CN108017377A - 一种镁碳化硅锆砖及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种镁碳化硅锆砖及其生产方法，是由下列重量份数的原料制备而成：0＜粒度≤0.088mm的97高纯镁砂20‑25份，0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂15‑25份，1mm＜粒度≤3mm的97高纯镁砂25‑35份，3mm＜粒度≤5mm的97高纯镁砂5‑15份；96碳化硅细粉0～5份，锆英石细粉0‑3份，结合剂2‑4份。本发明引入适量的碳化硅和锆英石，大大提高了镁质砖的抗酸性渣侵蚀能力。应用于玻璃窑蓄热室上层格子体，代替目前的98镁砖、镁锆砖、铬刚玉砖，实现无铬化。本发明物料中不含铬，非氧化物碳化硅、锆英石的引入，降低了镁质材料的热膨胀系数，大大提高了抗热震性能，抗酸性渣的侵蚀能力，其耐磨性好，高温强度大，热导率高，热膨胀系数小是玻璃窑蓄热室比较理想的耐材。

Description

一种镁碳化硅锆砖及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种镁碳化硅锆砖及其生产方法，应用于玻璃窑蓄热室上层格子体。
背景技术
随着玻璃窑用石油焦燃料的推广，燃烧产物中SiO3、V2O5加剧了玻璃窑蓄热室耐材的损毁速度，对耐材提出了更高要求。
在氧化气氛中，V2O5与CaO反应产生低熔点的钒酸钙，在稍有降低的氧化气氛中，产生挥发性的钒酸钙。氧化镁中的结合相失去CaO，CaO/SiO2比变化到高氧化硅水平，低熔物硅酸钙镁、镁蔷微辉石和钙镁橄榄石出现。
在MgO-ZrO2复相材料中，当用锆英石(ZrSiO4)作为ZrO2源时，从相平衡看，已由MgO-ZrO2二元系变为MgO-ZrO2-SiO2三元系，该三元系中没有三元化合物，为MgO-M2S-ZrO2共存系统，结合基质为镁橄榄石和ZrO2。
MgO-ZrO2·SiO2质耐火材料在烧成过程中其基质中的ZrO2·SiO2首先分解为ZrO2和SiO2，后者又与MgO结合为2MgO·SiO2+ZrO2·SiO2→2MgO·SiO2+ZrO2。当以ZrO2·SiO2为ZrO2源配入MgO质耐火材料时，在ZrO2增加的同时，也增加了SiO2的含量，因而二者对材料的不同侧面有着作用，应根据原料的不同，使用环境的特点选择ZrO2最佳配入量。
SiC分子量为40，密度3.22kg/m3，莫氏硬度9.0～9.5。有立方晶系β-SiC和六方晶系的α-SiC。β-SiC只有一种晶型，α-SiC有多种晶型。热膨胀系数4.7×10-6，热导率高(20℃时为58.6W/m℃)，并随温度升高而降低。1000℃开始分解，1700℃时分解作用进行迅速。氧化速度随时间而减慢。
非氧化物碳化硅与氧化镁不互溶，在高温下稳定。碳化硅的引入，可以降低镁质材料膨胀系数，而且可以提高镁质材料对石油焦燃烧产物中SiO3、V2O5的抗侵蚀侵蚀能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁碳化硅锆砖及其生产方法，用于玻璃窑蓄热室上层格子体，其耐磨性和耐侵蚀性好，高温强度大，热导率高，热膨胀系数小，热震稳定性好。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种镁碳化硅锆砖，是由下列重量份数的原料制备而成：0＜粒度≤0.088mm的97高纯镁砂20-25份，0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂15-25份，1mm＜粒度≤3mm的97高纯镁砂25-35份，3mm＜粒度≤5mm的97高纯镁砂5-15份；96碳化硅细粉0～5份，不含0份，锆英石细粉0-3份，不含0份，结合剂2-4份。
所述结合剂为纸浆废液。
所述96碳化硅细粉的粒径为325目。
所述锆英石细粉的粒径为325目。
一种镁碳化硅锆砖的生产方法，包括如下步骤：
1)原料破碎、筛分、细磨：97高纯镁砂经破碎，粉碎成0＜粒度≤0.088mm、0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的颗粒；
2)配料：将原料按照上述重量份数称重备用；先将96碳化硅细粉、锆英石细粉与10-20份0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒进行预混；
3)混练：先加入1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm和剩余的0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒，干混3～5min，然后加入结合剂，再混3～5min，加入步骤2)中得到预混料和0＜粒度≤0.088mm的97高纯镁砂颗粒，混8～12min，然后出料；
4)机压成型：采用630吨压砖机成型，砖坯体密≥3.05g/cm3。
5)干燥：干燥温度为100～120℃，干燥10h以上；
6)烧成：弱氧化气氛烧成，烧成温度1400～1600℃，烧成时间2～4h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明引入适量的碳化硅和锆英石，其中碳化硅与镁砂不互溶，不生成低熔点矿物，碳化硅可能纯在部分氧化，生成SiO2，SiO2与MgO生成镁橄榄石；锆英石在高温下分解，生成ZrO2、SiO2，SiO2与MgO生成镁橄榄石；碳化硅，氧化锆，橄榄石矿物相同时存在，大大提高了镁质砖的抗酸性渣侵蚀能力。应用于玻璃窑蓄热室上层格子体，代替目前的98镁砖、镁锆砖、铬刚玉砖，实现无铬化。
2)本发明物料中不含铬，非氧化物碳化硅、锆英石的引入，降低了镁质材料的热膨胀系数，大大提高了抗热震性能，抗酸性渣的侵蚀能力，其耐磨性好，高温强度大，热导率高，热膨胀系数小是玻璃窑蓄热室比较理想的耐材。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
一种镁碳化硅锆砖，是由下列重量份数的原料制备而成：0＜粒度≤0.088mm的97高纯镁砂20-25份，0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂15-25份，1mm＜粒度≤3mm的97高纯镁砂25-35份，3mm＜粒度≤5mm的97高纯镁砂5-15份；96碳化硅细粉0-5份，不含0份，锆英石细粉0-3份，不含0份，结合剂2-4份。
所述结合剂为纸浆废液。
所述96碳化硅细粉的粒径为325目。
所述锆英石细粉的粒径为325目。
一种镁碳化硅锆砖的生产方法，包括如下步骤：
1)原料破碎、筛分、细磨：97高纯镁砂经破碎，粉碎成0＜粒度≤0.088mm、0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的颗粒；
2)配料：将原料按照上述重量份数称重备用；先将96碳化硅细粉、锆英石细粉与10-20份0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒进行预混；
3)混练：先加入1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm和剩余的0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒，干混3～5min，然后加入结合剂，再混3～5min，加入步骤2)中得到预混料和0＜粒度≤0.088mm的97高纯镁砂颗粒，混8～12min，然后出料；
4)机压成型：采用630吨压砖机成型，砖坯体密≥3.05g/cm3。
5)干燥：干燥温度为100～120℃，干燥10h以上；
6)烧成：弱氧化气氛烧成，烧成温度1400～1600℃，烧成时间2～4h。
本发明主要原料指标见表1：
表1 单位：wt％
烧成产品的理化指标见表2：
表2：
项目 典型值
MgO，wt％ 92.2
SiO2，wt％ 1.60
CaO，wt％ 1.20
Al2O3，wt％ 0.20
SiC，wt％ 4.5
ZrO2，wt％ 2.0
显气孔率，％ 17.0
体密密度，g/cm3 2.95
常温耐压强度，MPa 60.0
热震稳定性，(1100℃，水冷)次 5
实施例配方见表3：
表3
原料 粒度，mm 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
97高纯镁砂 5-3 15 5 10 8 12
97高纯镁砂 3-1 35 25 30 28 31
97高纯镁砂 1-0 25 15 16 20 23
97高纯镁砂 0.088-0 25 20 21 22 23
96碳化硅 325目 5 1 2 3 4
锆英石 325目 3 1 2 1 3
纸浆废液 2 4 3 2 3
实施例产品的生产方法如下：
1)原料破碎、筛分、细磨：97高纯镁砂经破碎，粉碎成0＜粒度≤0.088mm、0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的颗粒；
2)配料：将原料按照上述重量份数称重备用；先将96碳化硅细粉、锆英石细粉与10-20份0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒进行预混；(实施例1-5在该步骤中的0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒的加入量分别为：20份，10份，10份，12份，16份)
3)混练：先加入1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm和剩余的0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒，干混3～5min，然后加入结合剂，再混3～5min，加入步骤2)中得到预混料和0＜粒度≤0.088mm的97高纯镁砂颗粒，混8～12min，然后出料；
4)机压成型：采用630吨压砖机成型，砖坯体密≥3.05g/cm3。
5)干燥：干燥温度为100～120℃，干燥10h以上；
6)烧成：弱氧化气氛烧成，烧成温度1400～1600℃，烧成时间2～4h。
7)验收及包装：
1验收：
1.1料的取样、验收按YB 367-75《耐火制品取样、验收、保管和运输规则》进行。
1.2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料的包装、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料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、批号及理化指标，等结果报告。

