CN1303834A - 一种刚玉莫来石制品 - Google Patents

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张周明
吴爱军
王赣华
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Abstract

本发明公开了一种刚玉莫来石制品,采用在基质中较大量地加入高岭土细粉的方法,使基质中生成发育良好的针柱状莫来石网络结构,大幅度地提高了制品的抗热震稳定性,可用作高温炉衬、陶瓷窑具等大大提高其使用寿命。

Description

一种刚玉莫来石制品
本发明涉及一种刚玉莫来石制品。
冶金、机械、建材等行业有大量的间歇式窑炉，如梭式窑、硅钢片加热炉等，温度变化范围大，炉衬材料和窑具材料受到的热应力冲击大，通常使用的耐火材料抗热震性差，使用寿命较短。
已知技术文献“刚玉—莫来石推板的研制与应用”、(《耐火材料》1999.№1,41-42)和“莫来石—刚玉质推板砖的研究”(The third International symposiumon refractories,November 3～6,1998,Beijing,China,P206)公开了一种采用合成莫来石(电熔莫来石、烧结莫来石)细粉作为基质制作刚玉莫来石制品的方法。上述方法所得制品的不足之处在于原料成本高、工艺复杂、制品质量不稳定。
本发明的目的在于提供一种成本低廉、抗热震稳定性好、使用寿命长的刚玉莫来石制品。
本发明的刚玉莫来石制品的物料组成为(以重量计)：铝硅系人工合成原料60-90％，高岭土10-40％，氟化铝(外加)0-3％，结合剂(外加)2-11％，结合剂可以是木质素磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅溶胶、磷酸、纸浆废液。
高岭土是不经煅烧处理的＜0.1mm的生料细粉，其氧化铝、氧化硅和灼减的合量不少于97％，高岭土的加入量为15-25％。
＜0.1mm的基质由高岭土生料细粉和氧化铝细粉组成，氧化铝细粉可以是工业氧化铝细粉、烧结氧化铝细粉和电熔刚玉细粉中的任一种或其任意的组合。
高岭土生料细粉占基质总重量40-70％，保证＜0.1mm基质中的氧化硅成份90％以上来源于高岭土生料细粉。
制品的烧成温度为1550℃-1590℃。
铝硅系人工合成原料至少70％以上大于0.1mm，制造方法不限，可以是电熔法和烧结法的任何一种铝硅原料，如电熔刚玉、烧结刚玉、电熔莫来石、烧结莫来石、电熔刚玉莫来石、烧结刚玉莫来石、电熔锆刚玉、烧结锆刚玉、氧化铝空心球等，也可以是它们任意几种的混合物。
本发明通过在基质中引入高岭土生料细粉，因高岭土生料细粉的较大量加入既降低了制品成本，又使制品在高温烧成时，基质中形成的针柱状莫来石晶体数量多、发育好、形成相互交错的网络结构，从而提高了制品的抗热震稳定性和高温机械强度，提高了制品的使用寿命。
以下非限定性实施例用于解释本发明。在这些实施例中，采用国家规定的标准来测定制品的性能，如常温耐压强度、体积密度、抗热震稳定性、荷重软化温度、重烧线变化、Al2O3、SiO2等。
实施例1：制备两种氧化铝空心球制品，它们含有相近的化学组成，所不同的是实施例1中的高岭土细粉被对比实例1中的焦宝石所替代，配比及性能见表1。表1
配  料 对比例1 实施例1 日本产品
氧化铝空心球  0.1-5mm,％     59     59
高岭土        ＜0.1mm,％     0     20
焦宝石        ＜0.1mm,％     20     0
烧结氧化铝    ＜0.1mm,％     11     11
硫酸铝溶液           ,％     10     10
制品性能：
体积密度           g/cm3   1.24   1.23   1.25
常温耐压强度       MPa   10.9   11.8   ≥6.0
 0.2MPa荷重软化温度  ℃   1620   1680     -
热震稳定性(1100℃，水冷)  次     13     63   10-18
重烧线变化(1600℃×3h)    ％     +0.2     +0.1     0
由表1给出的结果可以看出，高岭土的加入极大地改进了氧化铝空心球砖的热震稳定性，实施例1的制品性能也明显优于日本产品的性能。
实施例2：实施例2与对比例2所不同的是，对比例2基质中加的是烧结莫来石和烧结氧化铝，实施例2基质中加的是高岭土和烧结氧化铝细粉。组成及性能见表2。表2
    配  料   对比例2   实施例2
电熔白刚玉  0-4mm  ,％     76
电熔刚玉    ＜0.1mm,％     6
高岭土      ＜0.1mm,％     0     12
烧结氧化铝  ＜0.1mm,％     28～32     6
纸浆废液           ,％     2.5     3.0
烧结莫来石  ＜0.1mm,％     9～12
电熔莫来石  0-4mm  ,％     30～45
制品性能：
体积密度         g/cm3     2.90     3.02
常温耐压强度     MPa     100     148
荷重软化温度(T1)   ℃     1720     ＞1700
热震稳定性(1100℃，水冷)  次     20     ＞40
注：对比例2源于《耐火材料》1999.№1,41-42
由表2给出的结果可以看出，高岭土的加入大幅度地提高了制品的热震稳定性。
实施例3：实施例3与对比例3所不同的是，对比例3基质中加的是合成莫来石、氧化铝细粉和电熔刚玉，实施例3基质中加的是高岭土和氧化铝细粉。其组成与性能见表3。表3
    配  料     对比例3     实施例3
合成莫来石0.1-4mm ,％     △     72
高岭土   ＜0.1mm  ,％     0     18
氧化铝细粉＜0.1mm ,％     △     10
电熔刚玉 ＜0.1mm  ,％     △
制品性能：
体积密度    g/cm3     2.58     2.61
常温耐压强度  Mpa     79.9     96.7
荷重软化温度   ℃     ＞1700     ＞1700
热震稳定性(1100℃，水冷)  次     ＞30     ＞40
注：1．对比例3来源于文献：
The Third International symposium on refractories,November 3-6,1998Beijing,China,P206.
2．△表示存在
由表3给出的结果可以看出，加入高岭土的制品性能很好。

