專利名稱：冶煉窯爐內(nèi)襯層專用氧化鋯耐火磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及砌筑工業(yè)冶煉窯爐內(nèi)襯層專用氧化鋯耐火磚領(lǐng)域，具體涉及一種砌筑鋼鐵熔爐、石灰窯、鋁礬土煅燒窯內(nèi)襯層的氧化鋯耐火磚及制備方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵熔爐、鋁礬土煅燒窯、活性石煅燒灰窯的煅燒爐內(nèi)襯需要較好的耐火性能和耐磨性能?；钚允抑饕獞?yīng)用于鋼鐵冶煉行業(yè)，隨著鋼鐵產(chǎn)量的提升，活性石灰的用量越來(lái)越大。現(xiàn)有技術(shù)中，用于活性石灰煅燒的窯爐主要有立窯、回轉(zhuǎn)窯等。砌筑鋼鐵熔爐、立窯(例如鋁礬土煅燒窯)、回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)襯磚為普通高鋁耐火磚，這種耐火磚的強(qiáng)度只有40-45mPa，耐磨系數(shù)彡6. 2使用壽命只有3_6個(gè)月，而且成本高。另外，這種耐火磚為立窯、回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)襯時(shí)，燒成的活性石灰含有P，降低了鋼鐵的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種砌筑鋼鐵熔爐、石灰窯、鋁礬土煅燒窯內(nèi)襯層專用氧化鋯耐火磚及制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案所述氧化鋯耐火磚的原料配方、規(guī)格及重量份分別是鋁礬土熟料——規(guī)格0.1-1mm——重量份10-20份；錯(cuò)英砂-規(guī)格1. l~3mm-重量份10-25份；錯(cuò)英砂-規(guī)格3.1-5mm-重量份10-15份；漂珠——重量份4-6. 5份；白剛玉-規(guī)格0. 043mm-重量份5_8份；碳化硅——規(guī)格0. 075mm——重量份3_5份； 莫來(lái)石-規(guī)格0. 088mm-重量份8-10份；石英砂-規(guī)格l_3mm-重量份4-6. 5份。本發(fā)明所述氧化鋯耐火磚的制備方法步驟一、按照比例稱取上述原料，先把鋁礬土熟料、鋯英砂、漂珠、白剛玉加入到強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢?；再加入碳化娃、莫?lái)石，加水濕潤(rùn)，繼續(xù)攪拌至充分混合均勻，制成半干混合料；步驟二、把步驟一制成的半干混合料，用壓力制磚機(jī)制氧化鋯耐火磚的坯料，成型壓力大于515噸；步驟三、把步驟二制成的氧化鋯耐火磚的坯料，置于低溫窯爐，經(jīng)過(guò)1500-1600°C煅燒成型，即可獲得氧化鋯耐火磚的成品。經(jīng)發(fā)明人的反復(fù)摸索和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所述原料配方、規(guī)格及重量份在上述范圍內(nèi)制成的氧化鋯耐火磚，均具有良好的性能和質(zhì)量穩(wěn)定性。本發(fā)明中所述礬土熟料即工業(yè)常用礬土煅燒后粉碎獲得的不同規(guī)格的粉劑，也稱鋁礬土熟料。鋁礬土熟料分為不同的等級(jí)，是根據(jù)其含鋁量決定的，分為特級(jí)鋁礬土熟料，一級(jí)鋁礬土熟料，二級(jí)甲鋁礬土熟料，二級(jí)乙鋁礬土熟料，三級(jí)鋁礬土熟料。本發(fā)明所述各礬土熟料是指特級(jí)鋁礬土熟料。鋯英砂鋯英砂(鋯英石)多與鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石、磷釔礦等共生于海濱砂中，經(jīng)水選、電選、磁選等選礦工藝分選后而得到。其理論組成為Zr02 67.1 % ；Si02 32.9%。純凈的鋯英砂為無(wú)色透明的晶體，常因產(chǎn)地不同、含雜質(zhì)的種類與數(shù)量不同而染成黃、橙、紅、褐等色，硬度7. 8，比重4. 6-4. 71，折射率1. 93-2. 01，熔點(diǎn)為2550°C。鋯英石用于耐火材料(稱鋯質(zhì)耐火材料，如鋯剛玉磚，鋯質(zhì)耐火纖維)，鑄造行業(yè)鑄型用砂(精密鑄件型砂)，精密搪瓷器具，此外也用于玻璃、金屬(海綿鋯)以及鋯化合物(二氧化鋯、氯氧化鋯、鋯酸鈉、氟鋯酸鉀、硫酸鋯等)的生產(chǎn)中。以鋯英石(Zr02 Si02)為主要成分，含Zr02約65%的耐火制品。