CN109053176A - 含铬莫来石耐火材料及其制备方法 - Google Patents

含铬莫来石耐火材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含铬莫来石耐火材料及其制备方法。该含铬莫来石耐火材料的制备原料包括：53～74份电熔莫来石颗粒、25～35份铬质混合料、1.5～3份液体添加剂，以及占所述的电熔莫来石颗粒、铬质混合料总重量1～3％的粉体结合剂；铬质混合料的制备原料包括：15～20份铬质物、5～8份电熔莫来石球粉、3～7份氧化铝球粉、0.5～1.5份硅微粉；铬质物包括如下重量百分比的化学成分：58～90％Cr2O3、1～7％ZrO2、7～15％Al2O3、2～8％SiO2。本发明将适量的合适的铬质混合料加入电熔莫来石颗粒中，与适量液体添加剂、粉体结合剂构成特定的原料配方，以此制备出的含铬莫来石耐火材料，高温蠕变性能优异。

Description

含铬莫来石耐火材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，特别是涉及一种含铬莫来石耐火材料及其制备方法。
背景技术
玻璃熔窑蓄热室中上部墙、中上部格子体温度相对较高，玻璃熔融排放出的碱蒸汽、废气具有侵蚀性和腐蚀性，常用的耐火材料为镁质耐火材料，其高温蠕变强度低，容易剥落堵塞格子孔。
因此，亟待研发一种高温蠕变性能好的耐火材料。
发明内容
基于此，本发明的主要目的是提供一种高温蠕变性能好的含铬莫来石耐火材料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种含铬莫来石耐火材料，以重量份计，该含铬莫来石耐火材料的制备原料包括：53～74份的电熔莫来石颗粒、25～35份的铬质混合料、1.5～3份的液体添加剂，以及占所述的电熔莫来石颗粒、铬质混合料总重量1～3％的粉体结合剂；
所述的铬质混合料，其制备原料包括：15～20份的铬质物、5～8份的电熔莫来石球粉、3～7份的氧化铝球粉、0.5～1.5份的硅微粉；
所述的铬质物包括如下重量百分比的化学成分：58～90％的Cr2O3、1～7％的ZrO2、7～15％的Al2O3、2～8％的SiO2。
在其中一些实施例中，所述的铬质混合料，其制备原料包括：18～20份的铬质物、6～8份的莫来石球粉、5～7份的氧化铝球粉、1～1.5份的硅微粉；
所述的铬质物包括如下重量百分比的化学成分：58～90％的Cr2O3、1～7％的ZrO2、7～15％的Al2O3、2～8％的SiO2。
在其中一些实施例中，所述的铬质混合料，其制备原料包括：18份铬质物、 6份的莫来石球粉、5份的氧化铝球粉、1份的硅微粉；
所述的铬质物包括如下重量百分比的化学成分：58～90％的Cr2O3、1～7％的ZrO2、7～15％的Al2O3、2～8％的SiO2。
在其中一些实施例中，以重量份计，该含铬莫来石耐火材料包括如下制备原料：60～70份的电熔莫来石颗粒、28～30份的含铬混合料、1.5～3份的液体添加剂，以及占所述的电熔莫来石颗粒、铬质混合料总重量1～3％的粉体结合剂。
在其中一些实施例中，所述的电熔莫来石颗粒包括20～28份粒径为4～2mm电熔莫来石颗粒、13～16份粒径为2～1mm的电熔莫来石颗粒、20～30 份的粒径为1～0.5mm的电熔莫来石颗粒。
在其中一些实施例中，所述的粉体结合剂选自工业糊精、羧甲基纤维素钠、或木质素磺酸钙中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述的氧化铝球粉选自烧结板状刚玉球粉、电熔白刚玉球粉、α-氧化铝球粉中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述的液体添加剂选自纸浆液、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液中的至少一种。
本发明的另一目的是提供一种上述的含铬莫来石耐火材料的制备方法，包括如下步骤：
称取铬质物、莫来石球粉、氧化铝球粉、硅微粉，混合均匀，得铬质混合料；
称取电熔莫来石颗粒，加入液体添加剂，搅拌均匀之后加入所述的铬质混合料、粉体结合剂，再次搅拌均匀，得成型料；
对所述的成型料压制成型，得生坯；
烧成，得含铬莫来石耐火材料。
在其中一些实施例中，所述的压制成型采用500吨～1000吨摩擦压力机；所述的烧成条件包括：1580～1640℃、恒温8～16h。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
