專利名稱：：一種低蠕變電熔莫來石磚及其制造方法一種低蠕變電熔莫來石磚及其制造方法本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及低蠕變電熔莫來石磚及其制造方法，更具體地說，涉及一種蠕變率極低，剛玉相低于2%含量的電熔莫來石磚，以及該產(chǎn)品的制造方法。
背景技術(shù)：
：電熔莫來石耐火材料具有良好耐高溫性以及很好的荷重蠕變性，長期使用在溫度1650°C的熔制特種玻璃的熔窯碹頂。中國專利申請CN85108307A公開了由氧化鋁和硅石制造高純電熔莫來石的配方，其特征是配方中不加任何還原劑，直接選用工業(yè)氧化鋁和硅石做原料，工業(yè)氧化鋁和硅石重量配比73/2777/23。電弧爐熔制，用工業(yè)氧化鋁導(dǎo)熔解決了起弧困難和滅弧的問題。結(jié)晶過程用冷卻水控制，因而保證了高純電熔莫來石的含量大于95%，呈灰白色針柱狀結(jié)晶，組織均勻致密，雜質(zhì)少，性能好。本發(fā)明簡化工藝過程，操作簡單易行，節(jié)約能源。中國專利申請01107134.6(CN1312237A)公開了一種人工合成莫來石的方法，其特征在于按下述步驟生產(chǎn)(1)原料以高鋁礬土、高嶺土、粘土、硅石、氧化鋁為原料；各原料的重量百分比為，高鋁礬土0100%，高嶺土0100%，粘土085%，硅石050%，氧化鋁072%；(2)匹配將原料進(jìn)行匹配、混合、均化得到A料；(3)粉碎將A料粉碎成粉末狀，得B料；(4)成型將B料制成體積密度大于或等于2.15克/立方厘米的坯料，得C料；(5)烘干將C料送入烘干裝置進(jìn)行烘干，烘干后坯料的殘余水分不大于1%，得D料；(6)燒成將D料送入窯爐燒制，燒成溫度在14501800°C，燒成時間3120小時，得E料；(7)冷卻待窯內(nèi)溫度降至600°C以下，將E料出窯，得成品。產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)接近和達(dá)到電爐電熔法生產(chǎn)的莫來石的指標(biāo)。為莫來石的廣泛應(yīng)用，特別是全面提高高溫冶煉爐的爐體質(zhì)量提供了條件。具有原料選擇范圍寬，生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。中國專利申請200610147651.9(CN1974475A)公開一種電熔莫來石的制造方法，具體步驟為(ι)第一步是鋁灰的預(yù)處理過程，在iioo°c下進(jìn)行煅燒處理廢鋁灰，使其中的金屬Al部分轉(zhuǎn)變成為Al2O3，將煅燒后的鋁灰放入水槽中，加入鹽酸進(jìn)行清洗，去除堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物，酸洗過的鋁灰烘干；(2)第二步是電熔過程，以鋁灰、礬土和硅石為原料，鋁灰、礬土與硅石按重量百分比分別為3080%050%:1020%的范圍內(nèi)配比，混合均勻，加入電弧爐中，熔煉，倒出冷卻，破粉碎，分選，得到莫來石。本發(fā)明采用廢棄物鋁灰為主要原材料，配以鋁礬土和硅石生產(chǎn)電熔莫來石材料，既降低了莫來石的成本，又消耗了容易造成環(huán)境污染的廢棄物鋁灰。中國專利申請200810249841.0(CN101607825A)公開了一種電熔高鐵莫來石再結(jié)合高致密磚，所述高致密磚的材質(zhì)以重量百分比基于氧化物計，包括2-5%的Fe203。更具體地說，所述高致密磚的材質(zhì)以重量百分比基于氧化物計為Si0215-30%，A120365-85%，Zr021-3%，F(xiàn)e2032-5%;其相組成是主相莫來石；次晶相玻璃相。本發(fā)明的制品與現(xiàn)有技術(shù)相比，機(jī)械強(qiáng)度更高，結(jié)構(gòu)更加致密，制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一無缺陷，采用精確控溫?zé)?，制品無裂紋。