CN101648811A - 一种熔铸锆刚玉砖的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔铸锆刚玉砖的生产方法，它是由锆英砂35.69％、氧化锆15.3％、氧化铝粉47.01％和碳酸钠2％制备而成：1.将上述原料按重量百分比称取后混合均匀；2.将炉温升至1850度后加入混合好的原料，升温熔化90分钟；3.炉温升至2780～2800℃，保温30分钟净化溶液后进行二次吹氧；4.吹氧后将炉内温度降至1860～1880℃进行浇铸，并对型板内的浇铸溶液进行深通排气、补浇；5.退火。本制品在玻璃窑炉上使用时，有着明显的耐高温、抗侵蚀性能，比原来的锆刚玉砖增加了两年的使用寿命，给使用方带来了可观的经济效益，受到了日本、英国、法国、印度等几十个国家的专家和客户的认可和信赖。
Description
技术领域
本发明涉及高级电熔耐火材料制品，尤其是涉及一种在玻璃窑炉中使用的优质熔铸锆刚玉砖的生产方法。
背景技术
在玻璃窑炉里面最关键部位使用的锆刚玉耐火砖，由于直接接触玻璃熔液，需要有超强的耐高温、抗浸蚀性能，如果使用寿命短，会直接增加厂家的生产成本。常用在该部位的锆刚玉耐火砖使用5～6年就会发生严重浸蚀甚至报废，影响了窑炉的正常工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用寿命至少可延长两年且抗高温、耐浸蚀性能明显提高的熔铸锆刚玉砖的生产方法。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，它是由原料锆英砂、氧化锆、氧化铝粉和碳酸钠按照下述重量百分配比和方法制备而成：
配比：锆英砂35.69％、氧化锆(ZrO2)15.3％、氧化铝粉47.01％、碳酸钠2％；
制备方法：
第一步：将上述原料按重量百分比称取后送入混料机内混合均匀；
第二步：将炉温升至1850度后加入上述混合好的原料，升温熔化90分钟；
第三步：炉温升至2780～2800℃，保温30分钟净化溶液后进行第一次吹氧，过15分钟后，进行第二次吹氧；
第四步：第二次吹氧后将炉内温度降至1860～1880℃进行浇铸，浇铸时炉咀尽量接近型口速度要快，流量要大，避免热量流失；浇铸10分钟后对型板内的浇铸溶液进行深通排气、补浇；
第五步：退火后既得成品。
所述锆英砂的含锆量≥66.2％；所述氧化锆的纯度为99.5％；所述氧化铝粉的纯度≥99％。
所述第三步中吹氧的方法为：先停掉电源，用天车吊起氧抢插入溶液中，同时将氧气阀门打开，氧抢的插入深度为溶液面下300mm，吹氧量为在5个大气压下保持2.5分钟即可，15分钟后，上述过程重复一次。将原来的一次吹氧改为两次吹氧，是为了保证浇铸之前溶液的纯净及均匀，以提高砖材内在品质。
所述第四步中深通排气的方法为：用Ф25mm的圆钢插入溶液中，插入深度是砖材的2/3处，连续快速上下三次即可取出圆钢，进行二次补浇，这样可以促使砖材内部气体排除，确保砖材的质密度，增加砖材的比重，提高砖材的使用寿命。
由于该砖材是使用在玻璃窑炉的关键部位，第五步中退火时先对砂型进行包装，具体为框底上面铺设三层g/cm3轻质保温砖后，最上面一层用0.6g/cm3轻质保温砖铺好，然后把砂型稳定在保温砖上面，再用0.6g/cm3轻质砖将型板的四周平铺四层，往上去除帽口以外用0.6g/cm3轻质保温砖四周立铺固定。
所述保温箱体内的保温材料选择用陶粒、氧化铝粉保温、硅铝球保温。这样的保温方式稳定了均匀退火曲线，使热量均匀散发，可以使成品率在原来的基础上提高15-20个百分点。
所述陶粒的颗粒度为5-8mm，比重为1.25g/cm3，所述硅铝球的颗粒度为3-5mm，比重为1.18g/cm3。
针对一些特殊的异型砖材，在保温箱内壁上粘设30-50mm厚的针刺毡保温棉，可以进一步确保退火的稳定性，提高了效率。
由于在退火时采用轻质保温砖包装砂型，加上氧化铝粉、硅铝球及保温棉的使用，稳定了退火均匀性，所以保温时间由原来的十二天增加到十五天，确保了砖材在保温箱内均匀结晶，曲线退火的性能。
本发明的优点在于针对该砖体的特殊用途，选择最合适的生产工艺，使烧制成的锆刚玉砖的锆含量39％，硅含量11.5％，氧化铝含量48％，其他含量1.5％，(原成品的成分比例为：锆含量40％，硅含量13％，氧化铝含量45％，其他含量2％)，在玻璃窑炉上使用时，有着明显的耐高温、抗侵蚀性能，特别在使用寿命上，比原来高锆、高硅、低铝的锆刚玉砖增加了至少两年的使用寿命，给使用方带来了可观的经济效益，大大降低了生产成本，受到了日本、英国、法国、印度等几十个国家的专家和客户的认可和信赖。
具体实施方式
本发明所述的熔铸锆刚玉砖由于是在玻璃窑炉里面最关键的部位使用，直接接触玻璃熔液，所以采取140分钟一炉制，每炉加料量为2吨。
本发明所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，它是由原料含锆量66.5％的锆英砂35.69％、氧化锆(ZrO2)15.3％、纯度为99％的氧化铝粉47.01％和碳酸钠2％制备而成：
第一步：将上述原料按重量百分比称取后送入混料机内混合20分钟，使之均匀；
