一種低氣孔鎂鋁尖晶石-氧化鋯燒結(jié)復(fù)合耐火材料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種低氣孔鎂鋁尖晶石-氧化鋯燒結(jié)復(fù)合耐火材料及其生產(chǎn)工藝，材料配比為：5-1mm合成鎂鋁尖晶石35-48％、1-0.088mm合成鎂鋁尖晶石15-30％、<0.088mm合成鎂鋁尖晶石10-30％、<0.020mm合成鎂鋁尖晶石0-12％、α氧化鋁微粉0-10％、氧化鎂微粉0-4％、氧化鋯微粉1-10％、外加第三代減水劑0.05-0.2％、外加紙漿廢液3-7％。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝為稱量、配合、混練、壓型、干燥后，經(jīng)1650-1800℃×5-10小時燒成后制得。本發(fā)明具有很低的顯氣孔率和良好的耐高溫、抗熱震、抗侵蝕性能，適合作玻璃窯蓄熱室格子體等高耐蝕耐火材料。
【專利說明】一種低氣孔鎂鋁尖晶石-氧化鋯燒結(jié)復(fù)合耐火材料及其生產(chǎn)工藝【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明為一種低氣孔鎂鋁尖晶石-氧化鋯燒結(jié)復(fù)合耐火材料及其生產(chǎn)工藝，涉及一種耐火材料及其生產(chǎn)工藝?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]鎂鋁尖晶石(MA)是一種熔點高、抗弱堿性至中性物質(zhì)侵蝕能力強的物質(zhì)，其的化學(xué)組成為Al2O3 = 71.8%、MgO = 28.2%。如氧化鋁含量過高，將形成富鋁鎂鋁尖晶石(鎂鋁尖晶石-剛玉復(fù)相組織)；如氧化鎂含量過高，將形成富鎂鎂鋁尖晶石(鎂鋁尖晶石-方鎂石復(fù)相組織)。[0003]在鋼鐵工業(yè)，常常使用富鋁鎂鋁尖晶石原料。因為，含鎂鋁尖晶石的耐火材料主要依靠MA吸收渣中FeOxXaO以降低渣的侵蝕能力，而富鋁尖晶石具有更強的吸收渣中FeOx、 CaO，形成Fe0.Al2O3和Ca0.6A1203的能力。試驗表明，在耐火澆注料中添加富鋁鎂鋁尖晶石原料后，該尖晶石吸收渣中Fe203、CaO能力是化學(xué)計量鎂鋁尖晶石的3_5倍。在水泥工業(yè)，常常使用富鎂鎂鋁尖晶石原料。由此，我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T26564-2011鎂鋁尖晶石規(guī)定:燒結(jié)鎂鋁尖晶石原料分SMA50、SMA66、SMA76、SMA90幾個牌號，其Al2O3含量分別為≥48%, ≥64%、≥ 74%和≥ 89%，即只生產(chǎn)富鋁鎂鋁尖晶石或者富鎂鎂鋁尖晶石，沒有化學(xué)計量的鎂鋁尖晶石。類似，電熔鎂鋁尖晶石(FMA)原料也不同時控制鎂鋁尖晶石Al2O3含量的上下限，也就難以保證原料中MA含量。[0004]目前，我國的玻璃窯廣泛采用石油焦為燃料。使用石油焦替代重油后，可以大幅度降低燃料費用，獲得顯著效益。但是，蓄熱室耐火材料的壽命從5-8年縮短到1-3年，又在很大程度上抵消了這一效益。所以，迫切需要開發(fā)新一代的玻璃窯蓄熱室用耐火材料。鎂鋁尖晶石是一種用于玻璃窯蓄熱室用的候選材料。但是，在一些情況下使用鎂鋁尖晶石壽命不佳，原因就在于鎂鋁尖晶石材料中鎂鋁尖晶石相的純度。如果石油焦中含有大量的硫， 使飛料的(R2CHCaO)/SO3摩爾比< 1，剩余的SO3將侵蝕耐火材料中的方鎂石。