CN102241522A - 镁稳定二氧化锆的电熔制造方法 - Google Patents

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余鑫萌
徐宝奎
李起胜
李群
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Abstract

本发明公开了一种镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将单斜型氧化锆80～97重量份，镁的化合物2.5～4.5重量份，钙的化合物0～3.4重量份、钇的化合物0～3重量份，经混料机混合均匀制成混合炉料，然后投入电弧炉中进行熔炼，再将熔体降温，破碎。本发明生产的镁稳定二氧化锆耐火材料，真密度大于5.6g/cm3，稳定化率为70～90％，材料结构致密，耐高温，抗侵蚀性和热震稳定性好，所以延长了耐火材料的使用寿命，可用于氧化锆研磨体、定径水口、电子承烧板、陶瓷结构件等，在应用过程中，因有钇的化合物、钙的化合物的存在，当遇温度等变化时，镁的化合物会表现出最佳的稳定性，不易脱溶。

Description

镁稳定二氧化锆的电熔制造方法
技术领域
本发明涉及二氧化锆，具体涉及一种镁稳定二氧化锆的电熔制造方法。
背景技术
二氧化锆有三种晶型一单斜型、四方型和立方型，随着温度的升高单斜型二氧化锆可转变成四方型二氧化锆、立方型二氧化锆，同时伴随有体积收缩的变化。随着温度的降低立方型二氧化锆逐渐转变成四方型二氧化锆，最后又回到单斜型二氧化锆，同时伴随有体积膨胀的变化。所以单斜型二氧化锆不能制造成定型的制品，必须引入适量的稳定剂，当前生产的镁稳定二氧化锆的制造方法有烧结法和电熔法，其产品在陶瓷、化工、冶金等行业中得到广泛应用，但如用于冶金连铸用的功能耐火材料中时，其抗侵蚀性和热震稳定性达不到使用要求。目前镁稳定氧化锆的缺陷是：材料不致密，气孔率高，稳定化率波动大，不能满足冶金行业功能耐火材料的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是镁稳定氧化锆的材料不致密，气孔率高，抗侵蚀性和热震稳定性差，提供一种镁稳定二氧化锆的电熔制造方法。
本发明的技术方案是：镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：
(1)将单斜型氧化锆80～97重量份，镁的化合物2.5～4.5重量份，钙的化合物0～3.4重量份、钇的化合物0～3重量份，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为2700～3500℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体降温，降低到室温～100℃后，将熔体破碎。
将经砸碎、检选后的熔块用破粉碎设备加工成用户所需要的粒度。破粉碎后的物料视用户的需求，可以经过煅烧后再包装入库，也可以不经过煅烧直接包装入库。
所述单斜型氧化锆中氧化锆的含量大于96％。
所述单斜型氧化锆来源于电熔脱硅锆、化学锆或天然斜锆石中的任意一种或至少两种。
所述镁的化合物为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁中的任意一种或至少两种；所述钙的化合物为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的任意一种或至少两种；所述钇的化合物为氧化钇、草酸钇、碳酸钇中的任意一种或至少两种。
所述步骤(3)中熔体采用水冷或风冷降温，降温速率为50～100℃/小时。
本发明的有益效果是：本发明生产的镁稳定二氧化锆耐火材料，真密度大于5.6g/cm3，稳定化率为70～90％，材料结构致密，耐高温，抗侵蚀性和热震稳定性好，所以延长了耐火材料的使用寿命，可用于氧化锆研磨体、定径水口、电子承烧板、陶瓷结构件等，在应用过程中，因有钇的化合物、钙的化合物的存在，当遇温度等变化时，镁的化合物会表现出最佳的稳定性，不易脱溶。
具体的实施方式
实施例1
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：
(1)将氧化锆的含量大于96％的电熔脱硅锆65.3kg，天然斜锆石30kg，氧化镁3.5kg，氧化钇1.2kg，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为3500℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体采用水冷降温，降温速率为100℃/小时，降低到80℃后，将熔体砸碎、检选，检选后的熔块用破粉碎设备加工成用户所需要的粒度。破粉碎后的物料视用户的需求，可以经过煅烧后再包装入库，也可以不经过煅烧直接包装入库。
实施例2
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量大于96％的电熔脱硅锆95.8kg，氧化镁3kg，氧化钙1.2kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例1。
实施例3
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量大于96％的电熔脱硅锆70.2kg，化学锆25kg，氧化镁2.8kg，氧化钙0.7kg，氧化钇1.3kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例1。
实施例4
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量于96％的电熔脱硅锆80kg，氢氧化镁4.5kg，氢氧化钙3.4kg、氧化钇3kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例1。
实施例5
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量大于96％的天然斜锆石97kg，碳酸镁2.5kg，碳酸钙3.4kg，草酸钇3kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例1。
实施例6
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：
(1)将氧化锆的含量大于96％的化学锆90kg，氧化镁1.5kg，碳酸镁1kg，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为2700℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体采用风冷降温，降低到室温后，将熔体破碎。
实施例7
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量大于96％的电熔脱硅锆40kg，化学锆50kg，碳酸镁4.5kg，氧化钇2kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例1。
实施例8
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：
(1)将氧化锆的含量大于96％的电熔脱硅锆20kg，化学锆20kg，天然斜锆石57kg，氧化镁2kg，碳酸镁2.5kg，氧化钙1kg，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为2800℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体采用水冷降温，降温速率为100℃/小时，降低到40℃后，将熔体破碎。
实施例9
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量大于96％的化学锆40kg，天然斜锆石40kg，碳酸镁4kg，氧化钙2kg，氧化钇1kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例8。
实施例10
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：
(1)将氧化锆的含量大于96％的天然斜锆石85kg，氧化镁1.5kg，氢氧化镁2kg，碳酸钙2.5kg，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为3000℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体采用水冷降温，降低到90℃后，将熔体破碎。
实施例11
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量大于96％的电熔脱硅锆10kg，化学锆87kg，氢氧化镁4kg，碳酸钙2kg，氧化钇1kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例10。
实施例12
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：
(1)将氧化锆的含量大于96％的化学锆97kg，氧化镁4.5kg，氧化钙3.4kg、碳酸钇1kg，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为2800℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体采用风冷降温，降温速率为100℃/小时降低到50℃后，将熔体破碎。
实施例13
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量大于96％的天然斜锆石88kg，氧化镁3.5kg，碳酸镁1kg，碳酸钙1kg、氧化钇1kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例12。
实施例14
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：
(1)将氧化锆的含量大于96％的电熔脱硅锆30kg，化学锆40kg，天然斜锆石25kg，氧化镁1kg，氢氧化镁1kg，碳酸镁1.5kg，氧化钙1kg，氢氧化钙1kg，氧化钇1.5kg，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为3200℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体采用水冷降温，降温速率为50℃/小时，降低到100℃后，将熔体破碎。
实施例15
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：
(1)将氧化锆的含量大于96％的天然斜锆石92kg，氢氧化镁2.8kg，氧化钇1kg，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为2700℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体采用水冷降温，降温速率为100℃/小时，降低到60℃后，将熔体破碎。
实施例16
镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，它的操作步骤如下：将氧化锆的含量大于96％的电熔脱硅锆97kg，氧化镁2.5kg，氧化钙1kg，经混料机混合均匀制成混合炉料，其余制造方法同实施例15。

