一種高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高溫高速氣流、粉塵和固體物料對耐火材料的沖刷和磨損是造成某些工業(yè)窯爐內(nèi) 襯損壞的重要因素.例如，高爐上部和風(fēng)口，水泥窯窯口、下料口，以及循環(huán)流化床鍋爐 旋風(fēng)分離器、爐膛密相區(qū)等部位的材料由于承受長時間的高溫沖刷，損毀十分嚴(yán)重。上述 磨損屬于氣流噴砂型磨損，含砂氣流的運(yùn)動規(guī)律一般遵守流體力學(xué)規(guī)律，其作用機(jī)理是粒 子撞擊靶面時，首先出現(xiàn)能量交換，并伴生材料流出。材料的組織結(jié)構(gòu)是影響耐火制品 耐磨性的本質(zhì)因素.一般來說，原料的硬度越大，骨料與基質(zhì)的結(jié)合強(qiáng)度越高，耐磨性越 好.由于耐火材料是非均質(zhì)體，基質(zhì)部位是材料的薄弱環(huán)節(jié)，而沖蝕磨損也是從基質(zhì)部位 開始的，因此基質(zhì)與顆粒的結(jié)合強(qiáng)度對材料的耐磨性影響更大。
[0003] 鋯剛玉磚是用純凈的氧化鋁粉與含氧化鋯65%、二氧化硅34%左右的鋯英砂在電 熔爐內(nèi)熔化后注入模型內(nèi)冷卻而形成的的白色固體，其巖相結(jié)構(gòu)由剛玉與鋯斜石的共析體 和玻璃相組成，從相學(xué)上講是剛玉相和鋯斜石相的共析體，玻璃相充填于它們的結(jié)晶之間。 熔鑄鋯剛玉磚用于馬蹄焰窯的小爐側(cè)壁、小爐碹、小爐坡道、蓄熱室墻體和無堿玻璃纖維池 窯的煙道等部位。上述部位在使用過程中存在交替換火，要求磚具有良好的抗熱沖擊性能， 能夠承受住瞬間大量高速冷空氣的沖擊；同時經(jīng)受住堿蒸汽、SOjP硼酸鈉等侵蝕。該磚結(jié) 構(gòu)致密，顯氣孔率低至2%，因而抗腐蝕性能差，無法承受小爐交替換火過程中的熱沖擊；磚 抗堿或硼酸鈉蒸汽性能差，用在馬蹄焰窯的小爐等部位效果差，存在使用壽命短的缺陷。
[0004] 本發(fā)明旨在提供一種高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的鋯剛玉磚壽命較短，高溫耐折性不夠理想的缺點，提供 一種新型的高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚的生產(chǎn)方法： 1、 原料制備： A顆粒：粒度為8~10mm的熔鑄鋯剛玉顆粒； B顆粒：粒度為3~5mm的熔鑄鋯剛玉顆粒； C顆粒：粒度為3~5mm的氧化絡(luò)顆粒； D顆粒：粒度為1~2mm的白剛玉細(xì)粉； E顆粒：粒度為1mm的氧化鉻細(xì)粉； F顆粒：粒度為3~4mm的紅柱石粉； 2、 配料磚體成型 按重量份數(shù)計，將59份~62份顆粒A、9份~11份顆粒B、10份顆粒C、12份~16份 顆粒D、10份顆粒E、6份顆粒F混合配料，放入混輾機(jī)中，加入5份~8份的結(jié)合劑，所述結(jié) 合劑為磷酸二氫鋁，進(jìn)行混輾，混輾時間為30min，將混輾的物料置于壓力大于200MPa的壓 力機(jī)內(nèi)成型，制成體積密度為3. 8g/cm3的濕坯； 3、干燥及燒成 將干燥后的坯體放置在氮?dú)飧G中，使燒成氣氛的氧分壓位于12Pa，保證氣體通入量，使 氮?dú)飧G保持在微正壓；經(jīng)2000°C高溫?zé)?5min，然后1500°C保溫5-6小時，最后1200°C保溫 30-32小時燒成即可獲得，得到高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚。
[0007] 紅柱石（Andalusite)是一種鋁硅酸鹽礦物，它是制造火花塞里的耐火材料和瓷器 的原料。紅柱石有一個變種叫空晶石。在空晶石的剖面會呈現(xiàn)出黑色的十字結(jié)構(gòu)。這種十 字結(jié)構(gòu)是紅柱石在形成時接收了一些碳和粘土所致。這種空晶石常被制成人們佩帶的小飾 物。紅柱石一般呈柱狀晶體，它的斷面差不多是四方形。紅柱石的晶體聚在一起成放射狀 或粒狀。對于成放射狀的紅柱石，人們常稱作"菊花石"，意為它們像菊花的花瓣開放一樣。 紅柱石為粉紅色、紅色、紅褐色、灰白色及淺綠色，具有玻璃光澤。有些質(zhì)量好且透明的紅柱 石晶體還被當(dāng)作寶石。
