CN103964873B - 低烧结温度镁锆砖 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低烧结温度镁锆砖，包括以下原料：电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉，所述电熔镁砂中氧化镁的质量分数≥99％，所述锆英砂中氧化锆的质量分数≥77％，所述电熔镁砂的细度在0.1mm以下，所述锆英砂的细度在0.08mm以下，所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为8-12：2-4：1.5-2.5：0.8-1：1-2：1-1.5：0.5-1。产品的耐高温和抗侵蚀能力较强，产品使用寿命较长，在保证产品质量的前提下，降低了烧结温度，节省了能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种低烧结温度镁锆砖。
背景技术
现有的玻璃窑蓄热室格子体中使用的耐火砖一般存在耐高温和抗侵蚀能力较低、产品使用寿命较短的问题，造成玻璃窑蓄热室格子体中的耐火砖需要频繁更换，影响玻璃窑的正常运行；而且耐火砖在制造过程中，烧结温度一般在1700℃以上，能源消耗较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种低烧结温度镁锆砖，产品的耐高温和抗侵蚀能力较强，产品使用寿命较长，在保证产品质量的前提下，降低了烧结温度，节省了能源消耗。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：低烧结温度镁锆砖，其特征在于，包括以下原料：电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉，所述电熔镁砂中氧化镁的质量分数≥99％，所述锆英砂中氧化锆的质量分数≥77％，所述电熔镁砂的细度在0.1mm以下，所述锆英砂的细度在0.08mm以下，所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为8-12：2-4：1.5-2.5：0.8-1：1-2：1-1.5：0.5-1；所述低烧结温度镁锆砖的制备过程包括以下步骤：1)、先将电熔镁砂、活性氧化铝、氧化钇在混砂机中混炼5-8分钟，再加锆英砂、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉混炼18-20分钟后制得混合料；2)、混合料在不小于1000KN的压力下压制成形并风干后制得待烧砖；3)、待烧砖在烧结窑中在1500-1600的温度下并在还原气氛下烧结8-12小时制得低烧结温度镁锆砖。
作为优选，所述低烧结温度镁锆砖的体积密度在2.95g/cm3以上。
作为优选，所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为8：2：1.5：0.8：1：1：0.5。
作为优选，所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为12：4：2.5：1：2：1.5：1。
作为优选，所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为10：3：2：1：1-2：1.5：0.8。
有益效果：
本发明采用上述技术方案提供的低烧结温度镁锆砖，采用优质高纯电熔镁砂和合成镁锆砂为原料，经特定高压、温度和工艺烧结成型，其显微结构中，主矿物相为方镁石、镁橄榄石和斜锆石，对碱金属、氧化物和硫化物等具有极好的抗侵蚀性。镁橄榄石和斜锆石两种矿物相覆盖和填充在方镁石表面形成稳定的保护层，使得砖体具有良好的抗渗透性。由于方镁石被氧化锆包裹中存在氧化锆相变,相变微裂纹吸收断裂能起增韧的作用。同时，方镁石晶粒内的微气孔能缓解热应力，使镁锆材料的抗热震性能和高温强度均得以改善。方镁石晶粒内的细小氧化锆晶粒具有钉扎效应,能减少和阻止镁锆砖的高温蠕变滑移，提高了材料的高温抗折性能。同时，反应过程中，部分镁橄榄石与石墨粉反应生成碳化硅，与方镁石结合良好，有利于提高整体性能，如耐高温性能、扛渣性能、热膨胀性能等，还可防止在使用过程中由于反复加热冷却产生内应力过大而引起炉衬材料的开裂和剥落。而且，在使用过程中，碳化硅会氧化迁移至砖体表面最终形成氧化硅，填塞住砖体的表面孔隙，使砖体的表面致密化，可减少本发明低烧结温度镁锆砖的腐蚀，使其使用寿命明显延长。
与传统的烧结镁锆砖相比，本发明具有以下优点：
1、通过原料和工艺的改进，在产品质量保证的前提下，降低了烧结温度，节省能源消耗。
2、本产品增加了氧化锆及氧化钛原料使产品在耐高温、抗碱性侵蚀上有了明显的提高。
3、增加了体积密度，随着体积密度的增加明显提高了抗碱性侵蚀能力，产品使用年限延长了，可以使寿命达到八年以上。