本发明将适量的合适配方的铬质混合料加入到电熔莫来石颗粒中，与适量液体添加剂、粉体结合剂一起，构成特定的含铬莫来石耐火材料原料配方。采用该配方制备出的含铬莫来石耐火材料，高温蠕变率低，具备优异的高温蠕变性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的原料均来自市购。
液体添加剂的浓度均为本领域常规使用浓度。
本发明所涉及到的电熔莫来石颗粒是指粒径0.5mm以上的电熔莫来石骨料，而电熔莫来石球粉一般指粒径小于325目或小于45μm的电熔莫来石研磨细粉料。
本发明所涉及的纸浆液是用木质素磺酸钙和水混合搅拌均匀制得的水溶液。
实施例1
本实施例提供一种含铬莫来石耐火材料及其制备方法。
该含铬莫来石耐火材料的原料配方见表1。
该含铬莫来石耐火材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步：制备铬质混合料，根据表1的铬质混合料的配方，秤取各原料，用混料机混合均匀。
第二步：制备成型料，根据表1的配方，秤取粒径为4～2mm电熔莫来石颗粒(粗颗粒)、粒径为2～1mm的电熔莫来石颗粒(中颗粒)、粒径为1～0.5mm 的电熔莫来石颗粒(细颗粒)；
先将粗颗粒、中颗粒用液体添加剂润湿混拌均匀，混拌时间为2～3分钟，再加细颗粒，继续混拌均匀，混拌2～3分钟，最后加入铬质混合料与粉体结合剂，继续混拌均匀，混拌时间为8～15分钟，总混拌时间为12～21分钟，混拌好的成型料呈半干湿状态，水分为0.8～2.0％。
第三步：压制成型，用500吨～1000吨摩擦压力机压制成型，成型获得的生坯密度为2.85～3.05g/cm3。
第四步，高温烧成，烧成隧道窑烧成，烧成温度控制为1580～1640℃，保温8小时～16小时。
第五步：性能检测，满足化学成分、物理性能要求。
经检测，本实施例制备的含铬莫来石耐火材料，其物理性能：显气孔率≤ 17％，体积密度≥2.85g/cm3，常温耐压≥100MPa，高温蠕变率(1400℃×50h) ≤0.5％，高温荷软T0.6≥1680℃。该含铬莫来石耐火材料的高温蠕变率(执行标准：GB/T5073-2005)请参见下表2：
实施例2
本实施例提供一种含铬莫来石耐火材料及其制备方法。本实施例是实施例1 的变化例，变化之处在于含铬莫来石耐火材料的原料配方，具体参见表3。制备方法同实施例1。
经检测，本实施例制备得到的含铬莫来石耐火材料，其物理性能：显气孔率≤17％，体积密度≥2.85g/cm3，常温耐压≥100MPa，高温蠕变率(1400℃× 50h)≤0.5％，高温荷软T0.6≥1680℃。该含铬莫来石耐火材料的高温蠕变率(执行标准：GB/T5073-2005)请参见下表4：
实施例3
本实施例提供一种含铬莫来石耐火材料及其制备方法。本实施例是实施例1 的变化例，变化之处在于含铬莫来石耐火材料的原料配方，具体参见表5。制备方法同实施例1。
经检测，本实施例制备得到的含铬莫来石耐火材料，其物理性能：显气孔率≤17％，体积密度≥2.85g/cm3，常温耐压≥100MPa，高温蠕变率(1400℃× 50h)≤0.5％，高温荷软T0.6≥1680℃。该含铬莫来石耐火材料的高温蠕变率(执行标准：GB/T5073-2005)请参见下表6：
实施例4
本实施例提供一种含铬莫来石耐火材料及其制备方法。本实施例是实施例1 的变化例，变化之处在于含铬莫来石耐火材料的原料配方，具体参见表7。制备方法同实施例1。
经检测，本实施例制备得到的含铬莫来石耐火材料，其物理性能：显气孔率≤17％，体积密度≥2.85g/cm3，常温耐压≥100MPa，高温蠕变率(1400℃× 50h)≤1.8％，高温荷软T0.6≥1680℃。该含铬莫来石耐火材料的高温蠕变率(执行标准：GB/T5073-2005)请参见下表8：
本发明实施例制备含铬莫来石耐火材料时，其成分可调整为：Cr2O3≥10％， Al2O3≥65％，ZrO2≤4％，SiO2≤20％。
对比例1
本对比例是实施例的对比例，提供一种莫来石耐火材料及其制备方法。该莫来石耐火材料与实施例1相比，主要区别是铬质混合料的原料配方不同，具体原料配方见表9。相应地，制备方法省去了铬质混料的制备步骤。
该莫来石耐火材料的高温蠕变率(执行标准：GB/T5073-2005)请参见下表 10：
对比例2
本对比例是实施例的对比例，提供一种莫来石耐火材料及其制备方法。该莫来石耐火材料与实施例1相比，主要区别是铬质混合料的用量过多，具体原料配方见表11。相应地，制备方法省去了铬质混料的制备步骤。