本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是提供一種蠕變率極低，剛玉相低于2%含量的電熔莫來石磚，以及生產(chǎn)該性能產(chǎn)品的制造方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案本發(fā)明提供低蠕變電熔莫來石磚(在本申請中以代碼MF-75B表示)，其技術(shù)指標(biāo)及雜質(zhì)含量的組成如下顯氣孔率Al2O3Fe2O3雜質(zhì)總量高溫荷重蠕變1500"C*50h^15%^75wt%^0.IOwt%^0.50wt%^-0.2%在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，提供MF-75B的制造方法首先要精選電熔莫來石原料，要求原料的Fe2O3含量彡0.IOwt%,TiO2基本上沒有(即痕跡)(彡0.05wt%TiO2),RCHR2O(其中RO為CaO+MgO，R2O為Na2(HK2O)的氧化物含量彡0.35wt%。優(yōu)選地，電熔莫來石原料還要求外觀顏色一致，結(jié)晶良好。一般情況下要求莫來石相>98wt%，剛玉相殘余量小于2wt%。另外用于制造該磚的骨料顆粒全部小于5mm。在制備磚的過程中所使用的基質(zhì)料和骨料都采用上述原料。本產(chǎn)品的基質(zhì)料與傳統(tǒng)的干法生產(chǎn)不同，采用濕法生產(chǎn)的工藝。其工藝流程是電熔莫來石的原料以及配方組成的煅燒氧化鋁原料和高嶺土、水。全部加進(jìn)研磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，磨至顆粒全部小于325目(45微米)。經(jīng)過烘干機(jī)烘干、磨粉機(jī)磨碎并過篩。一般，電熔莫來石原料是具有粒度10.Imm的細(xì)磨電熔莫來石料，煅燒氧化鋁原料為工業(yè)燒結(jié)氧化鋁。濕法生產(chǎn)的基質(zhì)粉料中有假顆粒，與骨料混合的泥料在成型工藝中能很好杜絕產(chǎn)品分層現(xiàn)象，使產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)更均勻、至密性更強(qiáng)。更能保證基質(zhì)料粉在高溫下反應(yīng)更完善，達(dá)到全部莫來石化最大化的目的。從而保證產(chǎn)品的剛玉相小于2wt%。本產(chǎn)品成型前的混合泥料采用傳統(tǒng)的濕碾機(jī)混練，但在液體粘合劑不采用紙漿廢液(木質(zhì)素磺酸鹽)。而采用精制樹膠粉(優(yōu)選桃膠粉)與水比例為12.5、13或13.5的溶解而成的樹膠溶液(優(yōu)選桃膠液體)。目的是保證結(jié)合劑在高溫煅燒后不殘留任何物質(zhì)，更有效地減少制品雜質(zhì)總含量。在本申請中，各種顆粒的粒度分布范圍(例如lmm-0.Olmm)可通過用過二層振動篩來確定。在第二層上保留的顆粒就是具有所述粒度分布的顆粒。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，提供低蠕變電熔莫來石磚(MF-75B)的制造方法，該方法包括1)濕法制備基質(zhì)料選擇的經(jīng)過過篩，粒度小于等于5mm的電熔莫來石顆粒原料(優(yōu)選，平均粒度為10.Olmm,更優(yōu)選0.8-0.05mm,更優(yōu)選0.8-0.Imm)，要求該原料的Fe2O3含量彡0.IOwt%，基本上不含(即含有痕跡(彡0.05wt%)或根本不含)TiO2,RCHR2O(其中RO為CaO+MgO，R2O為Na2(HK2O)的氧化物含量彡0.35wt%，而且莫來石相彡98wt%，剛玉相殘余量小于等于；將該電熔莫來石原料與煅燒氧化鋁原料和高嶺土、水按照60-8510-255-1533-45(優(yōu)選65-8015-257-835-40，更優(yōu)選70-7618-227-835-40)用量比例(按重量)加入到研磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，所得到的研磨后漿液或泥漿經(jīng)由325目(45微米)篩子過篩，烘干、磨碎和經(jīng)由小于45目(350微米)(優(yōu)選60目(250微米)，更優(yōu)選100目(150微米))篩子再次過篩，得到基質(zhì)粉料。2)制備結(jié)合劑采用精制樹膠粉(從成本考慮，優(yōu)選桃膠粉)與水的重量比例為12.5-3.5，全部加入研磨機(jī)中拌磨1小時，經(jīng)由小于45目(350微米)(優(yōu)選60目(250微米))篩子過篩，得到液體結(jié)合劑即樹膠液(優(yōu)選桃膠液)。