CN1047772C - 烧结锆莫来石砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特种耐火砖及其制备方法，该耐火砖是由莫来石熟料和锆莫来石熟料合成的烧结锆莫来砖，该耐火砖热稳定性好，荷重软化温度高，抗侵蚀能力强，使用寿命长，且其制备方法科学合理，简便易行。该耐火砖可广泛用于一些热工设备的关键部位上，如玻璃、建材、电子等行业的窑炉蓄热室、胸墙、小炉斜及加料口上部结构等。

Description

烧结锆莫来石砖及其制备方法
本发明涉及一种烧结锆莫来石砖及其制备方法，属耐火材料领域。
在热工设备中，其关键部位，如窑炉蓄热室、胸墙、小炉斜及加料口上部结构等，都要采用特种耐火材料，最好是热稳定性好、荷重软化温度高、抗侵蚀能力强的耐火材料。目前，通常采用的有硅砖、镁砖、镁铬砖等，由于其性能仍不太理想，各种砖的使用寿命较短，一般使用2～3年就报废，每每报废后，就需要停炉更换修整，严重影响了热工设备的正常运转。
本发明的目的在于提供一种烧结锆莫来石砖及其制备方法，该锆莫来石砖热稳定性好、荷重软化温度高、抗侵蚀能力强，使用寿命长；其制备方法科学合量，简便易行。
本发明的目的可以由以下方案来实现：
所述的烧结锆莫来石砖，其化学重量组成为：
Al2O3         50～65％
SiO2           14～35％
ZrO2           10～28％
余量为常规杂质。
该烧结锆莫来石砖的制备方法，仍然包括配料、成型、烧成。
一、配料：
烧结锆莫来石砖的配料的原料为莫来石熟料、锆莫来石熟料和结合剂。其中，锆莫来石熟料的化学重量组成为：
Al2O3         35～55％
SiO2           10～26％
ZrO2           16～38％
余量为常规杂质。
锆莫来石熟料制备所用原料为锆英石、三氧化二铝，其合成温度为1600～1700℃。
配料时，锆莫来石熟料为粒径小于0.088mm的粉料，莫来石熟料粉碎成各级颗粒，其颗粒及重量级配为：
颗粒粒径d＜0.04mm    20～50％
0.04≤d＜0.1mm       5～15％
0.1≤d＜0.5mm        5～15％
0.5≤d＜1mm          20～30％
1≤d＜3.5mm          20～30％
二、成型：
1、混料：将各原料按配比配好，在混练机内先加入粗颗粒和结合剂，结合剂可以是有机结合剂，也可以是无机结合剂，也可以是两者组成的复合结合剂，如聚乙烯醇溶液、塑性粘土等，稍混后，再加入细粉料，混匀。
2、陈腐：将混好的料陈腐12小以上。
3、成型：用摩擦压力机或液压机成型，各种砖型选用相应的模具即可。
4、干燥：坯体干燥至水份小于2％，备烧。
三、烧成：
将干燥后的坯体烧成，烧成温度为1600～1700℃。
本发明烧结莫来石砖，其结构为针柱状莫来石结构网络和斜锆石晶体组成的复相结构，斜锆石晶粒均匀地分布于莫来石网络结构中，构成了材料抗侵蚀的主体，复合结合剂活化颗粒表面，促进烧结反应，又能生成新晶相、改善和提高了晶界的性能，这样的结构使耐火材料具有高荷软、高耐火度、高抗侵蚀性和抗热震性，同时，斜锆石相变时在晶界上产生的微裂纹具有增韧作用，进一步改善了耐火材料的热稳定性。该耐火砖使用寿命长，一般常达6年以上。
经检验，该耐火砖的体积密度大于2.78g/cm3，显气孔率小于16％，常温耐压强度大于86MPa，荷重软化温度大于1600℃，热稳定性(1100℃，---水冷)大于15次。
本发明耐火砖的制备方法根据科学分析和试验而确定，科学合理，易于实施。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
耐火砖的制备方法包括配料，成型和烧成，各工艺参数分别为：
实施例一：
1、烧结锆莫来石砖的原料的重量配比：
莫来石熟料5份，锆莫来石熟料4份，由塑性粘土和有机粘合剂组成的复合结合剂1份。
其中，(1)锆莫来石的合成用料的重量配比为：
锆英砂4份，活性氧化铝5份，由塑性粘土和有机粘合剂组成的复合结合剂1份，经1600℃煅烧合成，合成料粉碎成超细粉应用。
(2)莫来石熟料需粉碎成一定比例的颗粒级配使用，其级配为：
颗粒粒径d＜0.04mm        30％
0.04≤d＜0.1mm           10％
0.1≤d＜0.5mm            10％
0.5≤d＜lmm              25％
1≤d＜3.5mm              25％
2、成型：用摩擦压力机压制成型。
3、烧成：1600℃
实施例二：
1、烧结锆莫来石砖的化学重量组成为：
Al2O3                  55％
SiO2                    28％
ZrO2                    20％
余量为常规杂质。
锆莫来石熟料的化学重量组成为：
Al2O3                  45％
SiO2                    20％
ZrO2                    28％
余量为常规杂质。
莫来石熟料的颗粒重量级配为：
颗粒粒径d＜0.04mm        20％
0.04≤d＜0.1mm        15％
0.1≤d＜0.5mm         25％
0.5≤d＜1mm           25％
1≤d＜3.5mm           25％
