CN105016747B - 一种抗热震耐火锆刚玉砖 - Google Patents
一种抗热震耐火锆刚玉砖 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法：原料制备：A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；E颗粒：粒度为0.05～0.08mm的蓝晶石粉；F颗粒：粒度为0.1～0.2mm的蓝晶石粉；配料砖体成型，然后进行干燥及烧成，得到抗热震耐火锆刚玉砖。本发明制备得到的抗热震耐火锆刚玉砖具有令人惊讶的抗热震性能，并且抗压性能良好。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种耐火的锆刚玉砖及其制备方法。
背景技术
锆刚玉砖是用纯净的氧化铝粉与含氧化锆65%、二氧化硅34%左右的锆英砂在电熔炉内熔化后注入模型内冷却而形成的的白色固体，其岩相结构由刚玉与锆斜石的共析体和玻璃相组成，从相学上讲是刚玉相和锆斜石相的共析体，玻璃相充填于它们的结晶之间。
熔铸砖制造工艺将精选的锆英石砂和工业氧化铝粉按1:1配合，外加少量Na2O(以碳酸钠的形式加入)、B20:(以硼酸或硼砂的形式加入)熔剂，混合均匀，经1800~1900℃熔化后浇铸成型，可制得含Zr02约33%的熔铸砖。在此基础上，采用部分脱硅锆英石砂作原料，可制得含ZrO2为36%~41%的熔铸砖。 gaogangyuzhuan 锆刚玉砖(zirconia～corundumrefractory brick)利用工业氧化铝粉和精选锆英石砂为原料，制成的ZrO2含量为33%~45%的耐火制品。锆刚玉砖主要用于玻璃工业池窑。
熔铸锆刚玉砖用于马蹄焰窑的小炉侧壁、小炉碹、小炉坡道、蓄热室墙体和无碱玻璃纤维池窑的烟道等部位。上述部位在使用过程中存在交替换火，要求砖具有良好的抗热冲击性能，能够承受住瞬间大量高速冷空气的冲击；同时经受住碱蒸汽、SO2和硼酸钠等侵蚀。该砖结构致密，显气孔率低至2%，因而抗热震性能差，无法承受小炉交替换火过程中的热冲击；砖抗碱或硼酸钠蒸汽性能差，用在马蹄焰窑的小炉等部位效果差，存在使用寿命短的缺陷。
本发明旨在提供一种耐压性能好，抗热震稳定性突出的新型抗热震耐火锆刚玉砖。
发明内容
本发明针对现有技术中的锆刚玉砖寿命较短，抗热震稳定性不佳的缺点，提供一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法：
1、原料制备：
A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；
B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；
C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；
D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；
E颗粒：粒度为0.05～0.08mm的蓝晶石粉；
F颗粒：粒度为0.1～0.2mm的蓝晶石粉；
2、配料砖体成型
按重量份数计，将50份～60份颗粒A、2份～4份颗粒B、10份～16份颗粒C、1份～2份颗粒D、2份～3份颗粒E、1份～1.5份颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入5份～8份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为10min～15min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.2g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
干燥湿坯，将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于5～8 Pa之间，保证气体通入量，使氮气窑保持在微正压；经1800～1900℃烧成65～75小时烧成即可获得，得到抗热震耐火锆刚玉砖。
蓝晶石是典型区域变质矿物之一，多由泥质岩变质而成。它要形成于中级变质作用压力较高的条件下。存在于：区域变质片岩和片麻岩和相关结晶花岗岩及石英岩脉；与石榴石、十字石、云母和石英共生。天然产出的蓝晶石，往往接近于理想成分。蓝晶石高温下体积膨胀，当温度降低时，体积变化很小，即系有不可逆性转化产生的体积膨胀特性；稳定性：蓝晶石生产的耐火材料稳定性比粘土质耐火材料高1.5倍；耐火度高：一般粘土质耐火材料耐火度为1670～1770℃，而蓝晶石耐火材料通常大于1790℃，还具有较好的抗化学腐蚀特性。由于蓝晶石矿物的特性，故用来制造优良的高级耐火材料，耐火砂浆，水泥及铸造耐制品，以及塑料捣打混合料,技术陶瓷,汽车发动机的火花塞，绝缘体，球磨机球体,试验器皿,耐震物品等，并可用电热法炼制硅铝合金,应用于飞机、汽车、火车、船舶的部件上。
而熔铸锆刚玉砖在原料中引入了工业氧化铝粉、锆英砂和少量纯碱等，纯碱、工业氧化铝粉和锆英砂中的二氧化硅在电弧炉中分解熔融，冷却后在熔铸锆刚玉砖内形成了数量较多的玻璃相，导致熔铸锆刚玉砖结构致密和显气孔率低至2%，在1100℃，水冷试验条件下，抗热震次数仅有1～3次，因而抗热冲击性能差；本发明人惊奇地发现，将特定的，不同粒径的蓝晶石混合后，比单一加入别的粒径的蓝晶石有极为显著的，改善抗热震性能的作用。
本发明的有益之处在于：
（1）本发明的抗热震耐火锆刚玉砖制备过程简单，易于工业化生产。
（2）本发明制备得到的抗热震耐火锆刚玉砖具有令人惊讶的抗热震性能。
（3）本发明制得的抗热震耐火锆刚玉砖抗压性能良好。
具体实施方式
实施例1：
一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法：
1、原料制备：
A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；
B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；
C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；
D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；
E颗粒：粒度为0.05～0.08mm的蓝晶石粉；
F颗粒：粒度为0.1～0.2mm的蓝晶石粉；
2、配料砖体成型
