玻璃熔窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯磚及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料，尤其是涉及一種玻璃熔窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯 磚，本發(fā)明還涉及該復(fù)合尖晶石鋯磚的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，我國(guó)玻璃冶煉工業(yè)得到了飛速發(fā)展，耐火材料制造及使用水平的提高，為 玻璃熔窯的安全運(yùn)行提供了可靠保障。迄今為止，以高檔堿性耐火材料為玻璃熔窯蓄熱室 格子體耐材的配套方式在我國(guó)玻璃工業(yè)中仍占主導(dǎo)地位。隨著玻璃產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，一些 工藝落后、污染較大的窯爐逐漸被淘汰，由大型環(huán)保的窯爐取而代之。但是許多生產(chǎn)廠家為 追求玻璃產(chǎn)量，提高冶煉效率，會(huì)盡力降低原料的粒度，導(dǎo)致進(jìn)入蓄熱室的飛料量增多，同 時(shí)由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，很多生產(chǎn)廠家為降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，把燃料由重油、 天然氣或煤氣改為石油焦粉，石油焦粉燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量的SOjPV 2O5,此煙氣進(jìn)入玻璃熔 窯蓄熱室后，加劇了耐火材料的蝕損速率，導(dǎo)致用于玻璃熔窯蓄熱室頂部的MgO含量為 97.5%左右的電熔鎂磚、高級(jí)鎂鉻磚和鎂鋯磚由于侵蝕嚴(yán)重，使用周期大大縮短，使用壽命 由原來(lái)的5~7年降低至2~3年。
[0003] 玻璃熔窯蓄熱室頂部耐材主要的蝕損機(jī)理為:方鎂石在堿性條件下再結(jié)晶生長(zhǎng)， 產(chǎn)生體積效應(yīng)。同時(shí)MgO與S〇2反應(yīng)生成Mg SO4，從而導(dǎo)致耐材制品的開(kāi)裂和粉化。耐材內(nèi)部 的C2S和CaO與V2O 5和SO2接觸生成揮發(fā)性的釩酸鈣和低熔點(diǎn)的CMS(熔點(diǎn)1495°C)和C3MS 2(熔 點(diǎn)1575°C)。蓄熱室頂部由于溫度高，溫度波動(dòng)頻繁及各種飛料對(duì)耐火材料的侵蝕嚴(yán)重，因 此蓄熱室頂部選用合適的耐火材料就成為決定整體蓄熱室使用壽命的關(guān)鍵因素。所以，研 制具有良好抵抗S03、V 2O5、SO2、Na20、K20等侵蝕性能，并具有良好熱震穩(wěn)定性的新型耐材 制品用于玻璃熔窯蓄熱室頂部就顯得尤為迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高熱震抗侵蝕性的玻璃熔 窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯磚。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案： 本發(fā)明所述的玻璃熔窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯磚，是由原料致密剛玉、板狀剛 玉、電熔鋯莫來(lái)石、鉻礦、鉻綠、電熔氧化鋯、P-Al2O3以及輔料結(jié)合劑按下述重量份配比制備 而成： 配方:粒度〇. 1~5mm的致密剛玉35~62份，粒度1~5mm的板狀剛玉12~18份，粒度卜 4mm電恪錯(cuò)莫來(lái)石8~14份，粒度0.1~Imm的絡(luò)礦5~11份，粒度< 0.045mm的絡(luò)綠10~13 份，粒度< 0 · 045mm的電熔氧化鋯1~4份，粒度< 0 · 045mm的P-Al2O3 2~5份;結(jié)合劑用量為 上述原料總重量的5~11%。
