陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料及其製造方法
2023-06-30 16:35:01
專利名稱：陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種陶瓷燃燒器用耐火材料，具體說是熱風爐陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料。
背景技術：
隨著煉鐵技術的發展，高爐高風溫熱風爐的設計已被人們所普遍重視。而熱風爐陶瓷燃燒器的材料選擇則是關鍵所在。高爐熱風爐陶瓷燃燒器工作條件惡劣，其上部溫度可達1500°C，而下部僅為200°C以下，溫差達1300°C。因此，要求其材質有高的耐火度、強度及優異的熱震穩定性和抗化學侵蝕性。此外，陶瓷燃燒器位於熱風爐燃燒室底部，極難檢修更換，理想的材質將對熱風爐的使用壽命起著決定性作用。而傳統燃燒器用耐火材料為 磷酸鹽結合的高鋁澆注料或低水泥澆注料搗打成型，這種耐材的燃燒器燃燒的使用溫度較低，耐材的強度小，且耐材的熱震穩定性差，造成使用壽命很低，一般為2-3個月，嚴重影響熱風爐的正常運行。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術問題存在的不足，提供一種具有良好熱震穩定性、高溫強度好及抗化學侵蝕性能好的熱風爐陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料。本發明所採用的技術方案是熱風爐陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料所用原始料由莫來石-高矽氧玻璃料、紅柱石、a -Al2O3微粉、粘土、堇青石組成，外力口劑由結合劑和水構成。莫來石-高矽氧玻璃料佔原始料總重量的40%_50%，紅柱石佔原始料總重量的10%-15%，a -Al2O3微粉佔原始總料5%-10%，粘土佔原始總料的10%_15%，堇青石佔原始料總重量的15%-20% ;水、結合劑分別佔原始料總重量的比例為水1_4%、結合劑2-4% ；所述的莫來石-高娃氧玻璃料具有不同的粒度等級，其粒度分布在5-3mm、3-lmm、l-0_的粒度區間；紅柱石的粒度分布在l-0mm、200目的粒度區間；堇青石的粒度分布在2_0mm、200目的權度區間。本發明莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料中
莫來石-高矽氧玻璃料由天然高嶺土經1530°C -1560°C煅燒5h，生成由單一晶相莫來石和非晶相玻璃質組成的莫來石-高矽氧玻璃原料。該料具有熱膨脹均勻、熱震穩定性好、荷重軟化點高、高溫蠕變小、抗化學腐蝕性好等其他無機非金屬材料所沒有的優良性能。因此，對於提高熱風爐陶瓷燃燒器耐火材料熱震穩定性、高溫強度及抗化學腐蝕性能有很大的作用。所述的結合劑為紙漿或糊精。所述莫來石-高矽氧玻璃料中2Si02 · 3 Al2O3含量約65%_75% ;玻璃相含量為25%-35%。
所述紅柱石中Al2O3 彡 61% ；Ti02 ( O. 05% ；Fe203 ( O. 9% ； R2O ( O. 15%。所述燒結a -Al2O3的純度彡99%ο所述粘土，粒度為180目，其中Al2O3彡38. 86%。所述堇青石中SiO2 ^ 49% ；A1203 ^ 33% ；MgO ^ 13%。本發明熱風爐陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料的製備方法為 步驟一取上述技術方案所述的莫來石-高矽氧玻璃料40%-50%、紅柱石10%-15%、
a -Al2O3微粉5%-10%、粘土 10%-15%、堇青石15%_20%放入混砂機，再加入1-4%的水、2-4%的結合劑；混煉15-20min將原料混合均勻；
步驟二 將混煉好的原料用壓磚機進行成型； 步驟三將成型後的坯體進行乾燥；
步驟四將乾燥好的坯體放入隧道窯或者電爐內進行燒結，燒結溫度為13000C -1400°C，時間4h-8h。燒結後出窯，用於熱風爐陶瓷燃燒器。本發明的有益效果是
本項目原料組成合理，性能優良，儲量豐富，易於推廣應用；產品耐火度高、熱膨脹係數低、抗熱震性能和耐磨性能好，整個製備過程經濟簡便，利於工業化生產；本項目最終製品指標體積密度不小於2. Og/cm3,常溫耐壓強度不小於50MPa,荷重不小於1400°C, 1100°C水冷抗熱震大於80次。
具體實施例方式實施實例I
取上述技術方案所述的莫來石-高矽氧玻璃料40%、紅柱石15%、a -Al2O3微粉10%、粘土 15%、堇青石15%放入混砂機，其中粒度為5-3mm的莫來石-高矽氧玻璃料10%、粒度為3-lmm的莫來石-高矽氧玻璃料15% ;粒度為1-Omm的莫來石-高矽氧玻璃料15% ;其中粒度為1-Omm的紅柱石5% ;粒度為200目的紅柱石10% ;粒度為2_0mm的堇青石5%，粒度為200目的堇青石10%。將顆粒料放入混砂機中，加入1%的水、2%的結合劑，混煉2-3min後，放入細粉，再高速混煉10-15min，使用高噸位壓磚機將混煉好的泥料壓製成高密度半成品，將半成品放入乾燥器乾燥，乾燥溫度為150°C，時間30h，將乾燥好的素坯放入電爐內，加溫燒結，燒結溫度大於1300°C，保溫時間4h，燒結後出爐，製成莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料。實施實例2
