CN1226209C - 熔铸含非氧化物板型材复合锆刚玉耐火砖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型熔铸耐火砖，特别是涉及一种熔铸含非氧化物板型材复合锆刚玉耐火砖。该耐火砖是长方形六面体、或正方形六面体、或梯形六面体、或弧形六面体、或空心圆柱形体、或异形六面体形状的锆刚玉耐火砖，在与各形状各标号的锆刚玉耐火砖的侵蚀面的近似平行方向铸嵌包容有非氧化物板型材的复合层，非氧化物板型材的形状与耐火砖侵蚀面的形状轮廓近似对应，并且设有翻边。非氧化物板型材为热膨胀系数与锆刚玉耐火砖热膨胀系数相近的有关金属和非金属板型材，为金属钼板型材，或为氮化铝板型材，或为氮化硅板型材，或为硼化锆板型材，或为碳化硼板型材等，该耐火砖可以明显延长使用寿命，延长玻璃窑炉龄，具有明显经济效益。
Description
(一)技术领域：本发明涉及一种新型熔铸耐火砖，特别是涉及一种熔铸含非氧化物板型材复合锆刚玉耐火砖。
(二)背景技术：众所周知，耐火材料在冶金工业、建材行业有着广泛的用途，是国民经济发展的基础材料之一。熔铸耐火材料是指将一定成分的几种原料用电弧炉熔融浇注法制成的耐火材料，熔铸耐火材料是玻璃工业窖炉必不可少的重要基础材料，特别是熔铸锆刚玉耐火砖为推动玻璃制造业发展立下汗马功劳。随着玻璃窖炉熔化温度的不断提高，熔铸锆刚玉耐火砖标号不断增加，从最初的锆刚玉耐火砖的20#，增加到30#，33#，36#，41#，45#……，其中目前在玻璃窖炉中使用最广泛、最被用户接受、综合性能强、经济性较好的要算是锆刚玉33#和41#砖。随着玻璃种类的不断增多，例如含铅、硼等的玻璃，要求玻璃窖炉的抵抗高温侵蚀的承受能力越来越高，随着市场竞争的白热化，要求玻璃厂不断降低成本，而降低成本的重要措施之一就是延长玻璃窖炉的寿命。锆刚玉耐火砖的标号越大，玻璃窖炉的寿命也会越长，但是标号越大，氧化锆含量越多，制造的合格率越低，锆刚玉耐火砖的生产成本也就越高，所以从单方面提高锆刚玉耐火砖的标号来延长玻璃窖炉的炉龄，从经济性方面考虑是不可取的，这是一个方面；另一方面锆刚玉耐火砖在玻璃液的不断侵蚀、冲刷下，侵蚀面逐渐形成沟槽，随着沟槽的不断加深，侵蚀速度越快，玻璃窖炉的寿命就越短。为了解决这一问题，各国的科技工作者正在采取各种技术措施来防止或延缓锆刚玉耐火砖侵蚀面的沟槽的形成，来提高锆刚玉耐火砖的抗侵蚀性，以延长玻璃窖炉的炉龄。
(三)发明内容：
本发明的目的是：为了延长玻璃窑炉的炉龄，研制生产出熔铸含非氧化物板型材复合锆刚玉耐火砖。
本发明的技术方案是：
一种熔铸含非氧化物板型材复合锆刚玉耐火砖，是长方形六面体、或正方形六面体、或梯形六面体、或弧形六面体、或空心圆柱形体、或异形六面体形状的锆刚玉耐火砖，在与各形状各标号的锆刚玉耐火砖的侵蚀面的近似平行方向铸嵌包容有非氧化物板型材的复合层，非氧化物板型材的形状与耐火砖侵蚀面的形状轮廓近似对应，非氧化物板型材设有翻边。
非氧化物板型材为热膨胀系数与锆刚玉耐火砖热膨胀系数相近的有关金属和非金属板型材，为金属钼板型材，或为氮化铝板型材，或为氮化硅板型材，或为硼化锆板型材，或为碳化硼板型材，或为氮化硼板型材，或为赛隆板型材。
非氧化物板型材的形状为平板型，或为长条板型，或为弧板型，或为圆柱形板型，复合层板材表面与锆刚玉耐火砖侵蚀面表面距离1～3cm，非氧化物板型材的厚度为0.5～10mm。
所述的熔铸含非氧化物板型材复合锆刚玉耐火砖，其各种标号为30#，或为33#，或为36#，或为41#。
本发明具有有益的积极效果：
1.复合锆刚玉耐火砖是利用有关金属或非金属板材铸嵌包容在锆刚玉耐火砖中，当耐火砖的侵蚀面被玻璃液冲刷侵蚀后，露出非氧化物板材时，在高温下，非氧化物板材表面被玻璃液覆盖，非氧化物板材复合层不与玻璃液发生化学反应，也不被氧化，使复合锆刚玉砖的侵蚀面被侵蚀变得明显缓慢，大大延长复合锆刚玉砖的使用寿命，试验证明，使用复合锆刚玉耐火砖其玻璃窑炉炉龄可延长1～2倍，这对于玻璃厂来说，较大幅度降低成本，明显提高经济效益。
2.复合锆刚玉砖增加一块非氧化物板材，成本增加较小，而大大提高使用寿命，获得明显经济效益。