[0006] 本發(fā)明所用的結(jié)合劑為由磷酸二氫鋁與柴油按質(zhì)量比8:2配制的混合溶液。
[0007] 本發(fā)明玻璃熔窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯磚的制造方法為： 第一步，按上述重量份配比稱取各原料； 第二步，將所有原料和結(jié)合劑一起放入強(qiáng)力混砂機(jī)中進(jìn)行混料； 第三步，將混好的泥料困料48h(可以放置在帶薄膜內(nèi)襯的噸袋內(nèi)困料）； 第四步，將困料后的泥料在全自動(dòng)液壓機(jī)上壓制成成型磚坯； 第五步，將成型磚坯送入干燥窯內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥窯熱風(fēng)溫度為90~110°C，干燥時(shí)間 不小于60小時(shí)； 第六步，將干燥好的磚坯送入高溫隧道窯（111米）中，在1600~1650°C溫度下燒成，推 車時(shí)間為120~150分鐘，得到復(fù)合尖晶石鋯磚成品。
[0008] 所用原料化學(xué)成分要求如下：
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于制造出的復(fù)合尖晶石鋯磚可以替代目前應(yīng)用于玻璃熔窯蓄熱 室頂部的Cr2O3含量24%的高級(jí)鎂鉻磚、MgO含量97.5%的電熔鎂磚和ZrO 2含量13%的鎂鋯磚， 使玻璃熔窯蓄熱室頂部的使用壽命大大提高（由原來(lái)的2~3年提高到5~6年）。本發(fā)明的高熱 震抗侵蝕性復(fù)合尖晶石鋯磚以鋁鉻共熔體、剛玉、莫來(lái)石、單斜鋯為主晶相，在顆粒中引入 鋯莫來(lái)石，利用高溫下鋯莫來(lái)石的分解產(chǎn)生孔隙，并在基質(zhì)部分引入電熔氧化鋯，利用氧化 鋯在燒成過(guò)程中晶型轉(zhuǎn)變產(chǎn)生微裂紋等來(lái)提高制品的熱震穩(wěn)定性。同時(shí)在基質(zhì)部分引入β-Al 2O3提高制品抵抗K2CKNa2O等堿性物質(zhì)侵蝕的性能，對(duì)解決玻璃熔窯蓄熱室頂部耐火材料 在使用過(guò)程中的開(kāi)裂和蝕損嚴(yán)重有重要意義，很大程度上提高了玻璃熔窯的冶煉效率。
[0010] 同時(shí)本發(fā)明制造方法簡(jiǎn)單，采用液壓機(jī)成型、高溫隧道窯燒成，具有生產(chǎn)周期短、 效率高的特點(diǎn)。
[0011] 本發(fā)明制造的復(fù)合尖晶石鋯磚與電熔再結(jié)合鎂鉻磚、電熔鎂磚、鎂鋯磚之間的物 理指標(biāo)對(duì)比（典型值)見(jiàn)下表1。
[0012] 表1
[0013]為驗(yàn)證本發(fā)明制造的復(fù)合尖晶石鋯磚的性能，在玻璃廠取回玻璃熔煉用原料，并 根據(jù)石油焦粉燃燒產(chǎn)生大量SO3和V2O5的特點(diǎn)，配制一定量的渣樣。將高熱震抗侵蝕性復(fù)合 尖晶石鋯磚和Cr 2O3含量在24%的高級(jí)鎂鉻磚、MgO含量在97.5%的電熔鎂磚和ZrO2含量在13% 的高溫鎂鋯磚進(jìn)行抗渣性對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
[00M]實(shí)驗(yàn)采用靜態(tài)坩堝法，在cD50X50mm的不同材質(zhì)耐火材料坩堝中放置120克配制 好的渣樣，在電爐內(nèi)1460°CX6h燒結(jié)，如此循環(huán)6次后，沿坩堝中心剖開(kāi)坩堝，測(cè)量熔渣侵蝕 深度，同時(shí)觀察各坩堝試樣表面的裂紋程度來(lái)判斷不同材質(zhì)耐火材料的熱震穩(wěn)定性能優(yōu) 劣，抗渣實(shí)驗(yàn)所用的渣樣成分見(jiàn)表2?？乖鼘?shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。
[0015]表2抗渣實(shí)驗(yàn)所用渣樣的化學(xué)成分(％)
5 5