3)成型將基于骨料和基質(zhì)粉料兩者的總重量的60wt%75wt%(優(yōu)選64wt%72wt%)的作為骨料的粒度小于或等于5mm(優(yōu)選，粒度分布范圍是0.l_5mm，更優(yōu)選0.3-2.5mm,更優(yōu)選0.5-2.Omm；數(shù)均粒度在0.5-2.Omm范圍)的電熔莫來石顆粒料，和40wt%25wt%(優(yōu)選36wt%28wt%)基質(zhì)粉料加入混合器或濕碾機(jī)中進(jìn)行混練(或混合)，然后再加入基于骨料和基質(zhì)料兩者的總重量的1.0wt%2.0wt%(優(yōu)選1.3-1.Swt%)的樹膠液(優(yōu)選桃膠液)，混合時間530分鐘(優(yōu)選1520分鐘)；將混合得到的泥料裝進(jìn)盛料斗，困料4-15小時(優(yōu)選6-10小時，更優(yōu)選8小時)后成型。4)烘干成型后的磚坯置于隧道式干燥房進(jìn)行烘干。一般，烘干時間40-120小時(優(yōu)選72-100小時)。優(yōu)選，干燥后的磚坯殘余水份小于0.5wt%。5)焙燒將磚坯碼入隧道窯焙燒，燒成溫度達(dá)到1700°C1750°C，保溫10小時-30小時，制得磚產(chǎn)品。任選地，出窯的磚產(chǎn)品經(jīng)過檢選、測試或需要精磨，獲得外觀潔白的磚成品。優(yōu)選地，在制備磚的過程中所使用的基質(zhì)料和骨料都采用相同電熔莫來石顆粒料作為原料，但粒度可以相同或不同。一般，在上述實(shí)施方案中，基質(zhì)料的配方組成采用基于電熔莫來石細(xì)顆粒料+煅燒氧化鋁+高嶺土三者總重量的6872%重量的電熔莫來石細(xì)顆粒料(<35目(500微米))，1820%重量的煅燒氧化鋁，1012%重量的高嶺土，3842%重量的水，全部加進(jìn)研磨機(jī)中，混轉(zhuǎn)時間約為60120分鐘。研磨后漿液全部通過325目，泥漿經(jīng)過烘干后，水份小于0.3%，用普通磨粉機(jī)把烘干的粉塊打碎，全部通過45目(350微米)，即可制得基質(zhì)粉料。結(jié)合劑的制備采用精制樹膠粉(優(yōu)選桃膠粉)與水的比例為13。全部加進(jìn)研磨機(jī)拌磨1小時，過篩45目(350微米)可制得液體結(jié)合劑樹膠液(優(yōu)選桃膠液)。上述兩種料制備完畢后，將65%75%粒度小于3mm的電熔莫來石顆粒料(骨料)，和25%35%基質(zhì)粉料加入濕碾機(jī)進(jìn)行混練，在這個過程中再加入基于骨料和基質(zhì)料兩者的總量的1.3%2.0%的樹膠(優(yōu)選桃膠)液，混練時間1520分鐘。將混練好的泥料裝進(jìn)盛料斗，困料8小時后成型。成型后的磚坯置于隧道式干燥房進(jìn)行烘干，烘干時間72小時以上，干燥后的磚坯殘余水份小于0.5%。將磚坯碼入隧道窯焙燒，燒成溫度達(dá)到1700°C1750°C，保溫10小時以上。出窯產(chǎn)品經(jīng)過檢選、測試或需要精磨，即可制造出外觀潔白的成品。一般情況下，壓制成型是在大噸位摩擦壓力機(jī)中成型。烘干是在隧道式干燥房進(jìn)行烘干，烘干時間40-120小時(優(yōu)選72小時以上)。優(yōu)選地，燒成是在隧道窯焙燒，進(jìn)窯溫度控制在90°C130°C。優(yōu)選地，燒成溫度達(dá)到1700°C1750°C，保溫10小時以上(優(yōu)選10小時-30小時)。在本申請中對于原料精制樹膠粉，一般使用經(jīng)過加工的商購樹膠粉，這些產(chǎn)品的金屬雜質(zhì)含量少、灰分含量少?；蛘?，金屬雜質(zhì)和灰分含量的總和<1.0wt%，優(yōu)選^0.50wt%，的樹膠(優(yōu)選桃膠)在這里被稱作精制樹膠。從成本考慮，優(yōu)選使用商購的桃膠粉，國內(nèi)有許多廠家生產(chǎn)。在優(yōu)選的情況下，本發(fā)明的MF-75B具有以下技術(shù)指標(biāo)及雜質(zhì)(Fe203+Ti02+Ca0+Mg0+Na20+K20)含量特性高溫荷重蠕變高溫荷重蠕變顯氣孔率(GB/T5073-2005)(GB/T5073-2005)1500"C*50h1500°C*60h^-0.2%^-0.2%^15%和成分含量Al2O3SiO2Fe2O3雜質(zhì)總量彡75wt%彡24wt%彡0.15wt%彡1.OOwt%(優(yōu)選彡0.IOwt%)(優(yōu)選彡0.50wt%)以及剛玉相含量彡2wt%。