CN105000867A - 一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料，其理化指标为MgO≥68％，ZrO₂≥8.5％，SiO₂≤7.0％，体积密度≥3.0g/cm³，显气孔率≤18％，常温耐压强度≥45MPa，荷重软化温度≥1600℃，抗热震性≥14次；由以下原料按重量份配比而成：0＜粒度≤1mm的电熔镁砂颗粒15-30份，1mm＜粒度≤3mm的电熔镁砂颗粒25-40份，3mm＜粒度≤5mm的电熔镁砂颗粒10-25份，200目的高纯镁砂颗粒5-15份，200目的锆英石粉8-25份，325目的锆英石粉1-8份，结合剂1-5份。本发明采用木质素、磺酸钙和水混合而成的结合剂，其粘性更易于调整，降低了生产成本，经济效益显著。对提高我国耐火材料的技术水平，提升行业竞争能力，以及本地区的经济发展也有重要的影响意义。

Description

一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，特别涉及一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料及其制备方法。

背景技术

镁质耐火材料因具有耐火度高、抗碱侵蚀能力强并能与其他氧化物形成高熔点化合物等优点，已成为玻璃、钢铁、水泥、有色等工业高温窑炉重要的内衬材料。尤其是玻璃熔窑蓄热室，近年来由于国家院《节能中长期专项规划》中明确提出鼓励建材行业有条件的地区以天然气、石油焦替代重油，许多玻璃生产企业已着手试验应用价格低廉的石油焦作为生产玻璃的燃料，燃料替换取得了成功但窑炉寿命却极速下降，由原来的8年以上下降到了2-3年，玻璃生产企业陷入燃料成本巨额利润、窑炉寿命大幅下降的两难境地，其问题的根源在于石油焦燃料中硫、钒含量的急剧增加对目前的窑炉蓄热室镁质耐火材料产生了剧烈的腐蚀，使得蓄热室隔墙及格子体坍塌及剥落严重，新型镁质材料的研发迫在眉睫。

针对应用该环境中最核心的蠕变性能、抗侵蚀性能，需要研发低蠕变、高抗蚀镁质复合材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料，蠕变性能低，抗腐蚀性能强，提高石油焦燃料的玻璃炉窑的使用寿命，降低企业生产成本，经济效益显著。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料，其理化指标为MgO≥68％，ZrO₂≥8.5％，SiO₂≤7.0％，体积密度≥3.0g/cm³，显气孔率≤18％，常温耐压强度≥45MPa，荷重软化温度≥1600℃，抗热震性≥14次；由以下原料按重量份配比而成：0＜粒度≤1mm的电熔镁砂颗粒15-30份，1mm＜粒度≤3mm的电熔镁砂颗粒25-40份，3mm＜粒度≤5mm的电熔镁砂颗粒10-25份，200目的高纯镁砂颗粒5-15份，200目的锆英石粉8-25份，325目的锆英石粉1-8份，结合剂1-5份。

所述的结合剂为木质素与磺酸钙的混合溶液，其中木质素与磺酸钙的重量比为5：4。

一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料的制备方法，按以下步骤完成：

1)原料粉碎筛分细磨：将电熔镁砂在破碎机中破碎，分别制成0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的三种粒径的原料，将高纯镁砂在破碎机中破碎，制成粒径为200目的原料，将锆英石粉在破碎机中破碎，分别制成200目和325目两种粒径的原料；

2)配比：按上述重量份配比称取原料；

3)混练：先加入0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm的电熔镁砂原料，干混3～5min，然后加入结合剂，再混3～5min，再加入3mm＜粒度≤5mm的电熔镁砂、200目的高纯镁砂、200目和325目的锆英石粉，混合10～12min，然后出料；

