[发明专利]一种环保型含铬耐火浇注料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种环保型含铬耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：1)以原料的总重量计，以1～14wt％环保型含铬固溶体细粉、2～8wt％纯铝酸钙水泥细粉、6～15％电熔白刚玉细粉和5～10wt％α‑Al₂O₃微粉为基质料，外加0.06～0.3wt％的聚羧酸类减水剂共混，预制成混合基质料；2)以原料的总重量计，以65～75wt％的板状刚玉颗粒为骨料，向步骤1)获得的所述混合基质料中加入所述骨料，充分混匀，再外加3～6wt％的水，搅拌、振动浇注成型，在110℃烘烤24h后脱模，最后升温至500～1500℃，保温6h，即得环保型含铬耐火浇注料。本发明还提供了使用上述方法制备的环保型含铬耐火浇注料，其具有无六价铬形成、抗渣性能好、高温强度高，满足含铬耐火材料安全使用的要求。

技术领域

本发明属于不定形耐火材料技术领域，具体涉及一种环保型含铬耐火浇注料及其制备方法。

背景技术

含铬刚玉耐火浇注料具有十分优异的抗渣侵蚀性和高温强度，广泛应用于垃圾焚烧炉、有色金属熔炼炉、电炉炉盖等使用条件苛刻的领域。然而，传统的含铬刚玉耐火浇注料中铬是以三氧化二铬形式加入，三氧化二铬在碱性氧化物存在条件下易于氧化生成有毒的六价铬，从而导致耐火浇注料在使用过程中形成大量的六价铬。众所周知，人体接触和吸收一定量六价铬就可导致皮肤病、癌症等严重疾病，使用后的耐火材料中六价铬在雨水作用下溶出后，将会污染土壤和地下水，严重破坏生态环境。因此，在提高耐火浇注料使用性能及提高寿命的同时，需要有效抑制耐火浇注料中有毒六价铬的形成，保证含铬耐火材料安全使用。

目前，人们总是不加区分的认为只要含铬的耐火材料均含有六价铬，对于含铬耐火材料服役过程中六价铬形成与否、存在形式及其控制方法缺乏足够认识。铬的氧化与其存在形式及所服役的环境条件有关。纯Cr₂O₃易于与自由的CaO反应生成有毒的六价铬化合物CaCrO₄，纯Cr₂O₃在铝酸钙水泥相存在条件下易于氧化生成有毒的六价铬化合物Ca₄Al₆CrO₁₆，这些六价铬化合物在耐火浇注料中一旦形成，会造成用后耐火材料严重污染环境。目前电炉炉盖普遍使用的是含三氧化二铬的刚玉耐火浇注料，吴映江等的论文中发现，从用后电炉炉盖浇注料取样检测分析发现，其六价铬含量为500～4000mg/kg远远超过了环境允许值。因此，需要寻求一种环保型的含铬耐火浇注料，不仅满足高温使用性能，而且又不形成六价铬造成环境污染。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种六价铬低于环境允许值、抗渣性能优异、高温强度大、使用寿命长的环保型含铬耐火浇注料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种环保型含铬耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：

1)以原料的总重量计，以1～14wt％环保型含铬固溶体细粉、2～8wt％纯铝酸钙水泥细粉、6～15％电熔白刚玉细粉和5～10wt％α-Al₂O₃微粉为基质料，外加0.06～0.3wt％的聚羧酸类减水剂共混，预制成混合基质料；

2)以原料的总重量计，以65～75wt％的板状刚玉颗粒为骨料，向步骤1)获得的所述混合基质料中加入所述骨料，充分混匀，再外加3～6wt％的水，搅拌、振动浇注成型，在100～120℃烘烤20～28h后脱模，最后升温至500～1500℃，保温4～8h(优选的，在110℃烘烤24h后脱模，最后升温至500～1500℃，保温6h)，即得环保型含铬耐火浇注料。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。

具体的，所述环保型含铬固溶体细粉为Ca(Al,Cr)₁₂O₁₉、Mg(Al,Cr)₂O₄或(Al,Cr)₂O₃。