最終，本發(fā)明提供一種低蠕變電熔莫來石磚，它包括彡75襯％的Al2O3，^24wt%的SiO2,(0.15wt%^Fe2O3'(1.00wt%的雜質(zhì)(Fe203+Ti02+Ca0+Mg0+Na20+K20)總含量，以及根據(jù)GB/T5073-2005方法(1500°C*50h和/或1500°C*60h)測定，具有彡-0.2%的高溫荷重蠕變率。優(yōu)選，磚的顯氣孔率彡15%和/或磚的剛玉相含量彡0.70wt%。本發(fā)明產(chǎn)品經(jīng)過國家耐火材料權(quán)威測試機(jī)構(gòu)檢測，產(chǎn)品各頂指標(biāo)完全符合上述的技術(shù)指標(biāo)。也通過德國SCHOTT公司技術(shù)檢測中心的檢測認(rèn)證，符合SCHOTT公司對高溫低蠕變電熔莫來石的指標(biāo)要求。實(shí)施例實(shí)施例1濕法制備基質(zhì)料選擇顆粒狀的電熔莫來石原料(粒度分布在10.Olmm范圍，數(shù)均粒度0.6mm)，要求該原料的Fe2O3含量彡0.IOwt%，基本上不含TiO2(彡0.05wt%),RCHR2O(其中RO為CaO+MgO，R2O為Na2(HK2O)的氧化物含量彡0.35wt%，而且莫來石相彡98wt%，剛玉相殘余量小于等于；將該電熔莫來石原料、煅燒氧化鋁原料(工業(yè)燒結(jié)氧化鋁，過100目的篩，粒度小于100目)和高嶺土(粒度小于200目)、水按照3kg1.5kg0.5kg1.5kg的比例加入到研磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，所得到的研磨后漿液或泥漿經(jīng)由325目(45微米)篩子過篩，烘干、磨碎和經(jīng)由小于45目(350微米)篩子再次過篩，得到基質(zhì)粉料1’；制備結(jié)合劑采用精制桃膠粉與水的重量比例為13，全部加入研磨機(jī)中拌磨1小時，經(jīng)由小于45目(350微米)篩子過篩，得到液體結(jié)合劑即桃膠液；成型將7kg的作為骨料的電熔莫來石顆粒料(粒度范圍在0.l_3mm之間、數(shù)均粒度1.5mm)，和3kg基質(zhì)粉料1’加入濕碾機(jī)進(jìn)行混練，在這個過程中再加入0.18kg(基于骨料和基質(zhì)料兩者的總重量的1.Swt%)的桃膠液，混練時間15分鐘；將混練好的泥料裝進(jìn)盛料斗，困料6小時后成型；烘干成型后的磚坯置于隧道式干燥房進(jìn)行烘干，烘干時間72小時以上，干燥后的磚坯殘余水份小于0.5wt%。焙燒將磚坯碼入隧道窯焙燒，燒成溫度達(dá)到1720°C，保溫12小時，制得磚產(chǎn)品1。出窯的磚產(chǎn)品經(jīng)過檢選、測試或需要精磨，獲得外觀潔白的磚成品。實(shí)施例28重復(fù)實(shí)施例1的程序，其中基質(zhì)粉料的原料比例列于表1中，其中電熔莫來石是粒度分布在10.Imm范圍、且數(shù)均粒度為0.6mm的細(xì)磨電熔莫來石料，煅燒氧化鋁是工業(yè)燒結(jié)氧化鋁(即工業(yè)煅燒氧化鋁)表1基質(zhì)粉料的原料比例<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在表2中列出了磚的原料比例，其中與實(shí)施例1中相同，作為骨料是粒度(5mm(即粒度范圍在0-5mm之間、平均粒度2.Imm)的電熔莫來石顆粒料；實(shí)施例2-8中的基質(zhì)粉料都使用以上基質(zhì)粉料3。結(jié)合劑與實(shí)施例1中相同，其用量基于骨料和基質(zhì)(粉)料兩者總重量。表2磚的配料比例<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>]磚產(chǎn)品性能表A:本發(fā)明的MF-75B(實(shí)施例1和2)與某廠的MF75A、國外某廠MU75AF的高溫壓蠕變對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表B本發(fā)明的MF-75B(實(shí)施例1和2)與某廠的MF75A、國外的MU75AF的剛玉相對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明上述的實(shí)施例是對本發(fā)明的說明而不能限制本發(fā)明，在與本發(fā)明的解決方案相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變和組合，都應(yīng)認(rèn)為是在本發(fā)明的解決方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求低蠕變電熔莫來石磚，其特征在于磚包括≥75wt％的Al2O3，≤24wt％的SiO2，≤0.15wt％的Fe2O3，≤1.00wt％的雜質(zhì)(Fe2O3+TiO2+CaO+MgO+Na2O+K2O)總含量，以及根據(jù)GB/T5073-2005方法(1500℃*50h)測定，具有≤-0.2％的高溫荷重蠕變率。