该莫来石耐火材料的高温蠕变率(执行标准：GB/T5073-2005)请参见下表 12：
比较以上各表的数据发现：
(1)表2、表4、表6、表8的1400℃(50h)的蠕变率较低。这说明，本发明的原料配方制备的含铬莫来石耐火材料高温蠕变性能好。
(2)进一步比较表2、表4、表6、表8的数据发现，实施例1至实施例4 的蠕变率依次升高，这说明，本发明的含铬莫来石耐火材料，其原料配方存在优选方案。
(3)根据实施例1与对比例1至2的比较可知，对比例1至2的蠕变率显著高于实施例1。这说明，本发明的原料配方中，铬质混合料的配方、加入量对本申请效果的实现发挥着至关重要的作用，如果更改了铬质混合料的配方、加入量，那么最终制备所得含铬莫来石耐火材料的高温蠕变性能将会受到显著影响。
综上所述，本发明将适量的合适配方的铬质混合料加入到电熔莫来石颗粒中，与适量液体添加剂、粉体结合剂一起，构成特定的含铬莫来石耐火材料原料配方。采用该配方制备出的含铬莫来石耐火材料，具备优异的高温蠕变性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种含铬莫来石耐火材料，其特征在于，以重量份计，该含铬莫来石耐火材料的制备原料包括：53～74份的电熔莫来石颗粒、25～35份的铬质混合料、1.5～3份的液体添加剂，以及占所述的电熔莫来石颗粒、铬质混合料总重量1～3％的粉体结合剂；
所述的铬质混合料，其制备原料包括：15～20份的铬质物、5～8份的电熔莫来石球粉、3～7份的氧化铝球粉、0.5～1.5份的硅微粉；
所述的铬质物包括如下重量百分比的化学成分：58～90％的Cr2O3、1～7％的ZrO2、7～15％的Al2O3、2～8％的SiO2。
2.根据权利要求1所述的含铬莫来石耐火材料，其特征在于，所述的铬质混合料，其制备原料包括：18～20份的铬质物、6～8份的莫来石球粉、5～7份的氧化铝球粉、1～1.5份的硅微粉；
所述的铬质物包括如下重量百分比的化学成分：58～90％的Cr2O3、1～7％的ZrO2、7～15％的Al2O3、2～8％的SiO2。
3.根据权利要求2所述的含铬莫来石耐火材料，其特征在于，所述的铬质混合料，其制备原料包括：18份铬质物、6份的莫来石球粉、5份的氧化铝球粉、1份的硅微粉；
所述的铬质物包括如下重量百分比的化学成分：58～90％的Cr2O3、1～7％的ZrO2、7～15％的Al2O3、2～8％的SiO2。
4.根据权利要求1至3任一项所述的含铬莫来石耐火材料，其特征在于，以重量份计，该含铬莫来石耐火材料包括如下制备原料：60～70份的电熔莫来石颗粒、28～30份的铬质混合料、1.5～3份的液体添加剂，以及占所述的电熔莫来石颗粒、铬质混合料总重量1～3％的粉体结合剂。
5.根据权利要求1至3任一项所述的含铬莫来石耐火材料，其特征在于，所述的电熔莫来石颗粒包括20～28份粒径为2～4mm的电熔莫来石颗粒、13～16份粒径为1～2mm的电熔莫来石颗粒、20～30份粒径为0.5～1mm的电熔莫来石颗粒。
6.根据权利要求1至3任一项所述的含铬莫来石耐火材料，其特征在于，所述的粉体结合剂选自工业糊精、羧甲基纤维素钠或木质素磺酸钙中的至少一种。
7.根据权利要求1至3任一项所述的含铬莫来石耐火材料，其特征在于，所述的氧化铝球粉选自烧结板状刚玉球粉、电熔白刚玉球粉、α-氧化铝球粉中的至少一种。
8.根据权利要求1至3任一项所述的含铬莫来石耐火材料，其特征在于，所述的液体添加剂选自纸浆液、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液中的至少一种。
9.一种权利要求1至8任一项所述的含铬莫来石耐火材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
称取铬质物、电熔莫来石球粉、氧化铝球粉、硅微粉，混合均匀，得铬质混合料；
称取电熔莫来石颗粒，加入液体添加剂，搅拌均匀之后加入所述的铬质混合料、粉体结合剂，再次搅拌均匀，得成型料；
对所述的成型料压制成型，得生坯；
烧成，得含铬莫来石耐火材料。
10.根据权利要求9所述的含铬莫来石耐火材料的制备方法，其特征在于，所述的压制成型采用500吨～1000吨摩擦压力机；所述的烧成条件包括：1580～1640℃、恒温8～16h。
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