3.复合锆刚玉耐火砖中铸嵌包容非氧化物板材复合层，明显减少耐火砖被冲刷侵蚀，降低玻璃中杂质含量，提高玻璃质量。
(四)附图说明：
图1：为熔铸复合锆刚玉砖流料溶液槽结构示意图。
图1-1：熔铸复合锆刚玉流料槽俯视结构示意图。
图1-2：A-A剖视结构示意图。
图2：为熔铸复合锆刚玉圆柱形流液洞结构示意图。
图2-1：B-B剖视结构示意图。
图3：为熔铸复合锆刚玉池壁砖厚度方向结构示意图。
图3-1：熔铸复合锆刚玉池壁耐火砖正视结构示意图。
五、具体实施例：
实施例一：用于玻璃窑炉或陶瓷釉料熔窑的流料槽，参见图1，1-1，1-2，图中，1为41#复合锆刚玉流液槽耐火砖砖体，2为非氧化物板材复合层，本实施例采用金属钼板材，3为把钼板材按设计要求安装在铸模腔中的支撑件，使用和钼板材同样的一种材料，当浇注后，该钼板材及支撑件被铸嵌包容在复合刚玉砖的砖体中，4为钼板材翻边。复合锆刚玉耐41#流料槽耐火砖，该砖长350mm，宽300mm，高300mm，非氧化物板材复合层采用金属钼板材，钼板材厚度为3mm，长300mm，宽200mm，钼板长度方向两端各有翻边，其高度为25mm，钼板材近似平行流液槽底平面，钼板材上表面距液料槽耐火砖槽底平面约2cm。
生产方法：配料用生料和熟料按一定比例：如生料∶熟料＝1∶1，即一半生料和一半熟料，如准备向电弧炉投入总的原料为1000kg，用生料500kg，用熟料500kg。生料500kg，按常规方法计算出氧化铝，精选锆英石，硼砂，纯碱，脱硅锆用量，根据41#锆刚玉耐火砖配料表(配500kg生料)：
氧化铝占42～46％(207.5kg)，精选锆英石占39～42％(204kg)，硼砂占0.5～0.6％(2.75kg)，纯碱1.5％～1.7％(8.25kg)，氧化锆(脱硅锆)15～18％(87.5kg)。
实配510kg生料，少量过量，这是正常的。
熟料处理：将从玻璃窑炉上拆卸下来的废41#锆刚玉砖，先除去废砖面上夹带的玻璃渣等杂物，并进行破碎，检选，除铁，干燥，称重510kg备用，化验废41#锆刚玉砖各种原料含量是否符合技术要求，含量偏低的原料要补足，以保证41#复合锆刚玉耐火砖满足各种原料含量要求，补足量按常规计算。
制铸模：按常规方法制出41#锆刚玉耐火砖的砂模件，并在把各砂模件拼装成铸模过程中，将非氧化物金属钼板材按设计要求安装固定在待浇注铸模空腔中，即在金属钼板材加工同时，加工出一部分作为支撑件与砂模连接将钼板材按设计要求安装固定在铸模空腔中支撑钼板材，按无缩孔砖设计要求设计冒口尺寸与砖体尺寸相仿。
先将510kg的熟料投入电弧炉中，并在熟料上面覆盖一部分生料粉，以300伏电压，3000安培电流进行加温熔化、熔炼约120分钟，在熔炼过程中分次加完剩下的所有生料粉，熔炼完成后，再精练约15分钟，然后向电弧炉内插入氧枪吹氧约3分钟，此时炉温约2000℃，断电停止加温，待炉口温度下降到1800℃左右时，倾炉浇注，浇注后约40-45分钟后，埋入蛭石保温箱中保温退火约9天，拆箱拆模取出41#复合锆刚玉流液槽耐火砖，按无缩孔砖工艺要求切去帽口，并检查质量，合格后成品入库。
实施例二：所要制造的复合锆刚玉耐砖结构同实施例一，不重述。有一点不同的是本实施例全部使用生料制造，即把1000kg生料，按实施例一计算方法在原500kg基础上，各种原料重量都放大一倍，即最后配成1020公斤生料，投料入炉，电压电流可适当调整，例如使用320伏，3800电流加热熔化熔炼约120分钟，精炼约18分钟，吹氧5分钟，待炉温口降至1760℃时浇注，其它与实施例一相同不重述。
实施例三：要求制造的是33#复合锆刚玉流料槽耐火砖，其结构同实施例一，不重述。有一点不同的是，用料全部使用33#从玻璃炉窑拆卸下来的废锆刚玉砖，首先对废砖破碎，检选，除铁，干燥，化验各种原料含量是否符合要求，若有有关原料含量偏低，则应相对补足符合33#锆刚玉砖对相关原料含量的差值，其加温熔化，熔练，精炼，吹氧，浇注，保温退火等生产方法同实施例一，不重述。
