂、铬刚玉作为骨料，镁砂细粉、镁尖晶石细粉作为基质，同时添加适量结合剂、抗氧化剂，经混碾、搅拌、压制、烘烤而制备出一种RH炉用方镁石-铬刚玉砖。

发明内容

本发明目的在于利用铬刚玉这一新型废弃原料，开发一种性能稳定、强度较高，生产成本较低，且能完全替代目前RH炉用上部槽砖的方镁石-铬刚玉砖。

具体的，本发明公开了一种RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖，其特征在于，该方镁石-铬刚玉砖包括如下质量百分比的组分：35-65％的烧结镁砂颗粒、10-35％铬刚玉颗粒、10-17％镁砂细粉、5-10％的镁铝尖晶石细粉、2-6％结合剂和1-4％的抗氧化剂。

优选的，烧结镁砂颗粒质量百分比为35-50％。

优选的，铬刚玉颗粒质量百分比为20-35％。

优选的，镁砂细粉质量百分比为10-15％。

优选的，镁铝尖晶石细粉质量百分比为5-8％。

优选的，结合剂质量百分比为2-5％。

优选的，抗氧化剂质量百分比为1-3％。

优选的，所述烧结镁砂粒径组成为5-3mm，3-1mm、1-0mm，MgO％≥94％，各粒径镁砂质量百分比分别为5-3mm颗粒15-20％，3-1mm颗粒10-25％，1-0mm颗粒10-25％。

优选的，所述铬刚玉颗粒为铝铬渣，粒径组成为3-1mm、1-0mm，各粒径铬刚玉质量百分比分别为3-1mm铬刚玉颗粒5-20％，1-0mm铬刚玉颗粒5-15％。

优选的，所述镁砂细粉为电熔镁砂，MgO％≥96％，粒径<61μm。

优选的，所述镁铝尖晶细粉可以为电熔镁铝尖晶石，粒径<45μm，MgO％≥76％。

优选的，所述结合剂为镁铝凝胶结合剂。

优选的，所述抗氧化剂为市售铝锰合金粉。

另一方面，本发明还公开了上述任一项所述的RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖的制备方法，包括：混碾，先加入低品位镁砂颗粒、铬刚玉颗粒混合料至搅拌机内，搅拌均匀后，加入1％-1.5％水，继续搅拌均匀后加入镁砂细粉、镁铝尖晶石细粉、结合剂及抗氧化剂混合料，继续混合20-25min即可出料，所出泥料可立即压机压砖，经压制的砖坯室内自然养护24h-36h后，送至烘烤窑烘烤，烘烤温度220-280℃，保温时间24-36h，烘烤结束待砖坯冷却后即可包装入库。

本发明各组分在限定的用量范围内协同作用，不仅降低制造成本，还具与目前RH炉用上部槽砖相当的性能，本发明生产的RH上部槽砖，使用寿命比原来RH砖提高5-8炉，生产成本每吨较原来低400-600元。

此外，本发明还具有如下有益效果：

(1)首次将铬刚玉原料引入RH炉用耐火材料中，开发出方镁石-铬刚玉砖；

(2)以工业废料铬刚玉为原料，降低了RH砖上部槽生产成本；

(3)引入铬刚玉中的铬与铝为固溶体，不会析出和释放铬元素，对环境产生危害；

(4)采用水作为结合剂，生产过程无污染或有害气体产生，且生产工序简单；

(5)引入的铬刚玉熔点高，热震性好，明显提高砖坯高温指标。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。所描述的实施例及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

一种RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖，由如下组分和含量组成：烧结镁砂颗粒(MgO％≥94％)粒径为5-3mm的质量百分比为15％、粒径为3-1mm的质量百分比为25％、粒径为1-0mm的质量百分比为25％；铬刚玉(铝铬渣)粒径为3-1mm的质量百分比为5％、粒径为1-0mm的质量百分比为5％；电熔镁砂细粉(MgO％≥96％)粒径小于240目(61μm)，质量百分比为17％，电熔镁铝尖晶石(MgO％≥76％)粒径小于325目(45μm)质量百分比为5％，镁铝凝胶结合剂质量百分比2％，抗氧化剂市售铝锰合金粉质量百分比1％。

RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖通过如下方法制备而成：

根据粒度规格要求制料；然后按照每碾600kg混碾，先加入烧结镁砂颗粒、铬刚玉颗粒混合料至搅拌机内，搅拌2min后，加入1.2-1.3％的水，继续搅拌1min后加入镁砂细粉、镁铝尖晶石细粉、结合剂及抗氧化剂混合料，继续搅拌25min即可出料，所出泥料可立即压机压砖，经压制的砖坯室内自然养护24h后，送至烘烤窑烘烤，烘烤温度220℃，保温时间24h，烘烤结束即可得到成品砖。

成品砖性能指标：

使用效果：

按照实施例1生产的RH砖上部槽砖在国内某250吨RH炉使用，使用寿命最高可达到308炉，生产成本较原RH上部槽砖每吨节约200元。

实施例2

一种RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖，由如下组分和含量组成：烧结颗粒粒径为5-3mm的质量百分比为20％、粒径为3-1mm的质量百分比为10％、粒径为1-0mm的质量百分比为20％；铬刚玉粒径为3-1mm的质量百分比为15％、粒径为1-0mm的质量百分比为5％；电熔镁砂细粉粒径小于240目，质量百分比为15％，电熔镁铝尖晶石粒径小于325目质量百分比为8％，镁铝凝胶结合剂质量百分比4.5％，抗氧化剂铝锰合金粉质量百分比2.5％。

RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖通过如下方法制备而成：

根据粒度规格要求制料；然后每碾600kg混碾，先加入烧结镁砂颗粒、铬刚玉颗粒混合料至搅拌机内，搅拌2min后，加入1.3％的水，继续搅拌1min后加入镁砂细粉、镁铝尖晶石细粉、结合剂及抗氧化剂混合料，继续搅拌25min即可出料，所出泥料可立即压机压砖，经压制的砖坯室内自然养护24h后，送至烘烤窑烘烤，烘烤温度240℃，保温时间28h，烘烤结束即可得到成品砖。

成品砖性能指标：

使用效果：

按照实施例2生产的RH砖上部槽砖在国内某250吨RH炉使用，使用寿命最高可达到312炉，生产成本较原RH上部槽砖每吨节约500元。

实施例3

一种RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖，由如下组分和含量组成：烧结颗粒粒径为5-3mm的质量百分比为15％、粒径为3-1mm的质量百分比为10％、粒径为1-0mm的质量百分比为10％；铬刚玉粒径为3-1mm的质量百分比为20％、粒径为1-0mm的质量百分比为15％，电熔镁砂细粉粒径小于240目，质量百分比为10％，电熔镁铝尖晶石粒径小于325目质量百分比为10％，镁铝凝胶结合剂质量百分比6％，抗氧化剂铝锰合金粉质量百分比4％。

RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖通过如下方法制备而成：

根据粒度规格要求制料；然后每碾600kg混碾，先加入烧结镁砂颗粒、铬刚玉颗粒混合料至搅拌机内，搅拌2min后，加入1.3％的水，继续搅拌1min后加入镁砂细粉、镁铝尖晶石细粉、结合剂及抗氧化剂混合料，继续搅拌20min即可出料，所出泥料可立即压机压砖，经压制的砖坯室内自然养护24h后，送至烘烤窑烘烤，烘烤温度280℃，保温时间36h，烘烤结束即可得到成品砖。

成品砖性能指标：

使用效果：

按照实施例3生产的RH砖上部槽砖在国内某250吨RH炉使用，使用寿命最高可达到313炉，生产成本较原RH上部槽砖每吨节约600元。

对比例1：

与实施例1比较，不引入铬刚玉颗粒的原RH炉上部槽用方镁石-尖晶石砖，烧结镁砂颗粒(MgO％≥94％)粒径为5-3mm的质量百分比为15％、粒径为3-1mm的质量百分比为30％、粒径为1-0mm的质量百分比为30％；电熔镁砂细粉(MgO％≥96％)粒径小于240目，质量百分比为17％，电熔镁铝尖晶石(MgO％≥76％)粒径小于325目质量百分比为5％，镁铝凝胶结合剂质量百分比2％，抗氧化剂铝锰合金粉质量百分比1％。

RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖制备方法同实施例1，混碾量参照实施例1。

产品砖性能指标：

使用效果：

对比例1为原RH砖上部槽配比，在国内某250吨RH炉使用，寿命最高可达到303炉。与实施例1比较，引入少量铬刚玉颗粒，RH上部槽砖各项性能指标有提高，使用寿命有提高。

对比例2：

与实施例1比较，引入8％的铬刚玉颗粒，其组分组成为：烧结镁砂颗粒(MgO％≥94％)粒径为5-3mm的质量百分比为15％、粒径为3-1mm的质量百分比为22％、粒径为1-0mm的质量百分比为22％；粒径为3-1mm铬刚玉颗粒4％，粒径为1-0mm铬刚玉颗粒4％；电熔镁砂细粉(MgO％≥96％)粒径小于240目，质量百分比为17％，电熔镁铝尖晶石(MgO％≥76％)粒径小于325目质量百分比为5％，镁铝凝胶结合剂质量百分比2％，抗氧化剂铝锰合金粉质量百分比1％。

RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖制备方法同实施例1，混碾量参照实施例1。

成品砖性能指标：

使用效果：

在国内某250吨RH炉使用，寿命最高可达到305炉，与实施例1比较，引入少量铬刚玉颗粒，RH上部槽砖各项性能指标有下降，使用寿命略有降低。

对比例3：

与实施例3比较，提高铬刚玉颗粒加入量至40％，其余组分和含量不变。RH砖成分按重量百分比为：烧结颗粒粒径为5-3mm的质量百分比为15％、粒径为3-1mm的质量百分比为10％、粒径为1-0mm的质量百分比为10％；铬刚玉粒径为3-1mm的质量百分比为20％，粒径为1-0mm的质量百分比为20％，电熔镁砂细粉粒径小于240目，质量百分比为10％，电熔镁铝尖晶石粒径小于325目质量百分比为10％，镁铝凝胶结合剂质量百分比6％，抗氧化剂铝锰合金粉质量百分比4％。

RH炉上部槽用方镁石-铬刚玉砖制备方法同实施例3，混碾量参照实施例3。

成品砖性能指标：

与实施例3比较，提高铬刚玉加入量，常温指标有下降，但高温抗折性能明显下滑，该方案生产的RH上部槽砖在钢厂试用后，使用寿命只有290炉，未能达到钢厂295炉使用寿命要求。

对比例4：

与实施例1相比较，不添加抗氧化剂，其余组分和用量均相同。

RH上部槽砖生产工艺同实施例1，混碾量参照实施例1。

成品砖性能指标：

该上部槽砖密度3.19g/cm³，没有达到要求3.20g/cm³，且高温和常温耐压指标偏低。

对比例5：

与实施例1相比较，添加1％结合剂，其余组分和用量均相同。其组分和含量组成为：烧结镁砂颗粒(MgO％≥94％)粒径为5-3mm的质量百分比为15％、粒径为3-1mm的质量百分比为25％、粒径为1-0mm的质量百分比为25％；铬刚玉粒径为3-1mm的质量百分比为5％、粒径为1-0mm的质量百分比为5％，电熔镁砂细粉(MgO％≥96％)粒径小于240目，质量百分比为17％，电熔镁铝尖晶石(MgO％≥76％)粒径小于325目质量百分比为5％，镁铝凝胶结合剂质量百分比1％，抗氧化剂铝锰合金粉质量百分比1％。

RH上部槽砖生产工艺同实施例1，混碾量参照实施例1。

成品砖性能指标：

该上部槽砖密度3.19g/cm³，没有达到要求3.20g/cm³，且高温和常温耐压指标偏低，生产过程中泥料结合性略差。

对比例6

与实施例3比较，将抗氧化剂提高至5％，其余组分和用量均不变(同对比例5)。

RH上部槽砖生产工艺同实施例3，混碾量参照实施例3。

成品砖性能指标：

与实施例3比较，提高抗氧化剂含量，指标并未有所提高。

对比例7

与实施例3比较，将结合剂提高至7％，其余组分和用量均不变(同对比例5)。

RH上部槽砖生产工艺同实施例3，混碾量参照实施例3。

性能指标：

与实施例3比较，提高抗氧化剂，指标有所下滑。