2.根據(jù)權(quán)利要求1的磚，其中磚的顯氣孔率≤15%和/或磚的剛玉相含量≤2wt%。3.制備權(quán)利要求1的低蠕變電熔莫來石磚的方法，它包括1)濕法制備基質(zhì)料選擇電熔莫來石顆粒原料，要求該原料的Fe2O3含量<0.10wt%,TiO2含量≤0.05wt%，RCHR2O的氧化物含量≤0.35wt%，其中RO為CaO+MgO，R2O為Na2CHK2O,而且莫來石相≤98wt%，剛玉相殘余量小于等于Iwt%；將該電熔莫來石原料與煅燒氧化鋁原料和高嶺土、水按照60-8510-255-1533-45用量比例(按重量)加入到研磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，所得到的研磨后漿液或泥漿經(jīng)由325目(45微米)篩子過篩，烘干、磨碎和經(jīng)由小于45目(350微米)篩子再次過篩，得到基質(zhì)粉料；2)制備結(jié)合劑采用樹膠粉與水的重量比例為12.5-3.5，全部加入研磨機(jī)中拌磨1小時，經(jīng)由小于45目(350微米)篩子過篩，得到液體結(jié)合劑即樹膠液；3)成型將基于骨料和基質(zhì)粉料兩者的總重量的60wt%75wt%的作為骨料的粒度小于等于5mm的電熔莫來石顆粒料，和40wt%25wt%的基質(zhì)粉料加入混合器或濕碾機(jī)進(jìn)行混合，然后再加入基于骨料和基質(zhì)料兩者的總重量的1.0wt%2.0襯％的以上樹膠液，混合530分鐘的時間；將混合得到的泥料裝進(jìn)盛料斗，困料4-15小時后成型；4)烘干；5)焙燒在1700°C1750°C的溫度下保溫10小時-30小時。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中基質(zhì)料和骨料都采用相同的電熔莫來石顆粒作為原料，且顆粒的粒度可以相同或不同。5.由權(quán)利要求3或4的方法制備的低蠕變電熔莫來石磚。6.權(quán)利要求5的磚，其特征在于磚包括≤75wt%的Al2O3，≤24wt%的SiO2,≤0.Fe2O3,≤1.00wt%的雜質(zhì)(Fe203+Ti02+Ca0+Mg0+Na20+K20)總含量，以及根據(jù)GB/T5073-2005方法(1500°C*50h和/或1500°C*60h)測定，具有≤-0.2%的高溫荷重蠕變率。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的磚，其中磚的顯氣孔率≤15%和/或磚的剛玉相含量≤2wt%。全文摘要低蠕變電熔莫來石磚，它包括≥75wt％的Al2O3，≤24wt％的SiO2，≤0.15wt％的Fe2O3，≤1.00wt％的雜質(zhì)(Fe2O3+TiO2+CaO+MgO+Na2O+K2O)總含量，具有≤-0.2％的高溫荷重蠕變率。磚的制備方法包括選擇高品質(zhì)的電熔莫來石原料與煅燒氧化鋁原料和高嶺土、水一起加入到研磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，過篩，烘干、磨碎和再次過篩，得到基質(zhì)粉料；將基于骨料和基質(zhì)粉料兩者的總重量的60wt％～75wt％的作為骨料的電熔莫來石顆粒料，和40wt％～25wt％的基質(zhì)粉料進(jìn)行混煉，再加入基于骨料和基質(zhì)料兩者的總重量的1.0wt％～2.0wt％的樹膠液，混煉，困料4-15小時后成型；烘干和焙燒。文檔編號C04B35/66GK101817676SQ20101017154公開日2010年9月1日申請日期2010年5月6日優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日發(fā)明者劉華利,張世儉,肖子良,阮小川申請人:廣州市白云區(qū)石井特種耐火材料廠