CN1450021A - 低温烧结莫来石窑具 - Google Patents
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Abstract
低温烧结莫来石窑具,涉及耐火材料制品,以莫来石颗粒和细粉为主料,组份中还含有无定形氧化铝和超细石英粉,所述的无定形氧化铝是用工业氢氧化铝通过650℃悬浮加热、脱水、空气急冷却所得,所述的超细石英粉由石英砂经气流振动磨所得,本发明正是通过提高生成莫来石成分的活性,既降低了烧成温度,又保证了莫来石窑具的使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料制品,尤指一种莫来石质的窑具。
技术背景
莫来石质窑具一般用反应烧结完成莫来石结合,主要有三种方式,第一,以高纯粘土为结合剂高温烧成,存在的问题是高纯粘土带入的Na+、K+等杂质离子在烧结过程中带入玻璃相,形成陶瓷液相烧结,影响窑具制品的性能,另外,该方式的烧结温度接近1600℃,而目前我国耐火材料厂普遍存在的窑炉窑温只有1400多度;第二,将莫来石、刚玉、石英颗粒和细粉高压成型高温烧成,虽然避免了杂质的掺入,能使制品的莫来石晶体发育良好,性能优良,但仍需极高的烧成温度才能完成烧结,而且需要在高温下长时间保温;第三,类似于第二种,把石英细粉改变为活性二氧化硅微粉,利用二氧化硅微粉的活性把烧结温度降至1450℃,但其所添加的活性二氧化硅微粉系铁合金生产的副产品,其二氧化硅成分也仅仅占90%以上,即使采用高纯度活性二氧化硅微粉,其二氧化硅成分也只能大于95%左右,其余杂质成分有Na+、K+以及CaO和Fe2O3等,在烧结过程中产生较多的玻璃相,降低制品的使用性能。
产生莫来石的成分是三氧化二铝和二氧化硅,只有提高产生莫来石成分的活性才能降低烧结温度,虽然上述第三种方式通过提高二氧化硅的活性降低了烧结温度,但由于原材料来源限制,使莫来石窑具性能不佳。国内的三氧化二铝微粉一般通过α-Al2O3细磨来制取,即使细磨至μm级以下,其活性也相当有限,与二氧化硅在高温下合成莫来石仍需极高的温度才能完成。
发明内容
本发明正是为了克服上述不足,提供一种既能保证制品的性能又能在1450℃左右烧成的莫来石窑具,其主要改进在于配方中采用一种活性极高的Al2O3细粉以及极细的石英微粉,两者结合可在短的烧成时间内完成莫来石反应。具体地说,低温烧结莫来石窑具,以莫来石颗粒和细粉为主料,其特征在于组份中还含有无定形氧化铝和超细石英粉,所述的无定形氧化铝是用工业氢氧化铝通过650℃悬浮加热、脱水、空气急冷却所得,所述的超细石英粉由石英砂经气流振动磨所得。这种活性无定形氧化铝的晶型结构是α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、ρ-Al2O3的复杂混和体,总的配比关系如下:
莫来石颗粒 ≤5mm 62-70%
莫来石细粉 <180目 20-28%
无定形氧化铝 180-200目 8-10%
超细石英粉 <3000目 2-4%外加:
纸浆废液 适量
本配方中的莫来石骨料,可以是电熔的,也可以是烧结的。对于性能要求低的窑具,其骨料可以为一、二级死烧矾土等,对于复杂窑具砖型如匣钵,则要改变骨料的临界颗粒与级配,这种级配还与成型方法相关。机制时,莫来石颗粒的级配关系为:
莫来石颗粒 5-3mm∶3-1mm∶1-0mm=1.3-1.4∶1.2-1.3∶1手工制作时,莫来石颗粒的级配关系为:
莫来石颗粒 3.5-1mm∶1-0mm=2-3∶1
本配方中外加的纸浆废液,系造纸工业的副产品,起暂时结合剂作用,机制加入量为2-3%,手工加入量为4-5%。
这种窑具的制造方法是将配比好的颗粒料干混后加入纸浆废液混和,再混入共混后的细粉,困料,机压或手工成砖坯,干燥后的砖坯经1450℃±15℃烧成。
本发明正是通过提高生成莫来石成分的活性,既降低了烧成温度,又保证了莫来石窑具的使用性能,其理化性能指标为:
体积密度:2.5-2.6g/cm3
常温耐压强度:>80Mpa
重烧线变化1550℃×3h 0-+0.2%
热震稳定性100℃水冷:>30次
荷重软化开始点:1690℃
具体实施方式
实施例1,机制低温烧结莫来石窑具,其组份配方为:(重量百分比)
莫来石颗粒:5-3mm 25份
3-1mm 22份
1-0mm 18份
莫来石细粉 180-200目 22份
无定形氧化铝 180-200目 9份
超细石英粉 <3000目 4份外加:
纸浆废液 2.8份
实施例2,手制低温烧结莫来石窑具,其组份配方为:(重量百分比)
莫来石颗粒: 3.5-1mm 50份
1-0mm 18份
莫来石细粉 180-200目 21份
无定形氧化铝 180-200目 8份
超细石英粉 <3000目 3份外加:
纸浆废液 4.6份
上述实施例的制造方法是:按配比先将莫来石细粉、无定形氧化铝、超细石英粉投入到锥形混砂机中预共混20-25分钟,然后在行星式混砂机中投入莫来石颗粒,加入一半的纸浆废液,搅拌3-4分钟,接着投入共混细粉,加入剩余的纸浆废液,搅拌7-8分钟出料,用塑料薄膜袋盖好困料12小时后成型,经干燥在1450±15℃的窑炉烧成,在最高烧成温度保温6小时。
Claims (7)
1.低温烧结莫来石窑具,以莫来石颗粒和细粉为主料,其特征在于组份中还含有无定形氧化铝和超细石英粉,所述的无定形氧化铝是用工业氢氧化铝通过650℃悬浮加热、脱水、空气急冷却所得,所述的超细石英粉由石英砂经气流振动磨所得。
2.根据权利要求1所述的低温烧结莫来石窑具,其特征在于组份配比为:(重量百分比)
莫来石颗粒 ≤5mm 62-70%
莫来石细粉 <180目 20-28%
无定形氧化铝 180-200目 8-10%
超细石英粉 <3000目 2-4%外加:
纸浆废液 适量
3.根据权利要求2所述的低温烧结莫来石窑具,其特征在于莫来石颗粒的级配关系5-3mm∶3-1mm∶1-0mm=1.3-1.4∶1.2-1.3∶1适用于机制。
4.根据权利要求2所述的低温烧结莫来石窑具,其特征在于莫来石颗粒的级配关系3.5-1mm∶1-0mm=2-3∶1适用于手制。
5.根据权利要求3所述的低温烧结莫来石窑具,其特征在于纸浆废液的外加量为2-3%。
6.根据权利要求4所述的低温烧结莫来石窑具,其特征在于纸浆废液的外加量为4-5%。
7.根据权利要求1、2、3、4、5、6之一所述的低温烧结莫来石窑具的制造方法,其特征在于将配比好的颗粒料干混后加入纸浆废液混和,再混入共混后的细粉,困料,机压或手工成砖坯,干燥后的砖坯经1450℃±15℃烧成。
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