按重量份数计，将50份颗粒A、4份颗粒B、10份颗粒C、2份颗粒D、2份颗粒E、1.5份颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入5份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为15min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.2g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
干燥湿坯，将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于5 Pa之间，保证气体通入量，使氮气窑保持在微正压；经1900℃烧成65小时烧成即可获得，得到抗热震耐火锆刚玉砖。
本实施例所获得的新型耐火锆刚玉砖的常温耐压强度为150 MPa；在1100℃，水冷试验条件下，抗热震次数为65次。
实施例2：
一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法：
1、原料制备：
A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；
B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；
C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；
D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；
E颗粒：粒度为0.05～0.08mm的蓝晶石粉；
F颗粒：粒度为0.1～0.2mm的蓝晶石粉；
2、配料砖体成型
按重量份数计，将60份颗粒A、4份颗粒B、16份颗粒C、1份颗粒D、3份颗粒E、1份颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入8份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为10min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.2g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
干燥湿坯，将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于8 Pa之间，保证气体通入量，使氮气窑保持在微正压；经1800℃烧成75小时烧成即可获得，得到抗热震耐火锆刚玉砖。
本实施例所获得的新型耐火锆刚玉砖的常温耐压强度为140 MPa；在1100℃，水冷试验条件下，抗热震次数为75次。
实施例3：
一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法：
1、原料制备：
A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；
B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；
C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；
D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；
E颗粒：粒度为0.05～0.08mm的蓝晶石粉；
F颗粒：粒度为0.1～0.2mm的蓝晶石粉；
2、配料砖体成型
按重量份数计，将53份颗粒A、3份颗粒B、11份颗粒C、2份颗粒D、2份颗粒E、1.4份颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入7份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为13min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.2g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
干燥湿坯，将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于6 Pa之间，保证气体通入量，使氮气窑保持在微正压；经1888℃烧成69小时烧成即可获得，得到抗热震耐火锆刚玉砖。
本实施例所获得的新型耐火锆刚玉砖的常温耐压强度为143 MPa；在1100℃，水冷试验条件下，抗热震次数为70次。
实施例4：
一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法：
1、原料制备：
A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；
B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；
C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；
D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；
E颗粒：粒度为0.05～0.08mm的蓝晶石粉；
F颗粒：粒度为0.1～0.2mm的蓝晶石粉；
2、配料砖体成型
按重量份数计，将59份颗粒A、4份颗粒B、15份颗粒C、1份颗粒D、3份颗粒E、1.1份颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入6份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为11min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.2g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
干燥湿坯，将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于7 Pa之间，保证气体通入量，使氮气窑保持在微正压；经1823℃烧成74小时烧成即可获得，得到抗热震耐火锆刚玉砖。
本实施例所获得的新型耐火锆刚玉砖的常温耐压强度为149 MPa；在1100℃，水冷试验条件下，抗热震次数为74次。
