CN107216159B - 一种含石英纤维的硅质干式料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，主要涉及一种含石英纤维的硅质干式料。提出的一种含石英纤维的硅质干式料，其特征在于：所述硅质干式料的原料组成及质量百分比为：石英颗粒65~75%;石英细粉15~25%；氧化硅微粉0~8%；石英纤维1~9%；其中，所述的石英纤维为起助烧结作用的助烧结剂。本发明既降低了烧结温度，又保证了硅质干式料的使用性能，提高衬体的使用寿命。

Description

一种含石英纤维的硅质干式料
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，主要涉及一种含石英纤维的硅质干式料。
背景技术
耐火材料中加入助烧结剂的目的是为了提高材料在高温下的致密性、强度和稳定性，以适应冶炼条件的需要。常规的助烧结剂作用机理是在高温下使颗粒的接触面出现液相，融合形成连续的网络，使整个材料连成一个整体。一般液相的出现可能是助烧结剂本身的熔点低，也可能是与助烧结剂形成低共熔物，但都会降低耐火材料的使用温度，影响高温下材料的使用寿命。为了满足高温苛刻条件下耐火材料的使用性能（致密性、高强度、高荷软等），使材料高温下融合形成一个整体，减少或消除由助烧结剂带入的杂质成分形成的危害，目前常用的方式是采用纳米技术。纳米技术的应用，可以降低耐火材料的烧结温度，使材料的结构微细化、致密化，提高材料的性能，但纳米粉存在易团聚，难分散，成本高等缺点，难以工业化大规模应用。
发明内容
本发明的目的提出一种含石英纤维的硅质干式料，使其能促进硅质干式料的烧结，同时减少助烧结剂的危害。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种含石英纤维的硅质干式料，所述硅质干式料的原料组成及质量百分比为：
石英颗粒 65~75%;
石英细粉 15~25%；
氧化硅微粉 0~8%；
石英纤维 1~9%；
其中，所述的石英纤维为起助烧结作用的助烧结剂；将石英颗粒、石英细粉、氧化硅微粉和石英纤维混合均匀即制得本含石英纤维的硅质干式料。
所述硅质干式料的原料组成及质量百分比为：
石英颗粒 70~72%；
石英细粉 18~20%；
氧化硅微粉 0~8%；
石英纤维 1~9%。
所述石英颗粒的粒径范围为0.044-5mm。
所述的石英颗粒为石英砂、硅石、脉石英、熔融石英中的一种。
所述的氧化硅微粉粒径d50＜1μm。
所述的石英纤维粒径为0.3~8μm，化学成分w（SiO2）＞97.0%、w（Al2O3）＜2.0%。
本发明一种含石英纤维的硅质干式料，石英纤维具有优异的高温性能，良好的节能效果，应用在耐火材料高温领域具有可观的经济效益，但纤维的稳定性差，易析晶粉化，对材料的性能不利，应用受限。本发明恰好利用纤维易析晶粉化的特性，对石英纤维进行改造处理，将其运用在硅质干式料中，起到助烧结的作用；通过利用石英纤维易析晶粉化特性，既降低了烧结温度，又保证了硅质干式料的使用性能，提高衬体的使用寿命。
具体实施方式
本发明以工频炉用硅质干式料为例，对石英纤维的应用效果加以说明。为充分说明本发明的特点，以实施例1~7为例，与不加助烧结剂的对比例1和加硼酸为助烧结剂的对比例2、3比较，加以说明。
实施例1~7
含石英维的硅质干式料实施例1~7，以0.044-5mm的石英砂（w（SiO2）=99.42%、w（K2O+Na2O）=0.05%）为主料，以氧化硅微粉（w（SiO2）=96.86%、w（Fe2O3）=1.29%、d50＜1μm）和石英纤维（w（SiO2）＞97.0%、w（Al2O3）＜2.0%、粒度0.3~8μm）为辅料组成。具体方案见表1。
通过表2的性能测试结果可知，与对比例1相比，实施例1~7中硅质干式料的低融物减少，随着温度的升高，各项指标都得到了优化，虽然对比例2中干式料的性能改善很多，随着温度的提高，高温性能却逐渐下降，对比例3中干式料的荷重软化温度T0.6略有上升，但与对比例2相比，急剧下降。由于干式料在混料和成形过程中，容易发生偏析，而常规助烧结剂的加入对材料的影响巨大，一旦偏析造成助烧结剂的局部集中，对衬体的影响是致命的，因此，硼酸的引入需要很谨慎，要控制在合适的范围内。总之，消除助烧结剂的不利影响具有重要意义，而本发明所述的含石英纤维的硅质干式料则可以避免此不利影响。
表1 实施例和对比例的组分和具体配比方案
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2 实施例和对比例干式料的性能指标
Figure 834462DEST_PATH_IMAGE002
注：A代表1200℃*3h,B代表1350℃*3h,C代表1600℃*3h, D代表1500℃*3h。

Claims (6)

1.一种含石英纤维的硅质干式料，其特征在于：所述硅质干式料的原料组成及质量百分比为：
石英颗粒 65~75%;
石英细粉 15~25%；
氧化硅微粉 0~8%；
石英纤维 1~9%；
其中，所述的石英纤维为起助烧结作用的助烧结剂；将石英颗粒、石英细粉、氧化硅微粉和石英纤维混合均匀即制得本含石英纤维的硅质干式料。
2.如权利要求1所述的一种含石英纤维的硅质干式料，其特征在于：所述硅质干式料的原料组成及质量百分比为：
石英颗粒 70~72%；
石英细粉 18~20%；
氧化硅微粉 0~8%；
石英纤维 1~9%。
3.如权利要求1所述的一种含石英纤维的硅质干式料，其特征在于：所述石英颗粒的粒径范围为0.044-5mm。
4.如权利要求1所述的一种含石英纤维的硅质干式料，其特征在于：所述的石英颗粒为石英砂、硅石、脉石英、熔融石英中的一种。
5.如权利要求1所述的一种含石英纤维的硅质干式料，其特征在于：所述的氧化硅微粉粒径d50＜1μm。
6.如权利要求1所述的一种含石英纤维的硅质干式料，其特征在于：所述的石英纤维粒径为0.3~8μm，化学成分w（SiO2）＞97.0%、w（Al2O3）＜2.0%。
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