取上述技術方案所述的莫來石-高矽氧玻璃料45%、紅柱石13%、a -Al2O3微粉10%、粘土 12%、堇青石18%放入混砂機，其中粒度為5-3mm的莫來石-高矽氧玻璃料20%、粒度為3-lmm的莫來石-高矽氧玻璃料10% ;粒度為1-Omm的莫來石-高矽氧玻璃料15% ;其中粒度為1-Omm的紅柱石5% ;粒度為200目的紅柱石8% ；粒度為2_0mm的堇青石8%，粒度為200目的堇青石10%。將顆粒料放入混砂機中，加入2%的水、3%的結合劑，混煉2-3min後，放入細粉，再高速混煉10-15min，使用高噸位壓磚機將混煉好的泥料壓製成高密度半成品，將半成品放入乾燥器乾燥，乾燥溫度為150°C，時間30h，將乾燥好的素坯放入電爐內，加溫燒結，燒結溫度大於1320°C，保溫時間6h，燒結後出爐，製成莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料。
實施實例3
取上述技術方案所述的莫來石-高矽氧玻璃料50%、紅柱石12%、a -Al2O3微粉8%、粘土8%、堇青石20%放入混砂機，其中粒度為5-3mm的莫來石-高矽氧玻璃料20%、粒度為3_lmm的莫來石-高矽氧玻璃料20% ;粒度為1-Omm的莫來石-高矽氧玻璃料10% ;其中粒度為1-Omm的紅柱石5% ;粒度為200目的紅柱石7% ；粒度為2_0mm的堇青石10%，粒度為200目的堇青石10%。將顆粒料放入混砂機中，加入3%的水、3%的結合劑，混煉2-3min後，放入細粉，再高速混煉10-15min，使用高噸位壓磚機將混煉好的泥料壓製成高密度半成品，將半成品放入乾燥器乾燥，乾燥溫度為150°C，時間30h，將乾燥好的素坯放入電爐內，加溫燒結，燒結溫度大於1360°C，保溫時間6h，燒結後出爐，製成莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料。實施實例4
取上述技術方案所述的莫來石-高矽氧玻璃料50%、紅柱石10%、a -Al2O3微粉5%、粘 土 10%、堇青石20%放入混砂機，其中粒度為5-3mm的莫來石-高矽氧玻璃料20%、粒度為3-lmm的莫來石-高矽氧玻璃料15% ;粒度為1-Omm的莫來石-高矽氧玻璃料15% ;其中粒度為1-Omm的紅柱石5% ;粒度為200目的紅柱石5% ；粒度為2_0mm的堇青石5%，粒度為200目的堇青石15%。將顆粒料放入混砂機中，加入4%的水、4%的結合劑，混煉2-3min後，放入細粉，再高速混煉10-15min，使用高噸位壓磚機將混煉好的泥料壓製成高密度半成品，將半成品放入乾燥器乾燥，乾燥溫度為150°C，時間30h，將乾燥好的素坯放入電爐內，加溫燒結，燒結溫度大於1400°C，保溫時間8h，燒結後出爐，製成莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料。
權利要求
1.一種陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料，其特徵在於莫來石-高矽氧玻璃料佔原始料總重量的40%-50%，紅柱石佔原始料總重量的10%-15%，a -Al2O3微粉佔原始總料5%-10%，粘土佔原始總料的10%-15%，堇青石佔原始料總重量的15%-20%。
2.根據權利要求1所述的陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料，其特徵在於莫來石-高娃氧玻璃料粒度分布在5-3mm、3-lmm、l-0_的粒度區間；紅柱石的粒度分布在l-0mm、200目的粒度區間；堇青石的粒度分布在2_0mm ,200目的粒度區間。
3.根據權利要求1所述的陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料，其特徵在於莫來石-高矽氧玻璃料中2Si02 · 3 Al2O3含量約65%-75% ;玻璃相含量為25%_35%。
4.根據權利要求1所述的陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料，其特徵在於結合劑為紙漿或糊精。
5.根據權利要求1所述陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料的製備方法，其特徵在於步驟一取莫來石-高矽氧玻璃料40%-50%、紅柱石10%-15%、a -Al2O3微粉5%_10%、粘土 10%-15%、堇青石15%-20%放入混砂機，再加入1-4%的水、2_4%的結合劑；混煉15_20min將原料混合均勻；步驟二 將混煉好的原料用壓磚機進行成型；步驟三將成型後的坯體進行乾燥；步驟四將乾燥好的坯體放入隧道窯或者電爐內進行燒結，燒結溫度為13000C -1400°C，時間4h-8h，燒結後出窯，用於熱風爐陶瓷燃燒器。
全文摘要
本發明公開了一種陶瓷燃燒器用莫來石-高矽氧玻璃復相耐火材料，包括莫來石-高矽氧玻璃料佔原始料總重量的40%-50%、紅柱石佔原始料總重量的10%-15%、α-Al2O3微粉佔原始總料的5%-10%、粘土佔原始總料的10%-15%、堇青石佔原始料總重量的15%-20%。這種陶瓷燃燒器用耐火材料具有良好熱震穩定性、高溫強度好及抗化學侵蝕性能好特點。
文檔編號C04B35/66GK102992785SQ20121045668
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者楊俊瑞, 王玉霞, 王徵想, 張玉濤, 楊秀麗, 段桂芳, 楊志賓, 陳曉芳, 郭曉偉 申請人:中鋼集團耐火材料有限公司