[发明专利]玻璃窑炉用硅砖

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及玻璃窑炉用硅砖。

背景技术

玻璃窑炉是玻璃制造行业所必须拥有的一种熔化装置，通常用耐火材料构成，其投资较大，占总投资的1/3左右，其重要性可想而知。硅砖是一种以SiO₂为主要成分的酸性耐火材料，具有高温体积稳定性、抗酸侵蚀性能优良、荷重软化温度高等特点，主要用于焦炉、玻璃窑炉和有色金属冶炼中，其中用在玻璃窑炉的硅砖只要用于其碹顶、吊墙上部以及前后墙。

目前国内硅砖生产厂家的技术指标，基本维持在行标YB/T 147-2007、JC/T 616-2003的技术水平上。随着大型玻璃熔窑对炉龄寿命的严格要求，玻璃生产厂家已不满足行标YB/T 147-2007、JC/T 616-2003中对硅砖的指标要求，对硅砖提出了更高的要求：SiO₂含量≥96%，有害杂质(Al₂O₃+2R₂O)总量≤0.48%，Fe₂O₃（降低耐火度）含量≤0.6%，残余石英含量≤1%、显气孔率≤20%。目前市场上的优质级别硅砖因其残余石英含量较高（3%）、显气孔率高（21%）、真密度大（2.34g/cm³）等，从而限制了其在长期高温环境下的使用寿命，特别是在大型玻璃熔窑、浮法窑上的使用。

中国专利CN102126866A公开了一种适合用于砌筑全氧燃烧玻璃窑炉的上部结构等的高纯硅质耐火材料及其生产工艺，其所述的耐火材料为SiO₂含量是97~98%的高纯硅砖，以SiO₂含量大于98%的结晶硅石为骨料、SiO₂含量大于99%的脉石英或SiO₂含量大于98%的结晶硅石为基质，掺加质量分数0.3~1.5%的钙质矿化剂、0.1~0.6%的氧化铁或氧化锰矿化剂，0.03~1.0%的聚羧酸系化学外加剂和适量的木质磺酸钙结合剂组成，经配合、混练、成型、干燥、烧结后制成，该耐火材料具有优异的耐高温、抗侵蚀性能，其荷重软化温度>1690℃，显气孔率≤21.5%，真密度≤2.332g/cm³，常温耐压强度≥47.6MPa，其主要存在以下不足：1）主要强调分散剂对泥料中矿化剂的分散作用，按照一般耐火材料生产工艺，它属于浇注成型方法，成型方法为养护、脱模，生产周期较压力机成型长，工艺较为繁琐；2）该专利中未提及产品率、使用寿命及杂质含量等问题；3）其配方复杂，生产工艺繁琐，生产成本相应较高。

中国专利CN102167606A提供了一种硅砖及其制备方法，是将55~75%的硅石骨料、17~32%的硅石细粉、2~8%的硅微粉和2~6%的矿化剂混合，外加上述混合料0.5~4%的亚硫酸纸浆废液，混练，压制成型、干燥后烧成，该硅砖具有荷重软化点高，致密度好、强度高的优点，但其杂质含量及二氧化硅含量均达不到玻璃窑用硅砖要求，因此其主要适合于焦炉用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SiO₂含量高、成品率高，杂质含量低、显气孔率低、高温性能佳、使用寿命长的玻璃窑炉用硅砖。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：玻璃窑炉用硅砖，所含组分的重量百分数为：粒度为3~1.0mm的硅石30~45%，粒度为1.0~0.5mm的硅石5~25%，粒度小于0.5mm的硅石30~50%，及占上述组分总重量5~15%的外加剂和2~10%的复合添加剂；

所述硅石中SiO₂含量不低于99%、Al₂O₃含量不高于0.25%及Fe₂O₃含量不高于0.45%；

所述外加剂为SiO₂含量不低于96%的废二氧化硅料，废二氧化硅料的加入能有效降低石英晶型转化的体积膨胀，减少硅砖裂纹，提高成品率；有效提高了废弃物再利用率，节约能源。

所述复合添加剂为石灰乳、铁鳞和木质素磺酸钙的混合物，这种复合添加剂有助于提高泥料初期的粘结性能，利于成型，还有助于稳定硅石的晶型转化，起到抑制砖坯烧成时因膨胀产生的应力，防止制品疏松或开裂。

作为上述方案的优选，所述复合添加剂中各组分的重量百分数为：石灰乳75~90%，铁鱗3~15%，木质素磺酸钙3~10%。

作为上述方案的优选，所述外加剂的粒度为3~0.5mm。