Claims (6)

1．一种刚玉莫来石制品，其配料组成为(以重量计)：
铝硅系人工合成原料  60-90％
高岭土              10-40％
氟化铝(外加)        0-3％
结合剂(外加)        2-11％结合剂可以是木质素磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅溶胶、磷酸、纸浆废液。
2．如权利要求1所述的刚玉莫来石制品，其特征在于：高岭土是不经煅烧处理的＜0.1mm的生料细粉，其氧化铝、氧化硅和灼减的合量不少于97％，高岭土的加入量为15-25％。
3．如权利要求1所述的刚玉莫来石制品其特征在于：＜0.1mm基质由高岭土生料细粉和氧化铝细粉组成，氧化铝细粉可以是工业氧化铝细粉、烧结氧化铝细粉和电熔刚玉细粉中的任一种或它们的任意组合。
4．如权利要求3所述的刚玉莫来石制品，其特征在于：高岭土生料细粉占基质总重量的40-70％，保证＜0.1mm的基质中的氧化硅成份90％以上来源于高岭土生粉细粉。
5．如权利要求1所述的刚玉莫来石制品，其特征在于：制品的烧成温度为1550℃-1590℃。
6．如权利要求1所述的刚玉莫来石制品，其特征在于：铝硅系人工合成原料至少70％以上大于0.1mm，它可以是电熔刚玉、电熔莫来石、电熔刚玉莫来石、电熔锆刚玉、烧结刚玉、烧结锆刚玉、烧结莫来石、烧结刚玉莫来石、氧化铝空心球中的任一种，也可以是其中任意的组合。
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