实施例5：
对比例1：
一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法：
1、原料制备：
A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；
B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；
C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；
D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；
E颗粒：粒度为1～3mm的蓝晶石粉；
2、配料砖体成型
按重量份数计，将51份颗粒A、2份颗粒B、12份颗粒C、1份颗粒D、4.5份颗粒E混合配料，放入混辗机中，加入7份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为14min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.2g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
干燥湿坯，将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于5Pa之间，保证气体通入量，使氮气窑保持在微正压；经1889℃烧成66小时烧成即可获得，得到抗热震耐火锆刚玉砖。
本实施例所获得的新型耐火锆刚玉砖的常温耐压强度为130 MPa；在1100℃，水冷试验条件下，抗热震次数为35次。
实施例6：
对比例2：
一种新型的抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法：
1、原料制备：
A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；
B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；
C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；
D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；
E颗粒：粒度为0.01～0.02mm的蓝晶石粉；
F颗粒：粒度为2～3mm的蓝晶石粉；
2、配料砖体成型
按重量份数计，将55份颗粒A、3份颗粒B、14份颗粒C、2份颗粒D、3份颗粒E、1.2份颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入8份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为12min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.2g/cm3的湿坯；
3、干燥及烧成
干燥湿坯，将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于7 Pa之间，保证气体通入量，使氮气窑保持在微正压；经1900℃烧成70小时烧成即可获得，得到抗热震耐火锆刚玉砖。
本实施例所获得的新型耐火锆刚玉砖的常温耐压强度为123 MPa；在1100℃，水冷试验条件下，抗热震次数为22次。
由此可见，虽然蓝晶石加入会提高锆刚玉砖的耐火性能，然后将特定的粒径组合的蓝晶石混合，将得到令人惊讶的优异的抗热震性能，这也许是影响了晶型结构。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种抗热震耐火锆刚玉砖的生产方法，其特征在于步骤如下：
（1）原料制备：
A颗粒：粒度为1～3 mm的熔铸锆刚玉颗粒；
B颗粒：粒度为3～4 mm的氧化铬颗粒；
C颗粒：粒度为1～2 mm的白刚玉细粉；
D颗粒：粒度为0.02～0.03mm的氧化铬细粉；
E颗粒：粒度为0.05～0.08mm的蓝晶石粉；
F颗粒：粒度为0.1～0.2mm的蓝晶石粉；
（2）配料砖体成型
按重量份数计，将50份～60份颗粒A、2份～4份颗粒B、10份～16份颗粒C、1份～2份颗粒D、2份～3份颗粒E、1份～1.5份颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入5份～8份的结合剂，所述结合剂为磷酸或磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为10min～15min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.2g/cm3的湿坯；
（3）干燥及烧成
将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于5～8 Pa之间，保证气体通入量，使氮气窑保持在微正压；经1800～1900℃烧成65～75小时烧成即可获得，得到抗热震耐火锆刚玉砖。
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| CN105016747A CN105016747A (zh) | 2015-11-04 |
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Denomination of invention: A kind of zirconium corundum brick with thermal shock resistance and fire resistance Effective date of registration: 20210629 Granted publication date: 20171205 Pledgee: Qianjin sub branch of Zhejiang Nanxun Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: HUZHOU JUWANG WALL MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021330000698 |
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