[0017] 由表3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明制造的復(fù)合尖晶石鋯磚抵抗玻璃熔窯飛料侵蝕的 性能和熱震穩(wěn)定性能都好于目前使用的Cr2O 3含量24%的電熔再結(jié)合鎂鉻磚、MgO含量97.5% 的電熔鎂磚和ZrO2含量13%的鎂鋯磚。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做更加詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019] 實(shí)施例1 本發(fā)明所述的復(fù)合尖晶石鋯磚，是由原料致密剛玉、板狀剛玉、電熔鋯莫來(lái)石、鉻礦、鉻 綠、電熔氧化鋯、P-Al2O3以及結(jié)合劑（由磷酸二氫鋁與柴油按質(zhì)量比8:2配制的混合溶液)按 下述重量份配比（包括級(jí)配)和方法制備而成： 第一步，準(zhǔn)確稱量粒度0 · 1~5mm的致密剛玉35份，粒度1~5mm的板狀剛玉18份，粒度1 ~4mm電熔鋯莫來(lái)石14份，粒度0.1~Imm的鉻礦11份，粒度< 0.045mm的鉻綠13份，粒度< 0.045mm的電熔氧化鋯4份，粒度< 0.045mm的β-Α12〇3 5份;結(jié)合劑用量為上述原料總重量 的5 %; 第二步，將所有原料和結(jié)合劑一起放入強(qiáng)力混砂機(jī)中進(jìn)行混料； 第三步，將混好的泥料在帶薄膜內(nèi)襯的噸袋內(nèi)困料48h; 第四步，將困料后的泥料在全自動(dòng)液壓機(jī)上壓制成成型磚坯； 第五步，將成型磚坯送入干燥窯內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥窯熱風(fēng)溫度為90~110°C，干燥時(shí)間 不小于60小時(shí)； 第六步，將干燥好的磚坯送入111米高溫隧道窯中，在1600~1650°C溫度下燒成，推車 時(shí)間為120~150分鐘，得到復(fù)合尖晶石鋯磚成品，成品磚體的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表4。
[0020] 實(shí)施例2 本發(fā)明所述的復(fù)合尖晶石鋯磚，是由原料致密剛玉、板狀剛玉、電熔鋯莫來(lái)石、鉻礦、鉻 綠、電熔氧化鋯、P-Al2O3以及結(jié)合劑（由磷酸二氫鋁與柴油按質(zhì)量比8:2配制的混合溶液)按 下述重量份配比（包括級(jí)配)和方法制備而成： 第一步，準(zhǔn)確稱量粒度0.1~5mm的致密剛玉44份，粒度1~5mm的板狀剛玉16份，粒度1 ~4mm電熔鋯莫來(lái)石12份，粒度0.1~Imm的鉻礦9份，粒度< 0.045mm的鉻綠12份，粒度< 0.045mm的電熔氧化鋯3份，粒度< 0.045mm的β-Α12〇3 4份;結(jié)合劑用量為上述原料總重量 的7 %; 第二步至第六步同實(shí)施例1;得到的成品磚體的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表4。
[0021 ] 實(shí)施例3 本發(fā)明所述的復(fù)合尖晶石鋯磚，是由原料致密剛玉、板狀剛玉、電熔鋯莫來(lái)石、鉻礦、鉻 綠、電熔氧化鋯、P-Al2O3以及結(jié)合劑（由磷酸二氫鋁與柴油按質(zhì)量比8:2配制的混合溶液)按 下述重量份配比（包括級(jí)配)和方法制備而成： 第一步，準(zhǔn)確稱量粒度0 · 1~5mm的致密剛玉53份，粒度1~5mm的板狀剛玉14份，粒度1 ~4mm電熔鋯莫來(lái)石10份，粒度0.1~Imm的鉻礦7份，粒度< 0.045mm的鉻綠11份，粒度< 0.045mm的電熔氧化鋯2份，粒度< 0.045mm的β-Α12〇3 3份;結(jié)合劑用量為上述原料總重量 的9% ; 第二步至第六步同實(shí)施例1;得到的成品磚體的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表4。
