CN109626993A - 一种氧化锆耐火材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化锆耐火材料，该改进型氧化锆耐火材料的配方包括以下组份：电熔单斜氧化锆50%‑55%、重烧镁砂细粉6%‑9%、金属铝粉8%‑12%、氧化钇2%‑6%、氧化钡1%‑5%、酚醛‑丁腈型热塑性酚醛树脂2%‑6%、其余为六亚甲基四胺；本发明还公开了一种氧化锆耐火材料的制备工艺，该制备工艺包括以下步骤：S1：定量称取，S2：制备预烧制料，S3：制备混合粉，S4：固化粘结，S5：成型，S6：煅烧；本发明所采用的配方均为国标规定原料，且本发明制备出的氧化锆耐火材料得到较大提升，使其断裂韧性和强度得到提升，使其生产的物品适用于更多的场合，且本发明制备氧化锆耐火材料的成本有所降低，增加企业收益，适合推广。

Description

一种氧化锆耐火材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及氧化锆耐火材料制备技术领域，具体为一种氧化锆耐火材料及其制备方法。

背景技术

氧化锆理化性能优异，具有很高的熔点，高纯致密氧化锆制品具有使用温度高、耐熔融液体侵蚀、抗冲刷、不容易脱溶、化学稳定性好等优点，是一种用途广泛的高性能耐火制品；

现有技术中，氧化锆制品时普遍使用半稳定或者全稳定的氧化锆原料，在通过造粒、压制、烧成等工艺制成相关产品，由于氧化锆熔点较高难烧结，烧成温度需在1700℃以上，烧成温度高能耗大，而且烧成温度范围又窄，容易造成制品开裂、变形，对于烧成要求极高，而且这种工艺制品而成的制品部分致密部分存在大量粗大气孔，导致热震稳定性差，在使用过程中容易出现炸裂、开裂、脱溶等现象，材料的性能难以稳定和保证，使得氧化锆耐火材料生产出的物品无法适应多种使用场合；为此，本发明提出一种氧化锆耐火材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化锆耐火材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氧化锆耐火材料，该改进型氧化锆耐火材料的配方包括以下组份：电熔单斜氧化锆50%-55%、重烧镁砂细粉6%-9%、金属铝粉8%-12%、氧化钇2%-6%、氧化钡1%-5%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂2%-6%、其余为六亚甲基四胺。

优选的，包括电熔单斜氧化锆50%、重烧镁砂细粉6%、金属铝粉8%、氧化钇2%、氧化钡1%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂2%、其余为六亚甲基四胺。

优选的，包括电熔单斜氧化锆55%、重烧镁砂细粉7%、金属铝粉12%、氧化钇6%、氧化钡3%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂5%、其余为六亚甲基四胺。

优选的，包括电熔单斜氧化锆52%、重烧镁砂细粉9%、金属铝粉10%、氧化钇3%、氧化钡5%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂3%、其余为六亚甲基四胺。

优选的，包括电熔单斜氧化锆54%、重烧镁砂细粉8%、金属铝粉9%、氧化钇5%、氧化钡2%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂4%、其余为六亚甲基四胺。

优选的，所述的氧化钇可被硝酸钇替代，氧化钡可被碳酸钡或磷酸钡替代。

优选的，所述重烧镁砂细粉粒径大于210目，金属铝粉的粒径大于360目，超声震荡功率为70-85kW。

一种如上所述的改进型氧化锆耐火材料的制备方法，该制备工艺包括以下步骤：

S1：定量称取，将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：制备预烧制料，先将电熔单斜氧化锆、重烧镁砂细粉混合均匀，然后通过1300～1500℃进行烧制，保温1～10小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；

S3：制备混合粉，将电熔单斜氧化锆、由步S2制得的预烧制料、重烧镁砂细粉、金属铝粉、氧化钇以及氧化钡混合均匀，置于无水乙醇中对其进行超声震荡30-35min，随后用滤纸将粉体滤出得到混合粉；

S4：固化粘结，再往步骤S3的混合料中加入酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂和六亚甲基四胺，混合均匀；

S5：成型，将步骤S4混合均匀的物质过筛，进行脱水处理，脱水程度为水分含量为2%至3%，造粒，造粒的形状为球形、成型；

S6：煅烧，得到的粗坯置于1500-1550℃条件下煅烧175-185min，空气冷却得到氧化锆耐火材料；自然缓慢冷却至自然温。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所采用的配方均为国标规定原料，且本发明制备出的氧化锆耐火材料得到较大提升，使其断裂韧性和强度得到提升，使其生产的物品适用于更多的场合，且本发明制备氧化锆耐火材料的成本有所降低，增加企业收益，适合推广。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供一种技术方案：一种氧化锆耐火材料，该改进型氧化锆耐火材料的配方包括以下组份：电熔单斜氧化锆50%、重烧镁砂细粉6%、金属铝粉8%、氧化钇2%、氧化钡1%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂2%、其余为六亚甲基四胺。

