一种刚玉化工陶瓷预制砖块及其制备方法与流程

本发明涉及一种有色金属冶炼领域用于钼铁炉的耐火材料及其制备方法，具体地，涉及一种刚玉化工陶瓷预制砖块及其制备方法。

背景技术：

1、耐火材料一般分为两种，即不定型耐火材料和定型耐火材料。不定型耐火材料也叫浇注料，是由多种骨料或集料和一种或多种粘和剂组成的混合粉状颗料，使用时必须和一种或多种液体配合搅拌均匀，具有较强的流动性。定型耐火材料一般指耐火砖，其形状有标准规则，也可以根据需要筑切时临时加工。

2、耐火砖简称火砖，是用耐火黏土或其他耐火原料烧制成的耐火材料，主要用于砌冶炼炉，按形状和尺寸可分为标准型砖、普通砖、特异型砖等。耐火砖还可用作建筑窑炉和各种热工设备的高温建筑材料和结构材料，并在高温下能经受各种物理化学变化和机械作用。

3、在有色金属行业使用的耐火砖主要有镁铬耐火砖、碳化硅质耐火砖、刚玉耐火砖及高铝耐火砖等。

4、有色金属用工业炉的反应室和熔炼室，就需要使用各种类型的耐火材料做内衬。提炼原生金属的大型炉子一般均用耐火砖，小型的重熔炉、保温炉和浇铸炉则主要用不定型耐火材料。

5、耐火炉衬的使用寿命取决于很多因素，包括：熔融金属的侵蚀，氧化物、炉渣和熔融盐的侵蚀，气氛和蒸汽的作用等。例如，耐火炉衬的浸渍和渣化，会对耐火材料的热稳定性和高温强度产生不利影响，引起裂纹和剥落；熔融金属的强烈渗透和进入砖缝，则会使整个炉墙有鼓起的危险等。

6、现有的一些有色金属冶炼设备，包括钼铁冶炼炉，如果使用传统的高铝砖、黏土砖等耐火材料，是无法满足钼铁日常冶炼的相应需求的。因为这些传统的耐火材料存在寿命短、无法长期使用，需要频繁修炉顶，穿炉跑铁风险高，以及高铝砖、黏土砖易沾黏冶炼过程中的杂质等问题，造成耐火材料被侵蚀熔损和渗透变质。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于有色金属冶炼特别是钼铁炉的刚玉化工陶瓷预制砖块耐火材料及其制备方法，能够解决现有问题，延缓冶炼炉的侵蚀速度，延长耐火材料使用寿命。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，该制备方法包含：步骤1、选择原料，按比例进行计量配料；各原料包含：烧结刚玉、电熔刚玉、电熔刚玉粉、铬刚玉粉、锆刚玉粉、氧化铬、纳米复合材料、添加剂；步骤2、将各原料混合，通过机械搅拌均匀；步骤3、将混合后的散装料进行计量，并按照需要，等分成若干份待用，同时进行抽样检验；步骤4、根据所需的耐火材料的规格和形状，设计制作模具，然后将步骤3所得的散装料在模具中浇筑成型，得到预制砖样，并进行抽样检验；步骤5、将步骤4所得的预制品进行常养和干燥；步骤6、分批对步骤5所得的养护后的预制品砖进行烧结；步骤7、将烧结后的砖体进行低温烘烤，然后降至室温，再进行质量检验；步骤8、使检验后的合格品进入包装工序，并在包装完成后，进行入库。

3、上述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，所述的步骤1中，按质量百分比计，各原料由以下成分组成：烧结刚玉15-20％、电熔刚玉45-50％、电熔刚玉粉10-12％、铬刚玉粉5-10％、锆刚玉粉3-5％、氧化铬0.5-6％、纳米复合材料2-3％，以及添加剂7-13％。

4、上述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，所述的烧结刚玉的粒径为8-5mm，电熔刚玉的粒径为5-0mm；电熔刚玉粉的粒度为325目，铬刚玉粉的粒度为200目，锆刚玉粉的粒度为250目；氧化铬的粒径为50-200μm。

5、上述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，所述的纳米复合材料为sio2纳米粉体材料；添加剂为德国产的巴斯夫水性分散剂。

6、上述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，所述的步骤2，将颗粒料和干粉料加入搅拌机中，通过机械混合5-10min，再加入水性分散剂，混碾20-30min，至泥料均匀后出料。

