CN106396675A - 一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法及应用 - Google Patents

一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：原料混磨、原料制坯、烧成，再依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。本发明所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，方法合理，易于实现，降低了原料生产能耗和设备投资，降低了原料生产成本。此外，制备的部分稳定氧化锆和应用其制备的氧化锆制品性能优良，稳定度好热震稳定性高，使用范围广，使用寿命长。

Description

一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及化工材料技术领域，特别涉及一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法以及其应用。
背景技术
目前锆制品的生产都是使用电熔全稳定氧化锆为主要原料，加入少量的电熔单斜氧化锆或脱硅氧化锆，压制成型，经高温烧制而成。产品烧成温度高，需要1800℃以上，但是其强度不高，抗冲刷性能弱，热震稳定性差，而且存在烧成设备寿命短、能耗高，生产成本高等缺点。
发明内容
发明目的：为了克服以上问题，本发明的目的是提供一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，制备一种部分稳定的氧化锆，作为氧化锆原料，用于生产氧化锆制品，该方法合理，易于实现，降低了原料生产能耗和设备投资，降低了原料生产成本。此外，制备的部分稳定氧化锆和应用其制备的氧化锆制品性能优良，稳定度好热震稳定性高，使用范围广，使用寿命长。
技术方案：一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将碱式碳酸镁或氧化铱或碳酸钙与单斜二氧化锆混磨得到细粉；
2）原料制坯：在上述细粉中加入3-4％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1250-1400℃烧成，保温9-10小时，冷却至室温后，再于1250-1400℃烧成，保温36-40小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
本发明所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，方法合理，易于实现，对原料进行中低温烧结（1250-1400℃），而非传统的电熔法（2500℃以上），降低了原料生产能耗和设备投资，降低了原料生产成本。此外，中低温烧结原料的稳定度低（40%以下）、活性高，降低了氧化锆制品烧成温度。其中，当烧成温度降低到1250-1400℃，便能够得到性能优良的产品，降低了产品生产成本，延长烧成设备寿命，节约了能耗。进一步，中低温烧结原料通过二次烧结提高氧化锆的稳定度，降低了产品的热膨胀率，提高了产品的热震稳定性，扩大了氧化锆制品的使用范围，提高了产品的使用寿命。
进一步的，上述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，按质量分数计，所述原料包括10-12%的碱式碳酸镁和88-90%的单斜二氧化锆。组分合理，原料来源广，应用方便。
进一步的，上述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，按质量分数计，所述原料包括2-3%的氧化铱和97-98%的单斜二氧化锆。组分合理，原料来源广，应用方便。
进一步的，上述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，按质量分数计，所述原料包括5-8%的碳酸钙和92-95%的单斜二氧化锆。组分合理，原料来源广，应用方便。
进一步的，上述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，所述细粉95%以上通过400目的分子筛。细粉粒度小，混合均匀，保证制备的部分稳定氧化锆产品性能稳定。
进一步的，上述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 30-60份
石蜡 6-18份
糊精 3-12份
硅酸乙酯 2-9份
海藻酸钠 1-5份
淀粉 4-10份。
有机结合剂组分合理，绿色环保，环境友好无污染，结合能力好，原料来源广，应用成本低。
作为本发明的一种优选，上述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 50份
石蜡 10份
糊精 8份
硅酸乙酯 6份
海藻酸钠 3份
淀粉 6份。
作为本发明的一种优选方式，上述配方组分条件下的有机结合剂性能最佳。
本发明还提供一种部分稳定氧化锆的应用，所述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，包括应用于钢包滑板和转炉滑板的生产。使用本发明技术生产的氧化锆制品，应用在钢包滑板和转炉滑板的生产，寿命提高了50%以上，使用寿命长。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，方法合理，易于实现，采用中低温烧结，降低了原料生产能耗和设备投资，降低了原料生产成本。此外，制备的部分稳定氧化锆和应用其制备的氧化锆制品性能优良，稳定度好，热震稳定性高，使用范围广，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将10%的碱式碳酸镁和90%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入3％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 50份
石蜡 10份
糊精 8份
硅酸乙酯 6份
海藻酸钠 3份
淀粉 6份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1250℃烧成，保温9小时，冷却至室温后，再于1250℃烧成，保温36小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于钢包滑板的生产。
实施例2
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将2%的氧化铱和98%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入4％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 30份
石蜡 6份
糊精 3份
硅酸乙酯 2份
海藻酸钠 1份
淀粉 4份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1400℃烧成，保温10小时，冷却至室温后，再于1400℃烧成，保温40小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于转炉滑板的生产。
实施例3
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将5%的碳酸钙和95%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入3.5％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 60份
石蜡 18份
糊精 12份
硅酸乙酯 9份
海藻酸钠 5份
淀粉 10份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1300℃烧成，保温9.5小时，冷却至室温后，再于1300℃烧成，保温38小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于转炉滑板的生产。