实施例四：参见图2，2-1，即41#复合锆刚玉圆柱状流液洞耐火砖结构示意图。图中，5为41#复合锆刚玉圆柱状流液洞耐火砖的砖体，即中心为中空圆柱形，外形为长方形六面体，6为非氧化物圆筒形一端带翻边或不带翻边的非氧化物板材，仍使用金属钼板材，在铸模空腔中可用两个支撑件，7将圆筒形的钼板材安装固定在待浇注铸模空腔中，其它的用料及生产方法同实施例一，不重述，本实施例的侵蚀面为中央圆柱形面。
实施例五：复合锆刚玉耐火砖结构同实施例四，不重述。其用料及生产方法同实施例二，不重述。
实施例六：所要制造的复合锆刚玉耐火砖结构同实施例四，不重述。有一点不同的是本实施例全部使用33#锆刚玉废砖熟料制造，现要生产41#复合锆刚玉耐火砖，此时，33#锆刚玉废砖中氧化铝和氧化锆等各种原料含量不足，必须提高含量才能满足技术要求，按41#锆刚玉耐火砖氧化铝和氧化锆等原料含量分别计算出各自用量，再按33#锆刚玉耐火砖氧化铝，氧化锆等各种原料含量分别计算出用量，两者各自的差值就是要增加的各种原料用量。经计算需增加氧化铝，氧化锆等原料用量，和熟料一起混合，其熟料处理方法及加温熔化，熔炼，精炼，吹氧，浇注保温退火，同实施例一，不重述，其产品使用效果良好。
实施例七：参见图3，3-1，此为玻璃窑炉中池壁耐火砖结构示意图，图中：8为33#复合锆刚玉长方形六面体耐火砖砖体，9为铸嵌包容在砖体中的非氧化物板材复合层，本实施例选用金属钼平板板材，有的两端带有翻边，有的不带翻边。长方形六面体高温区池壁复合锆刚玉33#耐火砖，有的用41#耐火砖，长度600mm，宽300mm，高400mm，钼板材长度500mm，宽360mm，厚3mm，有翻边的话，其翻边高度25mm。钼板材平面距耐火砖侵蚀面表面20mm。
本实施例的配料方式基同实施例一，即采用一半生料，一半熟料。所不同的是，本实施例要生产的是复合锆刚玉33#耐火砖，而不是41#砖，根据33#砖的原材料是氧化铝粉，占全料重48～50％，精选锆英石占全料重50～52％，硼砂占0.5～0.7％，纯碱占1.6～1.8％，因精选锆英石含氧化锆重份已达到33#砖含氧化锆33％的要求，所以不用再加氧化锆粉，即氧化铝粉245kg，精选锆英石255kg，硼砂0.3kg，纯碱0.85kg，共501.15kg，可再加大一些放大到505公斤。用从玻璃窑炉拆卸下来的33#锆刚玉废砖按实施例一同样处理制成熟料510公斤。用实施例一的相同生产方法，制出复合锆刚玉33#耐火砖，不重述。
实施例八：复合锆刚玉33#池壁耐火砖，其结构同实施例七，不重述。其用料和生产方法同实施例七，不重述。
实施例九：生产复合锆刚玉41#玻璃窑炉池壁耐火砖，其结构同实施例七，不重述。其用料和生产方法同实施例三，不重述。
其它标号的复合锆刚玉耐火砖的制造方法和33#、41#复合锆刚玉耐火砖类似，不再重复叙述了，只是氧化锆和氧化铝等原料含量有些不同，标号代表氧化锆含量占耐火砖总重量的百分比。
Claims (4)
1.一种熔铸含非氧化物板型材复合锆刚玉耐火砖，是长方形六面体、或正方形六面体、或梯形六面体、或弧形六面体、或空心圆柱形体、或异形六面体形状的锆刚玉耐火砖，在与各形状各标号的锆刚玉耐火砖的侵蚀面的近似平行方向铸嵌包容有非氧化物板型材的复合层，其特征是：非氧化物板型材的形状与耐火砖侵蚀面的形状轮廓近似对应，非氧化物板型材设有翻边。
2.根据权利要求1所述的复合锆刚玉耐火砖，其特征是：非氧化物板型材为热膨胀系数与锆刚玉耐火砖热膨胀系数相近的有关金属和非金属板型材，为金属钼板型材，或为氮化铝板型材，或为氮化硅板型材，或为硼化锆板型材，或为碳化硼板型材，或为氮化硼板型材，或为赛隆板型材。
3.根据权利要求1所述的复合锆刚玉耐火砖，其特征是：非氧化物板型材的形状为平板型，或为长条板型，或为弧板型，或为圆柱形板型，复合层板材表面与锆刚玉耐火砖侵蚀面表面距离1～3cm，非氧化物板型材的厚度为0.5～10mm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的复合锆刚玉耐火砖，其特征是：各种标号的锆刚玉耐火砖为30#，或为33#，或为36#，或为41#。
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