专利名称：一种再生铬锆刚玉砖的制备方法
技术领域：
本发明属于耐火材料领域，特别涉及一种再生铬锆刚玉砖的制备方法。
背景技术：
随着我国工业化进程的推进，高温工业也在迅猛发展，因此，对耐火材料的需求量愈来愈大。在耐火砖中加入氧化锆及氧化铬绿，可以增加耐火砖的体积密度，同时提高砖的抗渣浸能力、降低气孔率，但随着耐火砖原材料矿藏资源的减少，耐火砖原材料的价格也在不断提高，并且工业氧化锆和氧化铬绿的价格极其昂贵，从而增加了用氧化锆和氧化铬绿耐火砖的制砖和使用成本，限制了含铬锆耐火砖的推广使用。目前，我国每年使用后高铬砖废弃量在15万吨以上，并且高铬砖的废弃量在逐年累计增加；另外，冶金工业中铝热法生产金属铬会产生大量铝铬渣；这些高铬砖和铝铬渣的堆积存放，不但占用宝贵的土地资源，且对环境造成污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是一种生产成本低、产品质量稳定的用铝铬渣和废弃高铬砖制备再生铬锆刚玉砖的方法，以解决高铬砖和铝铬渣的堆积存放占用土地资源且对环境造成污染的问题。本发明的技术解决方案是
一种再生铬锆刚玉砖的制备方法，其具体步骤是
1、原料制备
将铝铬渣、棕刚玉中至少一种粉碎并分筛成粒度为O 1mm、I 3mm、3 5mm的颗粒
A ；
将铝铬渣粉碎成粒度< O. 088mm的铝铬渣粉料；
将废高铬砖粉碎成粒度< O. 088mm的废高铬砖粉料；
将氧化锆粉碎成粒度< O. 088mm的氧化锆粉料；
所述废高铬砖中Cr2O3彡80wt%, ZrO2彡3wt%，Al2O3彡5wt% ;所述铝铬渣中Cr2O3 ^ 10wt%, Al2O3 ^ 75wt% ；
2、配料砖体成型
按重量份数计，将颗粒A 70份、废高铬砖粉料5份 30份、铝铬渣粉料O份 25份、氧化锆粉料O份 10份混合配料，放入混辗机中，加入6份 10份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为IOmin 15min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度彡3. 3 g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
将湿坯置于干燥窑内干燥处理，干燥温度为40°C 120°C，干燥时间为15h 30h，得干坯；将干坯入高温窑进行烧成，烧成温度为1450°C 1750°C，烧成时间为80h 120h，得到再生铬锆刚玉砖。
配料时,按重量份数计，所述颗粒A组成是粒度为O Imm的颗粒5份 10份、粒度为I 3mm的颗粒30份 45份、粒度为3 5mm的颗粒20份 30份。所述棕刚玉中Al2O3的质量百分含量彡90%。所述颗粒A为铝铬渣颗粒和棕刚玉颗粒，且分别由铝铬渣、棕刚玉粉碎并分筛制得。所述烧成温度为1550°C 1700°C，烧成时间为IOOh 120h，以提高结合剂的结合强度。所述废高铬砖为作为德士古煤气化炉耐火衬使用后的废弃高铬砖。 所述铝铬渣为铝热法生产金属铬所产生的工业废渣。本发明的有益效果是
以铝铬渣、废弃高铬砖为主要原料，成本低廉，解决了我国耐火原料紧张、价格居高不下的现状，且利用废弃原料生产，节约了废料堆积占用的土地资源，避免了因废料堆放而导致的环境污染；将招铬洛、棕刚玉粉碎并分筛成O 1mm、I 3mm、3 5mm三种粒度,这样既保证了再生铬锆刚玉砖的外观，又最大限度的保证了其体积密度；以磷酸或磷酸二氢铝为结合剂，废弃高铬砖与棕刚玉、铝铬渣结合强度高，在高温状态下结合，形成铝铬尖晶石、铬锆尖晶石，提高了砖的结合强度、耐磨性以及抗侵蚀能力；再生铬锆刚玉砖的化学成分和理化指标如表I所示，产品质量稳定。表I再生铬锆刚玉砖化学成分和理化指标_
项目_指标_
%50 90
Ci~C),%5 30
ZrOa%I 15
显气孔率％15
体积密度_g/cm3_3. 3 3. 5
胥M耐压强度 MPa_ 90 130
荷重软化温度 V~1700
热震稳定性(KXXTC水冷)次￥~2
夏民￥度|8级以上
具体实施例方式实施例I
1、原料制备
取Cr2O3彡10wt%, Al2O3彡75wt%的铝热法生产金属铬产生的工业废渣铝铬渣，粉碎并分筛成粒度为O 1mm、I 3mm、3 5mm的招铬禮:颗粒；