[0022] 實(shí)施例4 本發(fā)明所述的復(fù)合尖晶石鋯磚，是由原料致密剛玉、板狀剛玉、電熔鋯莫來(lái)石、鉻礦、鉻 綠、電熔氧化鋯、P-Al2O3以及結(jié)合劑（由磷酸二氫鋁與柴油按質(zhì)量比8:2配制的混合溶液)按 下述重量份配比（包括級(jí)配)和方法制備而成： 第一步，準(zhǔn)確稱量粒度0.1~5mm的致密剛玉62份，粒度1~5mm的板狀剛玉12份，粒度1 ~4mm電熔鋯莫來(lái)石8份，粒度0.1~Imm的鉻礦5份，粒度< 0.045mm的鉻綠10份，粒度< 0.045mm的電熔氧化鋯1份，粒度< 0.045mm的β-Α12〇3 2份;結(jié)合劑用量為上述原料總重量 的 11%; 第二步至第六步同實(shí)施例1;得到的成品磚體的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表4。
[0023] 表4實(shí)施例1~4制造的成品磚體的檢測(cè)結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種玻璃熔窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯磚，其特征在于:它是由原料致密剛玉、 板狀剛玉、電熔鋯莫來(lái)石、鉻礦、鉻綠、電熔氧化鋯、β-Α1 2〇3以及輔料結(jié)合劑按下述重量份配 比制備而成： 配方:粒度〇. 1~5mm的致密剛玉35~62份，粒度1~5mm的板狀剛玉12~18份，粒度1~ 4mm電恪錯(cuò)莫來(lái)石8~14份，粒度0.1~1mm的絡(luò)礦5~11份，粒度< 0.045mm的絡(luò)綠10~13 份，粒度< 0 · 045mm的電熔氧化鋯1~4份，粒度< 0 · 045mm的β-Α12〇3 2~5份;結(jié)合劑用量為 上述原料總重量的5~11%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃熔窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯磚，其特征在于:所述 結(jié)合劑為由磷酸二氫鋁與柴油按質(zhì)量比8:2配制的混合溶液。3. 權(quán)利要求1的玻璃熔窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯磚的制造方法為： 第一步，按上述重量份配比稱取各原料； 第二步，將所有原料和結(jié)合劑一起放入強(qiáng)力混砂機(jī)中進(jìn)行混料； 第三步，將混好的泥料困料48h; 第四步，將困料后的泥料在液壓機(jī)上壓制成成型磚坯； 第五步，將成型磚坯送入干燥窯內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥窯熱風(fēng)溫度為90~110°C，干燥時(shí)間 不小于60小時(shí)； 第六步，將干燥好的磚坯送入高溫隧道窯中，在1600~1650°C溫度下燒成，推車時(shí)間為 120~150分鐘，得到復(fù)合尖晶石錯(cuò)磚成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種玻璃熔窯蓄熱室頂部專用復(fù)合尖晶石鋯磚，是由致密剛玉35～62份？，板狀剛玉12～18份，電熔鋯莫來(lái)石8～14份，鉻礦5～11份，鉻綠10～13份，電熔氧化鋯1～4份，β-Al2O3？2～5份及適量結(jié)合劑制備而成：將上述原料放入強(qiáng)力混砂機(jī)中進(jìn)行混料并困料48h后，在液壓機(jī)上壓制成磚坯，送入干燥窯內(nèi)干燥60小時(shí)以上，再將其送入高溫隧道窯1600～1650℃溫度下燒成，推車時(shí)間120～150分鐘，得到復(fù)合尖晶石鋯磚成品。本發(fā)明制造出的復(fù)合尖晶石鋯磚替代目前應(yīng)用于玻璃熔窯蓄熱室頂部的其他耐火磚，大大提高了玻璃熔窯的使用壽命。同時(shí)本發(fā)明制造方法簡(jiǎn)單，具有生產(chǎn)周期短、效率高的特點(diǎn)。
【IPC分類】C04B35/622, C04B35/66
【公開(kāi)號(hào)】CN105541351
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510959494
【發(fā)明人】董躍, 慕松林, 董梅花, 張方浩
【申請(qǐng)人】鄭州匯特耐火材料有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日