磚的熱震穩(wěn)定性好，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐磨性和耐堿性渣侵蝕性，主要用于盛鋼桶、連鑄中間包以及玻璃熔窯等。 漂珠漂珠的主要化學(xué)成分為硅、鋁的氧化物，其中二氧化硅約為50-65%，三氧 化二鋁約為25-35%。因?yàn)槎趸璧娜茳c(diǎn)高達(dá)攝氏1725度，三氧化二鋁的溶點(diǎn)為攝氏2050度，均為高耐火物質(zhì)。因此，漂珠具有極高的耐火度，一般達(dá)攝氏1600-1700度，使其成為優(yōu)異的高性能耐火材料。質(zhì)輕、保溫隔熱。漂珠壁薄中空，空腔內(nèi)為半真空，只有極微量的氣體(N2、H2及C02等)，熱傳導(dǎo)極慢極微。所以漂珠不但質(zhì)輕(容重250-450公斤/m3)，而且保溫隔熱優(yōu)異(導(dǎo)熱系數(shù)常溫0. 08-0.1)，這為其在輕質(zhì)保溫隔熱材料領(lǐng)域大顯身手奠定了基礎(chǔ)。硬度大、強(qiáng)度高。由于漂珠是以硅鋁氧化物礦物相(石英和莫來(lái)石)形成的堅(jiān)硬玻璃體，硬度可達(dá)莫氏6-7級(jí)，靜壓強(qiáng)度高達(dá)70-140MPa，真密度2. 10-2. 20克/cm3，和巖石相當(dāng)。因此，漂珠具有很高的強(qiáng)度。漂珠自然形成的粒度為1-250微米。比表面積300-360cm2/g,和水泥差不多。因此，漂珠不需粉磨，可直接使用。細(xì)度可滿足各種制品的需要。白剛玉是以工業(yè)氧化鋁粉為原料，于電弧中經(jīng)2000度以上高溫熔煉后冷卻制成，經(jīng)粉碎整形，磁選去鐵，篩分成多種粒度，其質(zhì)地致密、硬度高，粒形成尖角狀；適用于制造陶瓷、樹(shù)脂固結(jié)磨具以及研磨、拋光、噴砂、精密鑄造(精鑄專用剛玉)等，還可用于制造高級(jí)耐火材料。碳化硅即微硅粉，能夠填充水泥顆粒間的孔隙，同時(shí)與水化產(chǎn)物生成凝膠體，與堿性材料氧化鎂反應(yīng)生成凝膠體。在水泥基的砼、砂漿與耐火材料澆注料中，摻入適量的硅灰，可起到如下作用1、顯著提高抗壓、抗折、抗?jié)B、防腐、抗沖擊及耐磨性能。2、具有保水、防止離析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。3、顯著延長(zhǎng)砼的使用壽命。特別是在氯鹽污染侵蝕、硫酸鹽侵蝕、高濕度等惡劣環(huán)境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至數(shù)倍。4、大幅度降低噴射砼和澆注料的落地灰，提高單次噴層厚度。5、是高強(qiáng)砼的必要成份，已有C150砼的工程應(yīng)用。6、具有約5倍水泥的功效，在普通砼和低水泥澆注料中應(yīng)用可降低成本.提高耐久性。7、有效防止發(fā)生砼堿骨料反應(yīng)。8、提高澆注型耐火材料的致密性。在與A1203并存時(shí)，更易生成莫來(lái)石相，使其高溫強(qiáng)度，抗熱振性增強(qiáng)，在此本發(fā)明中占有重要的地位。莫來(lái)石是鋁硅酸鹽在高溫下生成的礦物，人工加熱鋁硅酸鹽時(shí)會(huì)形成莫來(lái)石。天然的莫來(lái)石晶體為細(xì)長(zhǎng)的針狀且呈放射簇狀。莫來(lái)石礦被用來(lái)生產(chǎn)高溫耐火材料。石英砂耐火材料石英砂是以石英砂為主要成分。根據(jù)各種需求添加不同添加劑?？茖W(xué)配比而成。優(yōu)點(diǎn)價(jià)格低，耐酸性好，不粘渣。是各種用于金屬熔煉感應(yīng)電爐爐襯的必選材料。通過(guò)本發(fā)明所述的原料配方和制備方法獲得的氧化鋯耐火磚成品，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)測(cè)試，其理化指標(biāo)為如下數(shù)據(jù)耐磨系數(shù)彡9. 2。含氧化鋯67. 23%;氧化硅32. 77%;莫氏硬度7. 5，20 1000°C時(shí)的膨脹系數(shù)為4. 2 X 10-6/°C ；熔點(diǎn)2430 dC ；·體積密度3. 60 4. 3g/cm3 ；顯氣孔率0% 18%;荷重軟化溫度> 1550°C ；以上數(shù)據(jù)顯示，本發(fā)明所述氧化鋯耐火磚與現(xiàn)有技術(shù)中使用的普通高鋁耐火磚相t匕，具有明顯優(yōu)勢(shì)的耐壓強(qiáng)度和耐磨性能。