7、上述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，所述的步骤4，将混碾好的泥料倒入模具内，通过机械振动翻浆脱泡，至没有气泡排出后，机压成型，得到预制的粗砖坯。

8、上述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，所述的步骤5，将预制的粗砖坯放置在恒温恒湿的环境中，根据所需的工艺要求进行养护30-40h，然后脱模，并在90-120℃的温度下，干燥24-48h。

9、上述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，所述的步骤6，以50-80℃/h的温度，逐渐升温至1150℃进行烧结，持续的时间为50-70h。

10、上述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其中，所述的步骤7，低温烘烤的温度为110℃，时间为6-10h。

11、本发明还提供了一种上述的方法制备的刚玉化工陶瓷预制砖块。

12、本发明提供的一种刚玉化工陶瓷预制砖块及其制备方法的具有以下优点：

13、1.本发明制备的刚玉化工陶瓷预制砖块，用作耐火材料时，具有高纯度、耐烧难熔化，抗热震性能良好等特点。

14、2.本发明所得的耐火材料，在工作温度下，可生成复合相，形成动态抗渗透隔离层，延缓侵蚀速度。

15、3.本发明的刚玉砖，在同样的周期中，使用寿命比其他现有的耐火砖能够延长2～3倍，对生产过后的沾渣情况进行比对，明显可见本发明的耐火材料沾渣少，能够使工人的劳动强度降低的同时，耐火材料本身不易变质、熔损。

技术特征：

1.一种刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，该制备方法包含：

2.如权利要求1所述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，按质量百分比计，各原料由以下成分组成：烧结刚玉15-20％、电熔刚玉45-50％、电熔刚玉粉10-12％、铬刚玉粉5-10％、锆刚玉粉3-5％、氧化铬0.5-6％、纳米复合材料2-3％，以及添加剂7-13％。

3.如权利要求2所述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，所述的烧结刚玉的粒径为8-5mm，电熔刚玉的粒径为5-0mm；电熔刚玉粉的粒度为325目，铬刚玉粉的粒度为200目，锆刚玉粉的粒度为250目；

4.如权利要求2所述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，所述的纳米复合材料为sio2纳米粉体材料；添加剂为德国产的巴斯夫水性分散剂。

5.如权利要求1所述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，所述的步骤2，将颗粒料和干粉料加入搅拌机中，通过机械混合5-10min，再加入水性分散剂，混碾20-30min，至泥料均匀后出料。

6.如权利要求1所述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，所述的步骤4，将混碾好的泥料倒入模具内，通过机械振动翻浆脱泡，至没有气泡排出后，机压成型，得到预制的粗砖坯。

7.如权利要求1所述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，所述的步骤5，将预制的粗砖坯放置在恒温恒湿的环境中，根据所需的工艺要求进行养护30-40h，然后脱模，并在90-120℃的温度下，干燥24-48h。

8.如权利要求1所述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，所述的步骤6，以50-80℃/h的温度，逐渐升温至1150℃进行烧结，持续的时间为50-70h。

9.如权利要求1所述的刚玉化工陶瓷预制砖块的制备方法，其特征在于，所述的步骤7，低温烘烤的温度为110℃，时间为6-10h。

10.一种如权利要求1～9中任意一项所述的方法制备的刚玉化工陶瓷预制砖块。

技术总结本发明公开了一种刚玉化工陶瓷预制砖块及其制备方法，该方法包含：步骤1、进行计量配料；原料包含：烧结刚玉、电熔刚玉、电熔刚玉粉、铬刚玉粉、锆刚玉粉、氧化铬、纳米复合材料、添加剂；步骤2、将原料混合，机械搅拌；步骤3、将混合后的散装料进行计量，进行抽样检验；步骤4、设计制作模具，然后将散装料浇筑成型，并抽样检验；步骤5、将预制品进行常养；步骤6、分批对养护后的预制品砖进行烧结；步骤7、将烧结后的砖体进行低温烘烤，再进行质量检验；步骤8、合格品进入包装工序，然后进行入库。本发明还提供了该方法制备的刚玉化工陶瓷预制砖块。本发明制备的耐火砖能够延缓侵蚀速度，在冶炼过程中不易粘渣，使用寿命显著延长。技术研发人员：张铁汉,赵国强,陈战伟,郑春伟,陈昌峰受保护的技术使用者：郑州润立得新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5