[发明专利]一种用铝铬渣制备Al-Cr2O3-Al2O3滑板的方法及滑板材料

说明书

 

技术领域

本发明涉及利用铬矿工业固体废弃物铝铬渣制备一种钢液控流需要的连铸用滑板，尤其涉及一种适合洁净钢连铸用的Al-Cr₂O₃-Al₂O₃复合无碳滑板材料及其制备方法，属无机非金属材料制备工艺技术领域以及废弃固体物资源再利用技术领域。

 

背景技术

铬为战略金属，且居首位。全球铬资源存储不丰富，属稀缺资源，并且分布极不均衡，91.2%的铬矿分在南非、哈萨克斯坦和津巴布韦，我国的铬矿资源不但十分匾乏，而且矿石质量较差，铬矿的产量和质量远远满足不了国内的需要。通常，每生产1t金属铬排放15t铬渣，铬渣的主要成分为Al₂O₃和Cr₂O₃。铬渣对生态环境等存在一定的危害性，但如果治理得当，又是可利用的资源。

为适应近代工业技术的发展，钢铁工业也发生了革命性的变化，其标志之一是诞生了质量非常优越的洁净钢。洁净钢杂质含量很低，其洁净度要求达到： [S]≤5×10^-4%、[P]≤20×10^-4%、[N]≤15×10^-4%、[H]≤1. 5×10^-4%、T[O]≤10×10^-4%、[C]≤10×10^-4%水平，即杂质总量不超过70ppm。冶炼杂质含量如此低的钢，除了冶炼技术上的革新外，对耐火材料也提出了新的要求。滑板是冶炼中最后接触到的耐火材料之一，是冶炼完毕时钢液中杂质含量已达到要求后最后经过的一种功能原件之一。因此，要求滑板不可再向钢液中扩散O、C、 N及H等杂质。

目前使用的质量较好的滑板主要是铝碳或铝锆碳材质的滑板，其在常规钢种，甚至高质量钢的冶炼中已经取得很好的效果，但是如果用在洁净钢中，材料中的C必然会污染十分洁净的钢液。其次，普通滑板中常含有稳定性较差的氧化物如二氧化硅等在与洁净钢接触时，由于洁净钢的氧位很低也会分解成O和相应金属污染洁净的钢液。因此用于洁净钢的滑板不但要求不含碳，还要求不含稳定性差的氧化物。根据理论计算，能满足这个要求的氧化物只有氧化铝、氧化锆、铝镁尖晶石及稀土氧化物等。众所皆知，这类氧化物的熔点都很高，用它们制备滑板的工艺要求很高，产品的价格必然不菲。为此，促使人们只能另辟新径，制备适合洁净钢连铸用滑板，再无碳化的同时使得滑板具有优良的常温和高温强度，及优良的抗侵蚀性、抗热震性。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用铬矿工业固体废弃物铝铬废渣制备冶炼洁净钢连铸用滑板材料及其方法。本发明的另一目的是解决固体废物铝铬渣的环境污染问题及资源化再利用问题。

本发明的技术方案：

一种用铝铬渣制备Al-Cr₂O₃-Al₂O₃滑板的方法，其特征在于，所述方法如下：

（1）原料制备：按重量百分比计，原料组成为50-70%的铝铬渣、20-40%的刚玉、8-18%的金属Al，外加上述原料总重量2-6%的酚醛树脂为结合剂；

（2）将上述配比的原料混合均匀，经混炼得到泥料，然后加压成型，在200±10℃下干燥5-10h，然后分别在空气气氛、氮化气氛、埋炭气氛三种不同的气氛下烧成，其中烧成制度为300-600℃空气气氛下烧成、1200-1600℃下氮化烧成、1200-1600℃下埋炭烧成。

   进一步的，所述原料中，铝铬渣有3-1mm、1-0.1mm及0.1mm以内三种粒度，所述刚玉粒度为3-1mm，所述金属Al粒度为0.1mm以内，其中铝铬渣主要成分及其含量为：Al₂O₃为60-80wt%，Cr₂O₃为6-20wt%。

一种用铝铬渣制备的Al-Cr₂O₃-Al₂O₃滑板材料，根据所述的方法制备得到。

本发明的积极效果：