其中，重烧镁砂细粉粒径为210目，金属铝粉的粒径为360目，超声震荡功率为70kW。

一种如上所述的改进型氧化锆耐火材料的制备方法，该制备工艺包括以下步骤：

S1：定量称取，将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：制备预烧制料，先将电熔单斜氧化锆、重烧镁砂细粉混合均匀，然后通过1300℃进行烧制，保温3小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；

S3：制备混合粉，将电熔单斜氧化锆、由步S2制得的预烧制料、重烧镁砂细粉、金属铝粉、氧化钇以及氧化钡混合均匀，置于无水乙醇中对其进行超声震荡30min，随后用滤纸将粉体滤出得到混合粉；

S4：固化粘结，再往步骤S3的混合料中加入酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂和六亚甲基四胺，混合均匀；

S5：成型，将步骤S4混合均匀的物质过筛，进行脱水处理，脱水程度为水分含量为2%，造粒，造粒的形状为球形、成型；

S6：煅烧，得到的粗坯置于1500℃条件下煅烧175min，空气冷却得到氧化锆耐火材料；自然缓慢冷却至自然温。

实施例二

本发明提供一种技术方案：一种氧化锆耐火材料，该改进型氧化锆耐火材料的配方包括以下组份：电熔单斜氧化锆55%、重烧镁砂细粉7%、金属铝粉12%、氧化钇6%、氧化钡3%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂5%、其余为六亚甲基四胺。

其中，重烧镁砂细粉粒径为220目，金属铝粉的粒径为370目，超声震荡功率为76kW。

一种如上所述的改进型氧化锆耐火材料的制备方法，该制备工艺包括以下步骤：

S1：定量称取，将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：制备预烧制料，先将电熔单斜氧化锆、重烧镁砂细粉混合均匀，然后通过1350℃进行烧制，保温5小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；

S3：制备混合粉，将电熔单斜氧化锆、由步S2制得的预烧制料、重烧镁砂细粉、金属铝粉、氧化钇以及氧化钡混合均匀，置于无水乙醇中对其进行超声震荡32min，随后用滤纸将粉体滤出得到混合粉；

S4：固化粘结，再往步骤S3的混合料中加入酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂和六亚甲基四胺，混合均匀；

S5：成型，将步骤S4混合均匀的物质过筛，进行脱水处理，脱水程度为水分含量为2%，造粒，造粒的形状为球形、成型；

S6：煅烧，得到的粗坯置于1510℃条件下煅烧178min，空气冷却得到氧化锆耐火材料；自然缓慢冷却至自然温。

实施例三

本发明提供一种技术方案：一种氧化锆耐火材料，该改进型氧化锆耐火材料的配方包括以下组份：电熔单斜氧化锆52%、重烧镁砂细粉9%、金属铝粉10%、氧化钇3%、氧化钡5%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂3%、其余为六亚甲基四胺。

其中，重烧镁砂细粉粒径为225目，金属铝粉的粒径为378目，超声震荡功率为78kW。

一种如上所述的改进型氧化锆耐火材料的制备方法，该制备工艺包括以下步骤：

S1：定量称取，将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：制备预烧制料，先将电熔单斜氧化锆、重烧镁砂细粉混合均匀，然后通过1400℃进行烧制，保温7小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；

S3：制备混合粉，将电熔单斜氧化锆、由步S2制得的预烧制料、重烧镁砂细粉、金属铝粉、氧化钇以及氧化钡混合均匀，置于无水乙醇中对其进行超声震荡33min，随后用滤纸将粉体滤出得到混合粉；

S4：固化粘结，再往步骤S3的混合料中加入酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂和六亚甲基四胺，混合均匀；

S5：成型，将步骤S4混合均匀的物质过筛，进行脱水处理，脱水程度为水分含量为3%，造粒，造粒的形状为球形、成型；

S6：煅烧，得到的粗坯置于1530℃条件下煅烧182min，空气冷却得到氧化锆耐火材料；自然缓慢冷却至自然温。

实施例四

本发明提供一种技术方案：一种氧化锆耐火材料，该改进型氧化锆耐火材料的配方包括以下组份：电熔单斜氧化锆54%、重烧镁砂细粉8%、金属铝粉9%、氧化钇5%、氧化钡2%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂4%、其余为六亚甲基四胺。