4、通过新工艺使产品的结构及外观有了明显的提升，随着砖体的使用，其表面更加致密化，更加平整光滑，延长了窑炉窑炉的使用年限，提高了经济效益。
具体实施方式
实施例一：
低烧结温度镁锆砖，其特征在于，包括以下原料：电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉，所述电熔镁砂中氧化镁的质量分数≥99％，所述锆英砂中氧化锆的质量分数≥77％，所述电熔镁砂的细度在0.1mm以下，所述锆英砂的细度在0.08mm以下，所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为8：2：1.5：0.8：1：1：0.5；所述低烧结温度镁锆砖的制备过程包括以下步骤：1)、先将电熔镁砂、活性氧化铝、氧化钇在混砂机中混炼5-8分钟，再加锆英砂、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉混炼18-20分钟后制得混合料；2)、混合料在不小于1000KN的压力下压制成形并风干后制得待烧砖；3)、待烧砖在烧结窑中在1500-1600的温度下并在还原气氛下烧结8-12小时制得低烧结温度镁锆砖。所述低烧结温度镁锆砖的体积密度在2.95g/cm3以上。
实施例二：
与实施例一的不同之处在于：电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为12：4：2.5：1：2：1.5：1。
实施例三：
与实施例一的不同之处在于：电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为10：3：2：1：1-2：1.5：0.8。
本发明是采用优质高纯电熔镁砂和合成镁锆砂为原料，经特定高压、温度和工艺烧结成型，具有主矿物相为方镁石、镁橄榄石和斜锆石的显微结构，该矿物相是一种非常稳定的矿物相，具有较强的抗腐蚀性，在此微观结构中，镁橄榄石和斜锆石两种矿物相覆盖和填充在氧化镁表面形成稳定的保护层，两相邻方镁石晶粒被镁橄榄石和斜锆石间隔，使得砖体具有良好的抗渗透性；由于方镁石晶内存在封闭小气孔和氧化锆晶粒，由于方镁石被氧化锆包裹中存在氧化锆相变，相变微裂纹吸收断裂能起增韧的作用；同时，方镁石晶粒内的微气孔能缓解热应力，使镁锆材料的抗热震性能和高温强度均得以改善。方镁石晶粒内的细小氧化锆晶粒具有钉扎效应，能减少和阻止镁锆砖的高温蠕变滑移，提高了材料的高温抗折性能。经测试，本发明的常温耐压强度MPQ≥80MPa、荷重软化温度≥1600℃、体积密度2.95g/cm3。本产品用在玻璃窑蓄热室格子体的中上部后，对碱金属、氧化物和硫化物等具有极好的抗侵蚀性，无堵塞和坍塌现象，通过工艺和配方的改进，极大提高了产品的耐高温和抗侵蚀能力，延长了产品使用寿命，通过客户使用，已取得良好反映，市场前景很好。
Claims (5)
1.低烧结温度镁锆砖，其特征在于，包括以下原料：电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉，所述电熔镁砂中氧化镁的质量分数≥99％，所述锆英砂中氧化锆的质量分数≥77％，所述电熔镁砂的细度在0.1mm以下，所述锆英砂的细度在0.08mm以下，所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为8-12：2-4：1.5-2.5：0.8-1：1-2：1-1.5：0.5-1；所述低烧结温度镁锆砖的制备过程包括以下步骤：1)、先将电熔镁砂、活性氧化铝、氧化钇在混砂机中混炼5-8分钟，再加锆英砂、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉混炼18-20分钟后制得混合料；2)、混合料在不小于1000KN的压力下压制成形并风干后制得待烧砖；3)、待烧砖在烧结窑中在1500-1600的温度下并在还原气氛下烧结8-12小时制得低烧结温度镁锆砖。
2.根据权利要求1所述的低烧结温度镁锆砖，其特征在于：所述低烧结温度镁锆砖的体积密度在2.95g/cm3以上。
3.根据权利要求1或2所述的低烧结温度镁锆砖，其特征在于：所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为8：2：1.5：0.8：1：1：0.5。
4.根据权利要求1或2所述的低烧结温度镁锆砖，其特征在于：所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为12：4：2.5：1：2：1.5：1。
5.根据权利要求1或2所述的低烧结温度镁锆砖，其特征在于：所述电熔镁砂、锆英砂、活性氧化铝、氧化钇、木质素磺酸钙、草酸、石墨粉的质量比为10：3：2：1：1-2：1.5：0.8。
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