[发明专利]烧结锆莫来石砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种烧结锆莫来石砖及其制备方法，属耐火材料领域。

在热工设备中，其关键部位，如窑炉蓄热室、胸墙、小炉斜及加料口上部结构等，都要采用特种耐火材料，最好是热稳定性好、荷重软化温度高、抗侵蚀能力强的耐火材料。目前，通常采用的有硅砖、镁砖、镁铬砖等，由于其性能仍不太理想，各种砖的使用寿命较短，一般使用2～3年就报废，每每报废后，就需要停炉更换修整，严重影响了热工设备的正常运转。

本发明的目的在于提供一种烧结锆莫来石砖及其制备方法，该锆莫来石砖热稳定性好、荷重软化温度高、抗侵蚀能力强，使用寿命长；其制备方法科学合量，简便易行。

本发明的目的可以由以下方案来实现：

所述的烧结锆莫来石砖，其化学重量组成为：

Al₂O₃         50～65％

SiO₂           14～35％

ZrO₂           10～28％

余量为常规杂质。

该烧结锆莫来石砖的制备方法，仍然包括配料、成型、烧成。

一、配料：

烧结锆莫来石砖的配料的原料为莫来石熟料、锆莫来石熟料和结合剂。其中，锆莫来石熟料的化学重量组成为：

Al₂O₃         35～55％

SiO₂           10～26％

ZrO₂           16～38％

余量为常规杂质。

锆莫来石熟料制备所用原料为锆英石、三氧化二铝，其合成温度为1600～1700℃。

配料时，锆莫来石熟料为粒径小于0.088mm的粉料，莫来石熟料粉碎成各级颗粒，其颗粒及重量级配为：

颗粒粒径d＜0.04mm    20～50％

0.04≤d＜0.1mm       5～15％

0.1≤d＜0.5mm        5～15％

0.5≤d＜1mm          20～30％

1≤d＜3.5mm          20～30％

二、成型：

1、混料：将各原料按配比配好，在混练机内先加入粗颗粒和结合剂，结合剂可以是有机结合剂，也可以是无机结合剂，也可以是两者组成的复合结合剂，如聚乙烯醇溶液、塑性粘土等，稍混后，再加入细粉料，混匀。

2、陈腐：将混好的料陈腐12小以上。

3、成型：用摩擦压力机或液压机成型，各种砖型选用相应的模具即可。

4、干燥：坯体干燥至水份小于2％，备烧。

三、烧成：

将干燥后的坯体烧成，烧成温度为1600～1700℃。

本发明烧结莫来石砖，其结构为针柱状莫来石结构网络和斜锆石晶体组成的复相结构，斜锆石晶粒均匀地分布于莫来石网络结构中，构成了材料抗侵蚀的主体，复合结合剂活化颗粒表面，促进烧结反应，又能生成新晶相、改善和提高了晶界的性能，这样的结构使耐火材料具有高荷软、高耐火度、高抗侵蚀性和抗热震性，同时，斜锆石相变时在晶界上产生的微裂纹具有增韧作用，进一步改善了耐火材料的热稳定性。该耐火砖使用寿命长，一般常达6年以上。

经检验，该耐火砖的体积密度大于2.78g/cm³，显气孔率小于16％，常温耐压强度大于86MPa，荷重软化温度大于1600℃，热稳定性(1100℃，---水冷)大于15次。

本发明耐火砖的制备方法根据科学分析和试验而确定，科学合理，易于实施。

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

耐火砖的制备方法包括配料，成型和烧成，各工艺参数分别为：

实施例一：

1、烧结锆莫来石砖的原料的重量配比：

莫来石熟料5份，锆莫来石熟料4份，由塑性粘土和有机粘合剂组成的复合结合剂1份。

其中，(1)锆莫来石的合成用料的重量配比为：

锆英砂4份，活性氧化铝5份，由塑性粘土和有机粘合剂组成的复合结合剂1份，经1600℃煅烧合成，合成料粉碎成超细粉应用。

(2)莫来石熟料需粉碎成一定比例的颗粒级配使用，其级配为：

颗粒粒径d＜0.04mm        30％

0.04≤d＜0.1mm           10％

0.1≤d＜0.5mm            10％

0.5≤d＜lmm              25％