取Cr2O3 ^ 10wt%, Al2O3 ^ 75wt%铝热法生产金属铬产生的工业废渣铝铬渣，粉碎成粒度< O. 088mm的铝铬渣粉料；
取Cr2O3彡80wt%, ZrO2彡3wt%, Al2O3彡5wt%, TiO2彡lwt%的德士古煤气化炉耐火衬使用后的废高铬砖，去除渣浸层，粉碎成粒度< O. 088mm的废高铬砖粉料；
2、配料砖体成型
将粒度为O Imm的招铬洛颗粒10kg、Imm 3mm的招铬洛颗粒30kg、3mm 5mm的招铬渣颗粒30kg、铬渣粉料25kg、废高铬砖粉料5kg，用微机配料，加入质量百分比浓度为85%的磷酸溶液7. Ikg,在规格为Φ 1600mmX 4500mm的湿碾机内进行混辗15min,将混辗的物料用压力为200MPa的摩擦压砖机压制成型,制成体积密度为3. 36g/cm3的湿还；
3、干燥及烧成
将湿坯置于干燥窑内干燥处理，在40°C下烘干30h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，在1450°C下高温烧成80h，得再生铬锆刚玉砖。实施例2
1、原料制备
取Cr2O3彡10wt%, Al2O3彡75wt%的铝热法生产金属铬产生的工业废渣铝铬渣，粉碎并分筛成粒度为O 1mm、I 3mm、3 5mm的招铬禮:颗粒；
取Al2O3彡90wt%的棕刚玉，粉碎并分筛成粒度为O 1mm、I 3mm、3 5mm的棕刚玉颗粒；·
取Cr2O3彡80wt%、Zr02彡3 wt%、Al2O3彡5wt%、Ti02彡lwt%的德士古煤气化炉耐火衬使用后的废高铬砖，去除渣浸层，粉碎成粒度< O. 088mm的废高铬砖粉料；
取氧化锆粉碎成粒度< O. 088mm的氧化锆粉料；
2、配料砖体成型
将粒度为O Imm的招铬洛颗粒10kg、Imm 3mm的招铬洛颗粒45kg、3mm 5mm的铝铬渣颗粒20kg、粒度为Imm 3 mm的棕刚玉颗粒45kg、粒度为3mm 5mm的棕刚玉颗粒20kg、高铬砖粉料40kg、氧化锆粉料20kg，用微机配料，加入质量百分比浓度为85%的磷酸二氢招溶液14. 2kg,在规格为Φ 1600mmX 4500mm湿碾机内进行混辗IOmin,将混辗的物料用压力为200MPa的摩擦压砖机压制成型,制成体积密度为3. 35g/cm3的湿还；
3、干燥及烧成
将湿坯置于干燥窑内干燥处理，在80°C下烘干24h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，在1550°C下高温烧成100h，得再生铬锆刚玉砖。实施例3
1、原料制备
取Al2O3彡90wt%的棕刚玉，粉碎并分筛成粒度为O 1mm、I 3mm、3 5mm的棕刚玉颗粒；
取Cr2O3 ^ 10wt%, Al2O3 ^ 75wt%铝热法生产金属铬产生的工业废渣铝铬渣，粉碎成粒度< O. 088mm的铝铬渣粉料；
取Cr2O3彡80wt%、Zr02彡3 wt%、Al2O3彡5wt%、Ti02彡lwt%的德士古煤气化炉耐火衬使用后的废高铬砖，去除渣浸层，粉碎成粒度< O. 088mm的废高铬砖粉料；
取氧化锆粉碎成粒度< O. 088mm的氧化锆粉料；
2、配料砖体成型
将粒度为O Imm的棕刚玉颗粒10kg、粒度为Imm 3 mm的棕刚玉颗粒30kg、粒度为3mm 5mm的棕刚玉颗粒30kg、铝铬渣粉料10kg、废高铬砖粉料15kg、氧化锆粉料5kg，用微机配料，加入质量百分比浓度为85%的磷酸溶液10kg，在规格为Φ 1600mmX 4500mm湿碾机内进行混辗，IOmin后，将混辗的物料用压力为200MPa的摩擦压砖机压制成型，制成体积密度为3. 45 g/cm3的湿还；
3、干燥及烧成
将湿坯置于干燥窑内干燥处理，在120°C下烘干15h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，在1750°C下高温烧成120h，得再生铬锆刚玉砖。实施例4
1、原料制备
取Al2O3彡90wt%的棕刚玉，粉碎并分筛成粒度为O 1mm、I 3mm、3 5mm的棕刚玉颗粒；
取Cr2O3彡80wt%、Zr02彡3 wt%、Al2O3彡5wt%、Ti02彡lwt%的德士古煤气化炉耐火衬使用后的废高铬砖，去除渣浸层，粉碎成粒度< O. 088mm的废高铬砖粉料；