Claims (5)

1.镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，其特征在于：它的操作步骤如下：
(1)将单斜型氧化锆80～97重量份，镁的化合物2.5～4.5重量份，钙的化合物0～3.4重量份、钇的化合物0～3重量份，经混料机混合均匀制成混合炉料；
(2)将步骤(1)中的混合炉料投入电弧炉中进行熔炼，熔炼的温度为2700～3500℃，熔化成砣或熔化后浇铸成块；
(3)将步骤(2)中的熔体降温，降低到室温～100℃后，将熔体破碎。
2.根据权利要求1所述的镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，其特征在于：所述单斜型氧化锆中氧化锆的含量大于96％。
3.根据权利要求2所述的镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，其特征在于：所述单斜型氧化锆来源于电熔脱硅锆、化学锆或天然斜锆石中的任意一种或至少两种。
4.根据权利要求1所述的镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，其特征在于：所述镁的化合物为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁中的任意一种或至少两种；所述钙的化合物为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的任意一种或至少两种；所述钇的化合物为氧化钇、草酸钇、碳酸钇中的任意一种或至少两种。
5.根据权利要求1所述的镁稳定二氧化锆的电熔制造方法，其特征在于：所述步骤(3)中熔体采用水冷或风冷降温，降温速率为50～100℃/小时。
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