4)成型：利用630t压砖机成型，布料均匀，成型压力不低于150MPa/cm²，制得砖坯；

5)码砖：出坯后，质检员记录成型时间，检查合格品，整齐摆放在干燥车上；

6)干燥：干燥窑干燥10～12h，入口温度100～120℃，码砖，110m高温隧道窑烧成；

7)装车：码砖前，窑车面用1＜粒度≤3mm的镁砂铺垫20-30mm厚，并刮平车面，砖坯码垛采取平放，砖坯与砖坯之间用0＜粒度≤0.5mm镁砂颗粒料垫平；火道要求≥80mm，每车3.5-4t；

8)烧成：80～90min/车，零压位控制在第一对烧嘴前1～2个车位位置，控制烧成温度1540～1560℃，保温时间不低于4h；

9)出窑、拣选：出窑后，质检员对砖进行拣选；

10)验收及包装：验收及包装按国家标准执行。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1)经济效益分析：玻璃窑用低蠕变镁质复合材料采用结合剂为木质素、磺酸钙和水混合而成，粘度更易于调整，有推广价值；

2)社会效益分析：用后低蠕变镁质复合材料经过处理后，可以继续回收利用，降档使用，用于玻璃窑蓄热室下部、中部，最大限度利用有限资源；

3)该产品的应用，可使石油焦燃料的玻璃炉窑寿命达到5-8年。对提高我国耐火材料的技术水平，提升行业竞争能力，以及本地区的经济发展也有重大意义。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进一步说明：

一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料，其原料配方包含以下重量份的组分：0-1mm(指大于等于0mm小于1mm)电熔镁砂15-30份，1-3mm(指大于等于1mm小于3mm)电熔镁砂25-40份，3-5mm(指大于等于3mm小于5mm)电熔镁砂10-25份，200目(小于0.074mm)高纯镁砂5-15份，200目以下的锆英石粉8-25份，325目(小于0.045mm)的锆英石粉1-8份，结合剂1-5份。

上述复合材料原料选用：97电熔镁砂、97.5高纯、锆英石粉，原料指标见表1：

表1原料指标

下面给出玻璃窑用低蠕变镁质复合材料实施例1-3，实施例1-3的配方见表2：

表2：玻璃窑用低蠕变镁质复合材料实施例的配方

配料	实施例1	实施例2	实施例3
				0-1mm电熔镁砂	15	25	30
1-3mm电熔镁砂	40	30	25
				3-5mm电熔镁砂	10	15	20
0-0.074mm高纯镁砂	15	10	5
				0-0.074mm锆英石粉	10	15	18
0-0.045mm锆英石粉	8	5	2
				结合剂	2	2.5	3

实施例1-3玻璃窑用低蠕变镁质复合材料的制备方法，按以下步骤完成：

1)原料粉碎筛分细磨：将电熔镁砂在破碎机中破碎，分别制成0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的三种粒径的原料，将高纯镁砂在破碎机中破碎，制成粒径为200目的原料，将锆英石粉在破碎机中破碎，分别制成200目和325目两种粒径的原料；

2)配比：按上述重量份配比称取原料；

3)混练：先加入0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm的电熔镁砂原料，干混3～5min，然后加入结合剂，再混3～5min，再加入3mm＜粒度≤5mm的电熔镁砂、200目的高纯镁砂、200目和325目的锆英石粉，混合10～12min，然后出料。

4)成型：利用630t压砖机成型，布料均匀，成型压力不低于150MPa/cm²；

5)码砖：出坯后，质检员记录成型时间，检查合格品，整齐摆放在干燥车上；

6)干燥：干燥窑干燥12h，入口温度100～120℃，码砖，110m高温隧道窑烧成；

7)装车：码砖前，窑车面用1＜粒度≤3mm的镁砂铺垫20-30mm厚，并刮平车面，砖坯码垛采取平放，砖坯与砖坯之间用0＜粒度≤0.5mm镁砂颗粒料垫平；火道要求≥80mm，每车3.5-4t；