实施例4
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将3%的氧化铱和97%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入4％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 40份
石蜡 12份
糊精 6份
硅酸乙酯 5份
海藻酸钠 3份
淀粉 5份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1250℃烧成，保温10小时，冷却至室温后，再于1250℃烧成，保温40小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于钢包滑板的生产。
实施例5
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将12%的碱式碳酸镁和88%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入3％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 50份
石蜡 10份
糊精 8份
硅酸乙酯 6份
海藻酸钠 3份
淀粉 6份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1400℃烧成，保温9小时，冷却至室温后，再于1400℃烧成，保温36小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于钢包滑板的生产。
实施例6
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将8%的碳酸钙和92%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入4％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 30份
石蜡 18份
糊精 12份
硅酸乙酯 5份
海藻酸钠 2份
淀粉 8份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1350℃烧成，保温9小时，冷却至室温后，再于1350℃烧成，保温40小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于转炉滑板的生产。
实施例7
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将11%的碱式碳酸镁和89%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入3.6％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 50份
石蜡 10份
糊精 12份
硅酸乙酯 2份
海藻酸钠 3份
淀粉 6份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1300℃烧成，保温10小时，冷却至室温后，再于1300℃烧成，保温36小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于钢包滑板的生产。
实施例8
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将6%的碳酸钙和94%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入3.2％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 50份
石蜡 10份
糊精 8份
硅酸乙酯 6份
海藻酸钠 3份
淀粉 6份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1400℃烧成，保温9小时，冷却至室温后，再于1400℃烧成，保温36小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于钢包滑板的生产。
实施例9
一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，包括以下步骤：
1）原料混磨：将2.5%的氧化铱和97.5%的单斜二氧化锆混磨得到细粉，所述细粉95%以上通过400目的分子筛；
2）原料制坯：在上述细粉中加入4％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；其中，所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 60份
石蜡 18份
糊精 3份
硅酸乙酯 9份
海藻酸钠 2份
淀粉 10份。
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1400℃烧成，保温9小时，冷却至室温后，再于1400℃烧成，保温38小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
上述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，应用于转炉滑板的生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）原料混磨：将碱式碳酸镁或氧化铱或碳酸钙与单斜二氧化锆混磨得到细粉；
2）原料制坯：在上述细粉中加入3-4％有机结合剂，并用搅拌机搅拌，在模具中压制成原料坯体；
3）烧成：将原料坯体放入窖炉中，在1250-1400℃烧成，保温9-10小时，冷却至室温后，再于1250-1400℃烧成，保温36-40小时，得到烧结坯体；
4）依次用颚破机、对辊机、筛分机、除铁设备、球磨机对烧结坯体进行处理得所述部分稳定氧化锆。
2.根据权利要求1所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，其特征在于：按质量分数计，所述原料包括10-12%的碱式碳酸镁和88-90%的单斜二氧化锆。
3.根据权利要求1所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，其特征在于：按质量分数计，所述原料包括2-3%的氧化铱和97-98%的单斜二氧化锆。
4.根据权利要求1所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，其特征在于：按质量分数计，所述原料包括5-8%的碳酸钙和92-95%的单斜二氧化锆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，其特征在于：所述细粉95%以上通过400目的分子筛。
6.根据权利要求1所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，其特征在于：所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 30-60份
石蜡 6-18份
糊精 3-12份
硅酸乙酯 2-9份
海藻酸钠 1-5份
淀粉 4-10份。
7.根据权利要求6所述的低能耗部分稳定氧化锆的制备方法，其特征在于：所述有机结合剂，以重量组分计，包括以下组分：
N,N-亚甲基双丙烯酰胺 50份
石蜡 10份
糊精 8份
硅酸乙酯 6份
海藻酸钠 3份
淀粉 6份。
8.根据权利要求1-7任一项所述的部分稳定氧化锆的应用，其特征在于：所述部分稳定氧化锆应用于氧化锆制品的生产，包括应用于钢包滑板和转炉滑板的生产。
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