[发明专利]一种有色重金属冶炼用复合尖晶石锆耐火材料

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体的涉及一种用于有色重金属冶炼的复合尖晶石锆耐火材料。

背景技术

有色重金属（主要指铜、铅、锌、锡等）冶炼用耐火材料的损毁机理主要是铁橄榄石熔渣的侵蚀、高温熔体的冲刷及由于金属熔体渗透而造成的结构剥落，因此，要求耐火材料具有良好的抗熔渣侵蚀、抗高温熔体冲刷及抗金属熔体渗透性能，同时还应具有足够的热震稳定性。

有色重金属冶炼用耐火材料已由最初的镁砖、镁铝砖发展到如今的镁铬砖，镁铬砖具有较好的抗熔渣侵蚀性能，但其抵抗高温熔体冲刷和金属熔体渗透性能较差，同时存在严重的铬污染问题，随着环保要求的日益严格，耐火材料无铬化是一种必然趋势。在炼钢工艺中耐火材料无铬化已经取得较大进度，但在有色重金属冶炼中由于熔渣比较稀，SiO₂含量高，耐火材料的蚀损非常严重，到目前为止Cr₂O₃含量在18-24%之间的镁铬砖仍是有色重金属冶炼中最常用的耐火材料。  

有色重金属冶炼用耐火材料还有铬铝质和铝铬锆质耐火材料，是以刚玉和铬矿为主要原料，其原理是形成Al₂O₃-Cr₂O₃共溶体，虽然具有良好的抵抗高温熔体冲刷性能，但其抵抗有色重金属冶炼熔渣侵蚀的性能较差，且采用倒烟窑烧结，生产周期长、热效率低、污染环境。

曾有人尝试把在炼钢行业使用非常好的镁碳砖应用于有色重金属冶炼行业，但不能成功，原因在于有色冶炼的氧分压远远高于炼钢，炼铜转炉的氧分压Po₂=2.3×10^-7kPa，炼钢转炉的氧分压Po₂=5.6×10^-15kPa，表明炼铜转炉内氧压比炼钢转炉内氧压大7~8个数量级，因此，镁碳砖不可能应用于有色重金属冶炼行业。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种铬含量低、具有良好的抗熔渣侵蚀、抗高温熔体冲刷及抗金属熔体渗透性能的复合尖晶石锆耐火材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种有色重金属冶炼用复合尖晶石锆耐火材料，由以下原料按重量份配比制成：

5mm～0mm刚玉砂      30～45份、5mm～0mm镁铬砂10～30份、

3mm～1mm镁铝尖晶石砂15～25份、3mm～0mm镁砂   7～20份、

≤0.045mm铬绿            1～5份，≤0.045mm二氧化锆 2～8份；

结合剂为磷酸二氢铝液体，其加入量为上述物质总重量的3～15％。

上述一种有色重金属冶炼用复合尖晶石锆耐火材料的制造方法如下：

1) 按照上述重量份配比取原料，用混砂机进行混料；

2) 混好的料在液压机上成型砖坯；

3) 将成型后砖坯送入干燥窑内进行干燥，干燥窑热风温度为90～130℃，干燥时间24-30h；

4) 将干燥好的砖坯送入隧道窑中，在1700～1820℃下烧成，烧成时间为100～150min。

   本发明的有色重金属冶炼用复合尖晶石锆耐火材料的性能参数如表1所示： 

表1 本发明复合尖晶石锆耐火材料的性能参数