如果玻璃池窯中的純堿大量揮發(fā)，使飛料的R20/S03摩爾比> I，剩余的Na2O將侵蝕耐火材料中的剛玉相，形成Na20.IlAl2O3，反應(yīng)伴生的膨脹將使耐火材料更快損壞。所以，關(guān)鍵就是要控制鎂鋁尖晶石材料中有害物質(zhì)的含量，特別是剛玉相的含量。[0005]但是，如果制作高純鎂鋁尖晶石耐火制品，又會出現(xiàn)另外一個問題:即鎂鋁尖晶石的熔點高達2135°C，純鎂鋁尖晶石材料需要在1800°C左右燒結(jié)，材料難燒成、易變形，這就很難制得外形規(guī)整而內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密的耐火材料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明涉及一種低氣孔鎂鋁尖晶石——氧化鋯燒結(jié)復(fù)合耐火材料及其生產(chǎn)工藝， 該材料依靠合成鎂鋁尖晶石作為骨料，以復(fù)合鎂鋁尖晶石-氧化 鋯作為基質(zhì)。在基質(zhì)中，以合成鎂鋁尖晶石作為細(xì)粒子，以原位尖晶石-氧化鋯作用超細(xì)粒子。制磚料經(jīng)高效分散劑分散后，再經(jīng)高壓形成致密磚坯，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成致密組織。從而，該耐火材料具有很低的顯氣孔率和良好的耐高溫、抗侵蝕、抗熱震性能，適合作玻璃窯蓄熱室格子體等高耐蝕耐火材料。
[0007] 本發(fā)明提出下述技術(shù)措施制造玻璃窯蓄熱室用鎂鋁尖晶石耐火材料:其一，使用成分最近接近化學(xué)計量鎂鋁尖晶石的富鎂鎂鋁尖晶石或純鎂鋁尖晶石作原料，以避免帶入最有害的剛玉相，并減少方鎂石相的含量。其二，制磚時加入少量a -Al2O3和MgO微粉，使之燒成中和耐火材料基質(zhì)中剩余MgO反應(yīng)，形成原位鎂鋁尖晶石，以提高致密堆積程度，增強燒結(jié)并進一步降低方鎂石的含量；其三，制磚時加入少量氧化鋯微粉，以降低燒結(jié)溫度，提高抗侵蝕性和熱震穩(wěn)定性；最后，使用高效減水劑，以有效分散微粉，形成更加致密的結(jié)構(gòu)。
[0008]根據(jù)上述發(fā)明思路，提出下述具體實現(xiàn)措施:
[0009]材料的重量百分比配比:
[0010]
5 —1mm合成鎂鋁尖晶石35-48%
1-0.088mm合成鎂鋁尖晶石15-30%
<0.088mm合成鎂鋁尖晶石10-30%
<0.020mm合成鎂鋁尖晶石0-12%
α氧化鋁微粉0-10%
氧化鎂微粉0-4%
氧化鋯微粉1-10%
外加第三代減水劑0.05-0.2%
外加紙漿廢液3-7%
[0011]上述合成鎂鋁尖晶石為三氧化二鋁含量為64-73%的鎂鋁尖晶石原料，如GB/Τ26564-2011中牌號為SMA66或FMA66的產(chǎn)品。上述α氧化鋁微粉為市售同名產(chǎn)品，其粒徑< 10 μ m。上述α氧化鎂微粉為市售鎂砂制得的超細(xì)粉，其粒徑< 10 μ m。上述氧化鋯微粉為市售氧化鋯或脫硅鋯加工而成的ZrO2 ^ 90%的原料，其粒徑< 10 μ m。上述第三代減水劑為市售同名產(chǎn)品，即以聚羧酸為主的建筑混凝土行業(yè)用減水劑。上述紙漿廢液為造紙工業(yè)的副產(chǎn)品木質(zhì)磺酸鈣所配制的比重1.1-1.2的液體。
[0012]生產(chǎn)工藝流程:
[0013]按照上述配比，各種原料經(jīng)稱量、配合、混練、壓型、干燥后，經(jīng)1650-1800°C X5-10小時燒成后制得本發(fā)明所述的耐火材料。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:
[0015]采用氧化鋁含量66 %、氧化鎂含量34%的合成鎂鋁尖晶石作為主料，配比為:5-lmm鎂鋁尖晶石45%，1-0.088mm鎂鋁尖晶石22%，< 0.088mm鎂鋁尖晶石23%、α氧化鋁微粉4%、氧化鋯微粉6 %，外加市售聚羧酸減水劑0.05 %，外加紙漿廢液5%，稱取各原料后，經(jīng)過配合、混煉、成型、干燥，再經(jīng)1700°C X6小時燒成，制得耐火材料的抗壓強度為60.3MPa，體積密度3.25g/cm3、顯氣孔率13.2%、荷重軟化溫度Ta6 > 1700°C、熱震穩(wěn)定性1100°C水冷> 10次，制得了具有良好耐高溫、抗熱震、低氣孔物理和理想化學(xué)礦物組成的耐火材料。[0016]實施例2:[0017]采用氧化鋁含量66 %、氧化鎂含量34%的合成鎂鋁尖晶石作為主料，配比為: 5-lmm合成鎂鋁尖晶石40%、1-0.088mm合成鎂鋁尖晶石25%、< 0.088mm合成鎂鋁尖晶石22%、α氧化鋁微粉10%、氧化鎂微粉2%、氧化鋯微粉I %，外加市售聚羧酸減水劑0.05%，外加紙漿廢液5%，稱取各原料后，經(jīng)過配合、混煉、成型、干燥，再經(jīng)1760°C X8小時燒成，制得耐火材料的抗壓強 度為65.3MPa，體積密度3.15g/cm3、顯氣孔率12.8%、荷重軟化溫度Ta6 > 1700°C、熱震穩(wěn)定性1100°C水冷> 5次，制得了具有良好耐高溫、低氣孔物理和理想化學(xué)礦物組成的耐火材料。
【權(quán)利要求】
1.一種低氣孔鎂鋁尖晶石-氧化鋯燒結(jié)復(fù)合耐火材料，其特征特征為:所述材料重量百分比配比為:5 —Iram合成鏡IS尖晶石35_48%1-0.088mm合成鎂培尖晶石15-30%<0.088mm合成鎂鋁尖晶石1?_30%<0.020mra合成鎂鋁尖晶石0-12%α氧化鋁微粉0-10%氧化鎂微粉0-4%氧化鋯微粉1-10% ?外加第三代減水劑0.05-0.2%外加紙漿廢液3-7% 上述合成鎂鋁尖晶石為三氧化二鋁含量為64-73 %的鎂鋁尖晶石原料，如GB/Τ26564-2011中牌號為SMA66或FMA66的產(chǎn)品，α氧化鋁微粉為市售同名產(chǎn)品，其粒徑< IOym, α氧化鎂微粉為市售鎂砂制得的超細(xì)粉，其粒徑< 10 μ m，氧化鋯微粉為市售氧化鋯或脫硅鋯加工而成的ZrO2 ^ 88%的原料，其粒徑< IOym,第三代減水劑為市售同名產(chǎn)品，即以聚羧酸為主的建筑混凝土行業(yè)用減水劑，紙漿廢液為造紙工業(yè)的副產(chǎn)品木質(zhì)磺酸鈣所配制的 比重1.1-1.2的液體。
2.—種權(quán)利要求1所述耐火材料的生產(chǎn)工藝，按照上述配比，各種原料經(jīng)稱量、配合、混練、壓型、干燥后，燒制成型，其特征為:經(jīng)過1650-1800°C X 5-10小時燒成后制得權(quán)利要求I所述的耐火材料。
【文檔編號】C04B35/66GK103601506SQ201310500474
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】王杰曾, 袁林, 劉錫俊, 魏瀚, 成潔, 胡建輝 申請人:瑞泰科技股份有限公司