其中，氧化钇被硝酸钇替代，氧化钡可被碳酸钡替代，重烧镁砂细粉粒径为229目，金属铝粉的粒径为379目，超声震荡功率为85kW。

一种如上所述的改进型氧化锆耐火材料的制备方法，该制备工艺包括以下步骤：

S1：定量称取，将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：制备预烧制料，先将电熔单斜氧化锆、重烧镁砂细粉混合均匀，然后通过1430℃进行烧制，保温8小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；

S3：制备混合粉，将电熔单斜氧化锆、由步S2制得的预烧制料、重烧镁砂细粉、金属铝粉、氧化钇以及氧化钡混合均匀，置于无水乙醇中对其进行超声震荡35min，随后用滤纸将粉体滤出得到混合粉；

S4：固化粘结，再往步骤S3的混合料中加入酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂和六亚甲基四胺，混合均匀；

S5：成型，将步骤S4混合均匀的物质过筛，进行脱水处理，脱水程度为水分含量为3%，造粒，造粒的形状为球形、成型；

S6：煅烧，得到的粗坯置于1545℃条件下煅烧184min，空气冷却得到氧化锆耐火材料；自然缓慢冷却至自然温。

通过对四组实施例进行成分检测，并且从市场上挑选了一组氧化锆耐火材料进行对比，检测结果如下：

从上表的实验数据可知，本方案的第四组氧化锆耐火材料的断裂韧性和强度最佳，因此具有较好的推广价值。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种氧化锆耐火材料，其特征在于；该改进型氧化锆耐火材料的配方包括以下组份：电熔单斜氧化锆50%-55%、重烧镁砂细粉6%-9%、金属铝粉8%-12%、氧化钇2%-6%、氧化钡1%-5%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂2%-6%、其余为六亚甲基四胺。

2.根据权利要求1所述的一种氧化锆耐火材料，其特征在于：包括电熔单斜氧化锆50%、重烧镁砂细粉6%、金属铝粉8%、氧化钇2%、氧化钡1%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂2%、其余为六亚甲基四胺。

3.根据权利要求1所述的一种氧化锆耐火材料，其特征在于：包括电熔单斜氧化锆55%、重烧镁砂细粉7%、金属铝粉12%、氧化钇6%、氧化钡3%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂5%、其余为六亚甲基四胺。

4.根据权利要求1所述的一种氧化锆耐火材料，其特征在于：包括电熔单斜氧化锆52%、重烧镁砂细粉9%、金属铝粉10%、氧化钇3%、氧化钡5%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂3%、其余为六亚甲基四胺。

5.根据权利要求1所述的一种氧化锆耐火材料，其特征在于：包括电熔单斜氧化锆54%、重烧镁砂细粉8%、金属铝粉9%、氧化钇5%、氧化钡2%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂4%、其余为六亚甲基四胺。

6.根据权利要求1所述的一种氧化锆耐火材料，其特征在于：所述的氧化钇可被硝酸钇替代，氧化钡可被碳酸钡或磷酸钡替代。

7.根据权利要求1所述的一种氧化锆耐火材料，其特征在于：所述重烧镁砂细粉粒径大于210目，金属铝粉的粒径大于360目，超声震荡功率为70-85kW。

8.一种如权利要求1-7任意一条所述的改进型氧化锆耐火材料的制备方法，其特征在于：该制备工艺包括以下步骤：

S1：定量称取，将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：制备预烧制料，先将电熔单斜氧化锆、重烧镁砂细粉混合均匀，然后通过1300～1500℃进行烧制，保温1～10小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；

S3：制备混合粉，将电熔单斜氧化锆、由步S2制得的预烧制料、重烧镁砂细粉、金属铝粉、氧化钇以及氧化钡混合均匀，置于无水乙醇中对其进行超声震荡30-35min，随后用滤纸将粉体滤出得到混合粉；

S4：固化粘结，再往步骤S3的混合料中加入酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂和六亚甲基四胺，混合均匀；

S5：成型，将步骤S4混合均匀的物质过筛，进行脱水处理，脱水程度为水分含量为2%至3%，造粒，造粒的形状为球形、成型；

S6：煅烧，得到的粗坯置于1500-1550℃条件下煅烧175-185min，空气冷却得到氧化锆耐火材料；自然缓慢冷却至自然温。