[发明专利]用于玻璃熔窑的无钙硅锆砖及其制造方法和玻璃熔窑

说明书

技术领域

本发明涉及热工设备技术领域，尤其涉及一种用于玻璃熔窑的无钙硅锆砖及其制造方法和玻璃熔窑。

背景技术

玻璃熔窑指玻璃制造中用于熔制玻璃配合料的热工设备，是玻璃生产企业的主要设备。一般情况下，建造一个玻璃工厂需投资5～8亿元人民币，其中，建造一座玻璃窑炉需投资1.5～2亿元左右。

玻璃特别是高档艺术玻璃的生产，在生产过程中不但要求融化温度高(1580℃以上)，而且因其特殊的生产制造工艺，经常要求融化温度在1530℃～1600℃范围内变化，因此玻璃熔窑特别是火焰空间，对砌筑窑炉使用的耐火材料要求较高，而目前熔窑空间的耐火材料一般选择硅砖，由于SiO₂的晶型变化以及大的膨胀系数，在玻璃生产过程中，硅砖受温度变化影响体积变化大，短时间(通常一年半至两年)内玻璃熔窑即损坏，被迫停产，不仅影响了生产进度，造成极大经济损失；而且更重要的是，硅砖剥落后掉入熔化池中，严重影响了玻璃质量，特别是高挡艺术玻璃的质量。因此，现有硅砖的性能达不到玻璃熔窑的设计要求，严重阻碍了该行业的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于玻璃熔窑的无钙硅锆砖及其制造方法和玻璃熔窑，解决了玻璃熔窑特别是火焰空间部位耐火材料的体积稳定性及抗碱蒸汽侵蚀性差的问题，可提高玻璃熔窑的使用寿命，同时还可避免硅砖剥落掉入熔化池，保障了玻璃产品的质量，提高了经济效益。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种用于玻璃熔窑的无钙硅锆砖，包括：78％～90％的SiO₂和8％～20％的ZrO₂，其中，各单体含量的单位为该单体占所述无钙硅锆砖总质量的质量百分比；

所述无钙硅锆砖的体积密度为2.1g/cm³～2.2g/cm³。

优选地，杂质钙占所述无钙硅锆砖总质量的百分比不超过0.02％。

优选地，杂质Fe₂O₃的含量不超过所述无钙硅锆砖总质量的0.05％。

可选地，所述无钙硅锆砖的气孔率为19％～21％。

优选地，所述无钙硅锆砖的荷重软化温度大于等于1680℃。

本发明还提供一种玻璃熔窑，使用了本发明所述的无钙硅锆砖。

本发明还提供一种所述无钙硅锆砖的制造方法，包括：

准备原料，并将所述原料加工到符合要求的颗粒度，制备所述无钙硅锆砖的各原料组成和配比(质量百分比)如下：

粒度为1～3mm且纯度不小于99.9％的熔融石英25～30％，粒度为325目且纯度不小于99.9％的熔融石英20～25％，

粒度为1～3mm且纯度不小于65.5％的锆英石25～30％，粒度为325目且纯度不小于65.5％的锆英石15～20％，

纯度不小于92％的微硅粉1～2％，

粘结剂3～4％；

除去所述原料加工过程中出现的氧化铁；

按所述无钙硅锆砖的各原料组成和配比要求，进行颗粒级配，并加入粘结剂、矿化剂和适量的水进行混合；

将配制混合好的所述混合原料密封封存至少2小时，使所述粘结剂、矿化剂和原料进行化学反应；

将反应后的混合原料制成砖坯；

将所述砖坯进行干燥脱水；

将干燥好的砖坯进行烧结。

优选地，所述粘结剂为：55～65％的P₂O₅和15～25％的Al₂O₃的混合物，其中，各单体含量的单位为该单体占所述粘结剂总质量的质量百分比；

加入上述粘结剂时，所述将干燥好的砖坯进行烧结，具体为：

将干燥好的砖坯加温至大于等于600度，烧结至少3小时。

可选地，所述将反应后的混合原料制成砖坯，具体为：

通过机压、手工捣打或浇注成型中的任一方式，将反应后的混合原料制成砖坯。

优选地，所述制备所述无钙硅锆砖的各原料组成和配比(质量百分比)如下：

粒度为1～3mm且纯度不小于99.9％的熔融石英30％，粒度为325目且纯度不小于99.9％的熔融石英20％，

粒度为1～3mm且纯度不小于65.5％的锆英石30％，粒度为325目且纯度不小于65.5％的锆英石15％，

纯度不小于92％的微硅粉1.5％，

粘结剂3.5％。