第二步：将炉温升至1850度后加入上述混合好的原料，升温熔化90分钟，这时采用电压340V、电流4500A进行强化升温；经多次试验论证，在此工序中，控制加料量的同时必须控制炉内熔液面，炉内熔液面无论加料量和浇铸量多少必须保证炉内有300mm深的熔液，这样可以稳定砖材的各项指标含量，而且温度提高比原来要快，原料熔化也快，相应提高了产量，同时节约了电能，与传统工序相比，可降低两个百分点的电耗；
第三步：炉温升至2780～2800℃，保温30分钟净化溶液后进行第一次吹氧，即先停掉电源，用天车吊起氧抢插入溶液中，同时将氧气阀门打开，氧抢的插入深度为溶液面下300mm，吹氧量为在5个大气压下保持2.5分钟即可；过15分钟后，进行第二次吹氧(重复第一次吹氧过程)；净化期间电压为320V，电流为4200A；此工序可保证浇铸之前溶液的纯净及均匀，以提高砖材内在品质；
第四步：第二次吹氧后将炉内温度降至1860～1880℃时进行浇铸；浇铸10分钟后对型板内的浇铸溶液进行深通排气、补浇；深通排气的具体方法为：用Ф25mm的圆钢插入溶液中，插入深度是砖材的2/3处，连续快速上下三次即可取出圆钢，进行二次补浇，这样可以促使砖材内部气体排除，确保砖材的质密度，增加砖材的比重，提高砖材的使用寿命。
第五步：退火，退火时先对砂型进行包装，具体为框底上面铺设三层0.8g/cm3轻质保温砖后，最上面一层用0.6g/cm3轻质保温砖铺好，然后把砂型稳定在保温砖上面，再用0.6g/cm3轻质砖将型板的四周平铺四层，往上去除帽口以外用0.6g/cm3轻质保温砖四周立铺固定。这种包装对提高成品率，保持和稳定熔液均匀结晶，减少各种指标含量的偏夕，减少裂纹，特别对砖材使用寿命起到了非常重要的作用。由于砖材使用部位不一样，包装方式也会略有不同。
保温箱尺寸为1200×1200×1500mm3，根据砖材尺寸高低，可外加箱套。
250mm×400mm的砖材采用陶粒保温，其颗粒度为5-8mm，比重为1.25g/cm3，超过250mm×400mm的砖材，根据情况可以用氧化铝粉及硅铝球保温，硅铝球的颗粒度为3-5mm，比重为1.18g/cm3。
对一些特殊的特异型砖材，还可以在保温箱内壁上粘设30-50mm厚的针刺毡保温棉，进一步确保退火的稳定性，提高了效率。
当制品降至常温，可结束退火取出，经检验合格后再进行切磨加工。
Claims (9)
1、一种熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：它是由原料锆英砂、氧化锆、氧化铝粉和碳酸钠按照下述重量百分配比和方法制备而成：
配比：锆英砂35.69％、氧化锆15.3％、氧化铝粉47.01％、碳酸钠2％；
制备方法：
第一步：将上述原料按重量百分比称取后送入混料机内混合均匀；
第二步：将炉温升至1850度后加入上述混合好的原料，升温熔化90分钟；
第三步：炉温升至2780～2800℃，保温30分钟净化溶液后进行第一次吹氧，过15分钟后，进行第二次吹氧；
第四步：第二次吹氧后将炉内温度降至1860～1880℃时进行浇铸；浇铸10分钟后对型板内的浇铸溶液进行深通排气、补浇；
第五步：退火后既得成品。
2、根据权利要求1所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：所述锆英砂的含锆量≥66.2％；所述氧化锆的纯度为99.5％；所述氧化铝粉的纯度≥99％。
3、根据权利要求1所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：所述第三步中吹氧的方法为：先停掉电源，用天车吊起氧抢插入溶液中，同时将氧气阀门打开，氧抢的插入深度为溶液面下300mm，吹氧量为在5个大气压下保持2.5分钟即可。
4、根据权利要求1所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：所述第四步中深通排气的方法为：用Φ25mm的圆钢插入溶液中，插入深度为砖材的2/3处，连续快速上下三次即可取出圆钢。
5、根据权利要求1所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：第五步中退火时需要先对砂型进行包装。
6、根据权利要求5所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：具体的包装方法为框底上面铺设三层0.8g/cm3轻质保温砖后，最上面一层用0.6g/cm3轻质保温砖铺好，然后把砂型稳定在保温砖上面，再用0.6g/cm3轻质砖将型板的四周平铺四层，往上去除帽口以外用0.6g/cm3轻质保温砖四周立铺固定。
7、根据权利要求5所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：所述保温箱体内的保温材料选择用陶粒、氧化铝粉保温、硅铝球保温。
8、根据权利要求7所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：所述陶粒的颗粒度为5-8mm，比重为1.25g/cm3，所述硅铝球的颗粒度为3-5mm，比重为1.18g/cm3。
9、根据权利要求5或7所述的熔铸锆刚玉砖的生产方法，其特征在于：所述保温箱内壁上粘设有30-50mm厚的针刺毡保温棉。
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