[0008] 材料的組織結(jié)構(gòu)是影響耐火制品耐磨性的本質(zhì)因素.一般來說，原料的硬度越 大，骨料與基質(zhì)的結(jié)合強(qiáng)度越高，耐磨性越好.由于耐火材料是非均質(zhì)體，基質(zhì)部位是材 料的薄弱環(huán)節(jié)，而沖蝕磨損也是從基質(zhì)部位開始的，因此基質(zhì)與顆粒的結(jié)合強(qiáng)度對材料的 耐磨性影響更大。
[0009] 本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在特定的原料比例以及生產(chǎn)工藝下，可以制備得到特殊組 織結(jié)構(gòu)的耐火鋯剛玉磚，其高溫耐磨性能非常好，使用壽命大大延長。
[0010] 本發(fā)明的有益之處在于： (1)本發(fā)明的高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚制備過程簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0011] (2)本發(fā)明制備得到的高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚具有令人驚訝的高溫耐折性 能。
【具體實施方式】
[0012] 實施例1 : 高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚的生產(chǎn)方法： 1、 原料制備： A顆粒：粒度為8~10mm的熔鑄鋯剛玉顆粒； B顆粒：粒度為3~5mm的熔鑄鋯剛玉顆粒； C顆粒：粒度為3~5mm的氧化絡(luò)顆粒； D顆粒：粒度為1~2mm的白剛玉細(xì)粉； E顆粒：粒度為1mm的氧化鉻細(xì)粉； F顆粒：粒度為3~4mm的紅柱石粉； 2、 配料磚體成型 按重量份數(shù)計，將59份顆粒A、11份顆粒B、10份顆粒C、12份顆粒D、10份顆粒E、6份 顆粒F混合配料，放入混輾機(jī)中，加入8份的結(jié)合劑，所述結(jié)合劑為磷酸二氫鋁，進(jìn)行混輾， 混輾時間為30min，將混輾的物料置于壓力大于200MPa的壓力機(jī)內(nèi)成型，制成體積密度為3. 8g/cm3的濕還； 3、干燥及燒成 將干燥后的坯體放置在氮?dú)飧G中，使燒成氣氛的氧分壓位于12Pa，保證氣體通入量，使 氮?dú)飧G保持在微正壓；經(jīng)2000°C高溫?zé)?5min，然后1500°C保溫5小時，最后1200°C保溫32 小時燒成即可獲得，得到高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚。
[0013] 實施例2: 高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚的生產(chǎn)方法： 1、 原料制備： A顆粒：粒度為8~10mm的熔鑄鋯剛玉顆粒； B顆粒：粒度為3~5mm的熔鑄鋯剛玉顆粒； C顆粒：粒度為3~5mm的氧化絡(luò)顆粒； D顆粒：粒度為1~2mm的白剛玉細(xì)粉； E顆粒：粒度為1mm的氧化鉻細(xì)粉； F顆粒：粒度為3~4mm的紅柱石粉； 2、 配料磚體成型 按重量份數(shù)計，將62份顆粒A、9份顆粒B、10份顆粒C、16份顆粒D、10份顆粒E、6份 顆粒F混合配料，放入混輾機(jī)中，加入5份的結(jié)合劑，所述結(jié)合劑為磷酸二氫鋁，進(jìn)行混輾， 混輾時間為30min，將混輾的物料置于壓力大于200MPa的壓力機(jī)內(nèi)成型，制成體積密度為 3. 8g/cm3的濕還； 3、干燥及燒成 將干燥后的坯體放置在氮?dú)飧G中，使燒成氣氛的氧分壓位于12Pa，保證氣體通入量，使 氮?dú)飧G保持在微正壓；經(jīng)2000°C高溫?zé)?5min，然后1500°C保溫6小時，最后1200°C保溫30 小時燒成即可獲得，得到高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚。
[0014] 實施例3 : 高溫耐折性強(qiáng)的耐火鋯剛玉磚的生產(chǎn)方法： 1、 原料制備： A顆粒：粒度為8~10mm的熔鑄鋯剛玉顆粒； B顆粒：粒度為3~5mm的熔鑄鋯剛玉顆粒； C顆粒：粒度為3~5mm的氧化絡(luò)顆粒； D顆粒：粒度