2、成型：用摩擦压力机压制成型。
3、烧成：1650℃实施例三：
1、烧结锆莫来石砖的化学重量组成为：
Al2O3      60％
SiO2        18％
ZrO2        20％
余量为常规杂质。
锆莫来石熟料的化学重量组成为：
Al2O3      40％
SiO2        30％
ZrO2        25％
余量为常规杂质。
莫来石熟料的颗粒重量级配为：
颗粒粒径d＜0.04mm         35％
0.04≤d＜0.1mm            10％
0.1≤d＜0.5mm             10％
0.5≤d＜1mm               25％
1≤d＜3.5mm               20％
2、成型：用摩擦压力机压制成型。
3、烧成：1650℃实施例四：
1、烧结锆莫来石砖的化学重量组成为：
Al2O3           58％
SiO2          25％
ZrO2          15％
余量为常规杂质。
锆莫来石熟料的化学重量组成为：
Al2O3        46％
SiO2          20％
ZrO2          30％
余量为常规杂质。
莫来石熟料的颗粒重量级配为：
颗粒粒径d＜0.04mm          25％
0.04≤d＜0.1mm             14％
0.1≤d＜0.5mm              14％
0.5≤d＜1mm                22％
1≤d＜3.5mm                25％
2、成型：用摩擦压力机压制成型。
3、烧成：1650℃实施例五：
1、烧结锆莫来石砖的化学重量组成为：
Al2O3        52％
SiO2          26％
ZrO2          16％
余量为常规杂质。
锆莫来石熟料的化学重量组成为：
Al2O3        48％
SiO2          25％
ZrO2          23％
余量为常规杂质。
莫来石熟料的颗粒重量级配为：
颗粒粒径d＜0.04mm         30％
0.04≤d＜0.1mm            10％
0.1≤d＜0.5mm             12％
0.5≤d＜1mm               26％
1≤d＜3.5mm               22％
2、成型：用摩擦压力机压制成型。
3、烧成：1650℃实施例六：
1、烧结锆莫来石砖的化学重量组成为：
Al2O3        56％
SiO2          20％
ZrO2          22％
余量为常规杂质。
锆莫来石熟料的化学重量组成为：
Al2O3        42％
SiO2          20％
ZrO2          34％
余量为常规杂质。
莫来石熟料的颗粒重量级配为：
颗粒粒径d＜0.04mm           32％
0.04≤d＜0.1mm              12％
0.1≤d＜0.5mm               12％
0.5≤d＜1mm                 20％
1≤d＜3.5mm                 26％
2、成型：用摩擦压力机压制成型。
3、烧成：1650℃

Claims (8)

1、一种烧结锆莫来石砖，其特征在于其化学重量组成为：
Al2O3      50～65％
SiO2        14～35％
ZrO2        10～28％
余量为常规杂质。
2、根据权利要求1所述的烧结锆莫来石砖的制备方法，包括配料、成型、烧成，其特征在于配料的原料为莫来石熟料、锆莫来石熟料和结合剂。
3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于锆莫来石熟料的化学重量组成为：
Al2O3      35～55％
SiO2        10～26％
ZrO2        16～38％
余量为常规杂质。
4、根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于锆莫来石熟料制备所用原料为锆英石、三氧化二铝。
5、根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于锆莫来石熟料为粒径小于0.088mm的粉料。
6、根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于锆莫来石熟料的合成温度为1600～1700℃。
7、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于莫来石熟料的颗粒及重量级配为：
颗粒粒径d＜0.04mm        20～50％
0.04≤d＜0.1mm           5～15％
0.1≤d＜0.5mm            5～15％
0.5≤d＜1mm              20～30％
1≤d＜3.5mm              20～30％
8、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于烧结锆莫来石砖的烧成温度为1600～1700℃。
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