[发明专利]一种氧化镁结合的含原位尖晶石耐火浇注料及其制备方法

说明书

本发明涉及耐火材料技术领域，具体公开了一种氧化镁结合的含原位尖晶石耐火浇注料，其成分组成为：粒度为0.075～6mm的骨料50%‑80%、粒度＜0.075mm的骨料0‑40%、粒度＜0.075mm的含铬粉体0‑20%、结合剂0.1%‑10%；外加占上述原料总重0.1 % ‑ 10%的减水剂、0.1%‑10%的外加剂和5%‑10%的水；结合剂为轻烧性氧化镁。本发明的耐火浇注料能够减少高温液相，提高耐火材料浇注料的高温力学性能、抗熔渣侵蚀和渗透性能，同时还能减少六价铬的生成，减少对人体的危害和对环境的污染。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种氧化镁结合的含原位尖晶石耐火浇注料及其制备方法。

背景技术

耐火材料浇注料是将耐火材料原料骨料(较大粒径的颗粒)、耐火材料原料细粉(较大粒径的颗粒)、外加剂、结合剂和一定量的水等原料均匀混合后，经浇筑、养护、干燥直接或经高温烧制后的一种不定型耐火材料制品。相比于定型耐火材料制品，如耐火材料砖，耐火材料浇注料制品由于具有良好的施工效率、施工便捷、施工工期短、劳动强度低、能耗低、污染小、材料消耗少、适用性高等优点而被越来越多地应用于钢铁冶炼、有色冶炼、铝熔铸、水泥生产、玻璃生产等高温应用领域。

截至目前，用于耐火材料浇注料的浇注料结合剂主要有铝酸钙水泥、水合氧化铝、和氧化镁-氧化硅体系等；其相应的浇注料制品为铝酸钙水泥结合浇注料、水合氧化铝结合浇注料、氧化镁-氧化硅结合浇注料。铝酸钙水泥是这几种结合剂中应用最为广泛的浇注料结合剂。然而，以这些结合剂制备的浇注料制备和应用过程中存在有很多无法避免的不足。例如，以水合氧化铝为结合剂的浇注料脱模强度较低(水合氧化铝加入量为3wt％时，室温养护24小时后的抗折强度＜5MP)；且经300-1200℃的中低温煅烧后，强度会发生急剧降低(水合氧化铝加入量为3wt％时，经1100℃煅烧后的抗折强度＜5MP)。以氧化镁-氧化硅结合的浇注料有较低的液相形成温度，尤其是含有氧化铝的体系中(液相形成温度＜1360℃)，因而煅烧过程中会形成大量的高温液相，导致浇注料具有较低的抗熔渣侵蚀及渗透能力和抗剥落能力。以铝酸钙水泥为结合剂的浇注料一方面会使浇注料中液相的生成温度降低，尤其是含有氧化硅的浇注料体系，并增加高温液相的生成量，使浇注料具有较低的抗熔渣侵蚀及渗透能力和抗剥落能力(液相形成温度＜1300℃)；另一方面，在煅烧过程中会形成有较大体积膨胀的二铝酸钙(CaO·2Al₂O₃，13.6vol％)和六铝酸钙(CaO·6Al₂O₃，3.01vol％)，导致浇注料内微裂纹生成，降低浇注料高温处理后的强度；另外，铝酸钙结合的浇注料经300-1200℃的中低温煅烧后，强度会发生降低(铝酸钙水泥加入量为5wt％时，经1100℃煅烧后的抗折强度＜10MP)。除次之外，以铝酸钙水泥为结合的含氧化铬(Cr₂O₃)的浇注料中会生成大量的对人体和环境有害的六价铬(Cr⁶⁺)，铝酸钙水泥加入量为5wt％时，经700℃后浇注料的Cr⁶⁺形成量为5.65g/kg)。因此，为了制备高性能的耐火材料浇注料，提高浇注料经中高温煅烧后的强度，避免Cr⁶⁺的形成，并避免高温液相的形成，需要选择采用不含CaO及SiO₂的新型的结合剂。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明提供一种氧化镁结合的含原位尖晶石耐火浇注料及其制备方法。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了轻烧性氧化镁作为结合剂在耐火浇注料中的应用。

根据上述的应用，优选地，所述耐火浇注料为含铬的耐火浇注料。更加优选地，所述耐火材料为含氧化铬的耐火浇注料。