具體實(shí)施例方式所述冶煉窯爐內(nèi)襯層專用氧化鋯耐火磚的原料配方、規(guī)格及重量份分別是招帆土熟料-規(guī)格0.1-1mm-重量份10-20份；錯(cuò)英砂-規(guī)格1. l~3mm-重量份10-25份；錯(cuò)英砂-規(guī)格3.1-5mm-重量份10-15份；漂珠——重量份4-6. 5份；白剛玉-規(guī)格0. 043mm-重量份5_8份； 碳化硅——規(guī)格0. 075mm——重量份3-5份；莫來(lái)石-規(guī)格0. 088mm-重量份8_10份；石英砂-規(guī)格l_3mm-重量份4-6. 5份。本發(fā)明所述氧化鋯耐火磚的制備方法步驟一、按照比例稱取上述原料，先把鋁礬土熟料、鋯英砂、漂珠、白剛玉加入到強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢?；再加入碳化娃、莫?lái)石，加水濕潤(rùn)，繼續(xù)攪拌至充分混合均勻，制成半干混合料；步驟二、把步驟一制成的半干混合料，用壓力制磚機(jī)制氧化鋯耐火磚的坯料，成型壓力大于515噸；步驟三、把步驟二制成的氧化鋯耐火磚的坯料，置于低溫窯爐，經(jīng)過(guò)1500-1600°C煅燒成型，即可獲得氧化鋯耐火磚的成品。所獲得氧化鋯耐火磚的成品經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)測(cè)試，其理化指標(biāo)與上述發(fā)明內(nèi)容所述數(shù)據(jù)相同。通過(guò)氧化鋯耐火磚在鋼鐵熔爐、鋁礬土煅燒窯、石灰立窯上作為內(nèi)襯磚的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，所述氧化鋯耐火磚在燒結(jié)過(guò)程中，耐磨磚向火面表層熔結(jié)形成二氧化硅釉層，提高了整體內(nèi)襯的耐磨性能，明顯延長(zhǎng)了窯爐的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種冶煉窯爐內(nèi)襯層專用氧化鋯耐火磚，其特征在于，其原料配方、規(guī)格及重量份分別是招帆土熟料-規(guī)格O.1-1mm-重量份10-20份；錯(cuò)英砂-規(guī)格1. l_3mm-重量份10-25份；錯(cuò)英砂-規(guī)格3.1-5mm-重量份10-15份；漂珠——重量份4-6. 5份；白剛玉——規(guī)格O. 043mm——重量份5_8份；碳化硅——規(guī)格O. 075mm——重量份3_5份；莫來(lái)石-規(guī)格O. 088mm-重量份8_10份；石英砂-規(guī)格l_3mm-重量份4-6. 5份。
2.按照權(quán)利要求1所述的氧化鋯耐火磚，其特征在于，制備方法步驟一、按照比例稱取上述原料，先把鋁礬土熟料、鋯英砂、漂珠、白剛玉加入到強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢?；再加入碳化娃、莫?lái)石，加水濕潤(rùn)，繼續(xù)攪拌至充分混合均勻，制成半干混合料；步驟二、把步驟一制成的半干混合料，用壓力制磚機(jī)制氧化鋯耐火磚的坯料，成型壓力大于515噸；步驟三、把步驟二制成的氧化鋯耐火磚的坯料，置于低溫窯爐，經(jīng)過(guò)1500-1600°C煅燒成型，即可獲得氧化鋯耐火磚的成品。
全文摘要
一種冶煉窯爐內(nèi)襯層專用氧化鋯耐火磚，其原料配方是鋁礬土熟料；鋯英砂；漂珠；白剛玉；碳化硅；莫來(lái)石；石英砂。制備方法步驟一、按照比例稱取上述原料，先把鋁礬土熟料、鋯英砂、漂珠、白剛玉加入到強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢?；再加入碳化硅、莫?lái)石，加水濕潤(rùn)，繼續(xù)攪拌至充分混合均勻，制成半干混合料；步驟二、把步驟一制成的半干混合料，用壓力制磚機(jī)制氧化鋯耐火磚的坯料，成型壓力大于515噸；步驟三、把步驟二制成的氧化鋯耐火磚的坯料，置于低溫窯爐，經(jīng)過(guò)1500-1600℃煅燒成型，即可獲得氧化鋯耐火磚的成品。所述氧化鋯耐火磚在燒結(jié)過(guò)程中，耐磨磚向火面表層熔結(jié)形成二氧化硅釉層，提高了整體內(nèi)襯的耐磨性能，明顯延長(zhǎng)了窯爐的使用壽命。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102992787SQ20121048028
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者鄭松建, 楊宏偉 申請(qǐng)人:登封市宏發(fā)煤礦機(jī)械廠