8)烧成：90min/车，零压位控制在第一对烧嘴前1～2个车位位置，控制烧成温度1540～1560℃，保温时间不低于4h；

9)出窑、拣选：出窑后，质检员对砖进行拣选，拣选执行标见表3：

表3产品的尺寸偏差及外观质量

10)验收及包装：

1验收：

1.1每批砖的重量不得超过100t；

1.2砖的取样、验收按YB 367-75《耐火制品取样、验收、保管和运输规则》进行；

1.3随机取样做化学成分分析；

2包装、运输、贮存及质量证明书：

2.1砖的包装、运输和贮存按YB 367-75《耐火制品取样、验收、保管和运输规则》进行；

2.2砖出厂时必须附有技术监督部门签发的质量证明书、标明供方名称或厂标、需方名称、发货日期、合同号、标准编号、产品名称、牌号、砖号、批号、尺寸、外观、断面及理化指标，等结果报告。

11)理化指标：玻璃窑用低蠕变镁质复合材料实施例的理化指标见表4：

表4玻璃窑用低蠕变镁质复合材料实施例的理化指标

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				W(MgO)/％	≥78.0	≥75	≥68
W(ZrO2)/％	≥8.5	≥12.5	≥15.0
				W(SiO2)/％	≤7.0	≤8.5	≤10
体积密度/g/cm3	≥3.14	≥3.10	≥3.14
				显气孔率/％	≤18	≤17	≤17
常温耐压强度/MPa	≥45	≥45	≥45
				荷重软化温度(0.2MPa,T0.6)℃	≥1620	＞1650	≥1600
抗热震性(950℃，风冷)次	≥14	≥18	≥16

上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (3)

1.一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料，其特征在于，其理化指标为MgO≥68％，ZrO₂≥8.5％，SiO₂≤7.0％，体积密度≥3.0g/cm³，显气孔率≤18％，常温耐压强度≥45MPa，荷重软化温度≥1600℃，抗热震性≥14次；由以下原料按重量份配比而成：0＜粒度≤1mm的电熔镁砂颗粒15-30份，1mm＜粒度≤3mm的电熔镁砂颗粒25-40份，3mm＜粒度≤5mm的电熔镁砂颗粒10-25份，200目的高纯镁砂颗粒5-15份，200目的锆英石粉8-25份，325目的锆英石粉1-8份，结合剂1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料，其特征在于，所述的结合剂为木质素与磺酸钙的混合溶液，其中木质素与磺酸钙的重量比为5：4。

3.一种玻璃窑用低蠕变镁质复合材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤完成：

1)原料粉碎筛分细磨：将电熔镁砂在破碎机中破碎，分别制成0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的三种粒径的原料，将高纯镁砂在破碎机中破碎，制成粒径为200目的原料，将锆英石粉在破碎机中破碎，分别制成200目和325目两种粒径的原料；

2)配比：按上述重量份配比称取原料；

3)混练：先加入0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm的电熔镁砂原料，干混3～5min，然后加入结合剂，再混3～5min，再加入3mm＜粒度≤5mm的电熔镁砂、200目的高纯镁砂、200目和325目的锆英石粉，混合10～12min，然后出料；

4)成型：利用630t压砖机成型，布料均匀，成型压力不低于150MPa/cm²，制得砖坯；

5)码砖：出坯后，质检员记录成型时间，检查合格品，整齐摆放在干燥车上；

6)干燥：干燥窑干燥10～12h，入口温度100～120℃，码砖，110m高温隧道窑烧成；

7)装车：码砖前，窑车面用1＜粒度≤3mm的镁砂铺垫20-30mm厚，并刮平车面，砖坯码垛采取平放，砖坯与砖坯之间用0＜粒度≤0.5mm镁砂颗粒料垫平；火道要求≥80mm，每车3.5-4t；

8)烧成：80～90min/车，零压位控制在第一对烧嘴前1～2个车位位置，控制烧成温度1540～1560℃，保温时间不低于4h；

9)出窑、拣选：出窑后，质检员对砖进行拣选；

10)验收及包装：验收及包装按国家标准执行。