Claims (5)

1.一种镁碳化硅锆砖，其特征在于，是由下列重量份数的原料制备而成：0＜粒度≤0.088mm的97高纯镁砂20-25份，0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂15-25份，1mm＜粒度≤3mm的97高纯镁砂25-35份，3mm＜粒度≤5mm的97高纯镁砂5-15份；96碳化硅细粉0～5份，不含0份，锆英石细粉0-3份，不含0份，结合剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种镁碳化硅锆砖，其特征在于，所述结合剂为纸浆废液。
3.根据权利要求1所述的一种镁碳化硅锆砖，其特征在于，所述96碳化硅细粉的粒径为325目。
4.根据权利要求1所述的一种镁碳化硅锆砖，其特征在于，所述锆英石细粉的粒径为325目。
5.一种如权利要求1所述的镁碳化硅锆砖的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)原料破碎、筛分、细磨：97高纯镁砂经破碎，粉碎成0＜粒度≤0.088mm、0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的颗粒；
2)配料：将原料按照上述重量份数称重备用；先将96碳化硅细粉、锆英石细粉与10-20份0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒进行预混；
3)混练：先加入1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm和剩余的0＜粒度≤1mm的97高纯镁砂颗粒，干混3～5min，然后加入结合剂，再混3～5min，加入步骤2)中得到预混料和0＜粒度≤0.088mm的97高纯镁砂颗粒，混8～12min，然后出料；
4)机压成型：采用630吨压砖机成型，砖坯体密≥3.05g/cm3。
5)干燥：干燥温度为100～120℃，干燥10h以上；
6)烧成：弱氧化气氛烧成，烧成温度1400～1600℃，烧成时间2～4h。
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