2、配料砖体成型
将粒度为O Imm的棕刚玉颗粒5kg、粒度为Imm 3 mm的棕刚玉颗粒45kg、粒度为3mm 5mm的棕刚玉颗粒20kg、高铬砖粉料30kg，用微机配料，然后加入质量百分比浓度为85%的磷酸二氢招溶液11. 7kg ;在规格为Φ 1600mmX 4500mm湿碾机内进行混辗，12min后，将混辗的物料用压力为200MPa的摩擦压砖机成型，制成体积密度为3. 35g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
将湿坯置于干燥窑内干燥处理，在120°C下烘干30h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，在1700°C下高温烧成120h，得再生铬锆刚玉砖。实施例I 实施例6制得的再生铬锆刚玉砖化学成分和理化指标如表2所示
表权利要求
1. 一种再生铬锆刚玉砖的制备方法，其特征在于具体步骤是 I. I、原料制备 将铝铬渣、棕刚玉中至少一种粉碎并分筛成粒度为O 1mm、I 3mm、3 5mm的颗粒A ； 将铝铬渣粉碎成粒度< O. 088mm的铝铬渣粉料； 将废高铬砖粉碎成粒度< O. 088mm的废高铬砖粉料； 将氧化锆粉碎成粒度< O. 088mm的氧化锆粉料； 所述废高铬砖中Cr2O3彡80wt%, ZrO2彡3wt%，Al2O3彡5wt% ;所述铝铬渣中Cr2O3 ^ 10wt%, Al2O3 ^ 75wt% ； I. 2、配料砖体成型 按重量份数计，将颗粒A 70份、废高铬砖粉料5份 30份、铝铬渣粉料O份 25份、氧化锆粉料O份 10份混合配料，放入混辗机中，加入6份 10份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为IOmin 15min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度彡3. 3 g/cm3的湿坯； 1.3、干燥及烧成 将湿坯置于干燥窑内干燥处理，干燥温度为40°C 120°C，干燥时间为15h 30h，得干坯；将干坯入高温窑进行烧成，烧成温度为1450°C 1750°C，烧成时间为80h 120 h，得到再生铬锆刚玉砖。
2.根据权利要求I所述的再生铬锆刚玉砖的制备方法，其特征在于配料时，按重量份数计，所述颗粒A组成是粒度为O Imm的颗粒5份 10份、粒度为I 3mm的颗粒30份 45份、粒度为3 5mm的颗粒20份 30份。
3.根据权利要求I所述的再生铬锆刚玉砖的制备方法，其特征在于所述棕刚玉中Al2O3的质量百分含量彡90%。
4.根据权利要求I或2所述的再生铬锆刚玉砖的制备方法，其特征在于所述颗粒A为铝铬渣颗粒和棕刚玉颗粒，且分别由铝铬渣、棕刚玉粉碎并分筛制得。
5.根据权利要求I所述的再生铬锆刚玉砖的制备方法，其特征在于所述烧成温度为1550。。 1700°C，烧成时间为 IOOh 120h。
6.根据权利要求I所述的再生铬锆刚玉砖的制备方法，其特征在于所述废高铬砖为作为德士古煤气化炉耐火衬使用后的废弃高铬砖。
7.根据权利要求I所述的再生铬锆刚玉砖的制备方法，其特征在于所述铝铬渣为铝热法生产金属铬所产生的工业废渣。
全文摘要
一种再生铬锆刚玉砖的制备方法，将铝铬渣、棕刚玉中至少一种粉碎并分筛成粒度为0～1mm、1～3mm、3～5mm的颗粒A；将铝铬渣、废高铬砖、氧化锆粉分别粉碎成粒度≤0.088mm的铝铬渣粉料、废高铬砖粉料、氧化锆粉料；按重量份数计，将颗粒A70份、废高铬砖粉料5份～30份、铝铬渣粉料0份～25份、氧化锆粉料0份～10份混合，加入6份～10份的结合剂，进行混辗，压制成型，干燥，烧成，得再生铬锆刚玉砖。其优点成本低廉，节约了废料堆积占用的土地资源，避免了环境污染；提高了再生铬锆刚玉砖的结合强度、耐磨性以及抗侵蚀能力，产品质量稳定。
文档编号C04B35/622GK102898160SQ201210394730
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者彭霞, 刘晨光 申请人:锦州英明耐火材料有限公司