专利名称：钙长石结合莫来石砖的制造方法及其制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐火材料的生产工艺，特别是涉及以莫来石为主晶相的轻质耐火砖的制造方法；以及依此方法制得的耐火材料。
耐火材料是高温技术的基础材料。其中高纯莫来石系列高铝耐火材料，由于具有良好的高温热学性能，耐高温结构，强度高等优点而得到广泛应用，如使用于电炉顶、热风炉等热工设备中。为了改善高纯莫来石(3Al2O32SiO2)的高温性能，随后又出现有目的地在莫来石原料中掺入一些有益物质，以满足耐火材不同的使用要求，如中国专利(专利号97105666.8)就公开了一种烧结锆莫来砖及其制备方法，该制品原料中掺入了ZrO2，但一般认为NaO、CaO等杂质氧化物对Al2O3-SiO2系相材料存在有害影响。而杂志《耐火材料》1999年第2期(第33卷)76页刊出了一篇《钙长石结合莫来石轻质耐火砖的研究》的研究性文献，提出了综合利用钙长石热导率低、抗剥落性能和莫来石制品使用温度高优点，而烧结制作一种以钙长石为结合相、莫来石为主晶相的轻质耐火材料。但该文公开的生产方法偏重于理论探讨，其生产方法的研究仅限于用蓝晶石加白水泥混合烧结成型。缺乏必要的工艺过程条件和添加剂，依此生产的制品不仅制品的理化指标不理想，成品率不高，而且烧结过程中莫来石形成温度高，不利于烧结能耗的降低。
本发明的目的在于提供一种既具有钙长石热导率低、抗剥落性能优，又具有莫来石制品使用温度高的钙长石结合莫来石砖的制造方法，该制造方法不仅成品率高，简便易行；而且烧结温度低，缩短煅烧时间，节约烧结能耗。
为达到上述目的，本发明的钙长石结合莫来石砖的制造方法包括以下几个步骤(1)将天然蓝晶石和焦宝石筛选破碎并与α-Al2O3混合磨细成粉料；(2)在上述粉料中加入白水泥以形成混合物料，其蓝晶石、α-Al2O3、焦宝石和白水泥的重量组成为蓝晶石 80-92％α-Al2O32-10％焦宝石 2-6％白水泥 3-8％在上述原料中加入水并充分搅拌成软膏状的泥料；(3)在泥料中加入发泡剂并搅拌均匀后浇注成型为砖坯，干燥；(4)将干燥后的砖坯装窑烧结，烧结温度升至1300-1400℃，保温5-10小时；(5)出窑并制成所期望的成品。
按照上述方法制取的钙长石结合莫来石砖，它的晶相结构以莫来石为主晶相，钙长石为结合相，制品中Al2O3的含量为55％以上。
本发明钙长石结合莫来石砖的制造方法中，在蓝晶石中添加α-Al2O3和焦宝石。以蓝晶石为主作为引入Al2O3的原料，具有下列优点，首先蓝晶石的Al2O3的含量较高，有利于制品最高使用温度的提高，杂质氧化物Fe2O3的含量低，一般小于0.2％，有害影响小；第二，加入α-Al2O3是大幅提高Al2O3含量的有效方法，这样进一步增强制成品的耐火度和热震稳定性等指标；第三，焦宝石是天然硬质粘土，同样含有Al2O3，更重要的是它作为一种烧结剂，不仅有利于提高成品强度和成品率，而且降低了莫来石形成温度，可以实现提前烧结，从而有效地降低烧结能耗。反复试验表明，当燃烧温度为1100℃时，蓝晶石便开始发生分解，到1200℃大量蓝晶石开始分解，莫来石开始出现，1300℃时蓝晶石已全部分解，这时X射线衍射谱线中以莫来石为主，少量的钙长石也已出现。
组分白水泥是一种低含铁量的水硬性胶凝材料，来源广泛，成本低，本发明中白水泥作为引入CaO的原料，它既能充分利用烧结而形成钙长石晶相的体积密度小，热导率低，抗剥落性能好的优点，提高成品品质；又有效地提高了砖生坯的强度，成品率提高，简单易行。而且少量CaO的引入还促进了烧结和反应的进行。粉料中加入白水泥和水充分搅拌成软膏泥状，成型干燥后不仅生坯质量好，而且方便生坯搬动，发泡剂的使用又进一步降低了制品的比重量，保证生产出轻质的耐火材料。
按照本发明所述的方法制得的耐火砖，由于形成了以莫来石为主晶相，钙长石为结合相的成品砖，它具有钙长石制品热导率低、比强度高、抗剥落性能强的优点；又具有使用温度高，抗热震性好，使用寿命长的特点。
下面结合实施例进一步说明本发明实施例1。
本发明制造方法包括下面几个步骤将蓝晶石、α-Al2O3、焦宝石以及白水泥按如下重量百分比配料，其中蓝晶石80％、α-Al2O310％、焦宝石2％、白水泥8％。首先将蓝晶石、焦宝石破碎成颗粒后再加入α-Al2O3混合磨细成粉料，粉料细度0.044mm(320目)，在该粉料中加入水泥和水，充分搅拌至软泥膏状，再在该软膏状泥料中加入发泡剂——松香皂和减水剂、生坯增强剂等常用外加剂，并搅拌均匀后，浇注成型为生坯，以进一步提高生坯质量。生坯在室温下自然养护24小时，使白水泥充分水化，然后在干燥窑中进行110℃的烘干，烘干时间72小时，使砖生坯产生较高的强度，以便于搬运和装窑。装窑烧结砖坯，烧成温度1400℃，保温5小时，将烧成的毛坯按设定尺寸进行切割和精磨，经检验后便得到所期望的成品砖。
实施例2按所述相同步骤重复进行实施例1，但蓝晶石、α-Al2O3、焦宝石以及白水泥的重量百分比分别为83％、9％、2％、6％，粉料细度为0.053mm(270目)，发泡剂采用松香皂和NaOH混合物，其两者比例为10∶1。烧成温度1350℃，保温时间8小时。
实施例3按所述的相同步骤重复进行实施例1，但蓝晶石、α-Al2O3、焦宝石以及白水泥的重量百分比分别为84％、5％、6％、5％，粉料细度为0.036mm(400目)。
实施例4按所述的相同步骤重复进行实施例1，但蓝晶石、α-Al2O3、焦宝石以及白水泥的重量百分比分别为90％、3％、3％、4％。粉料细度为0.036mm(400目)。
实施例5按所述的相同步骤重复进行实施例1，但蓝晶石、α-Al2O3、焦宝石以及白水泥的重量百分比分别为92％、2％、3％、3％。
上述实施例1——实施例5的成品砖理化性能指标测试结果列表如下
权利要求
1.一种钙长石结合莫来石砖的制造方法，其特征在于它包括以下几个步骤(1)将蓝晶石和焦宝石筛选破碎并与α-Al2O3混合磨细成粉料；(2)在上述粉磨配料中加入白水泥，形成混合物料，其蓝晶石α-Al2O3、焦宝石和白水泥的重量组成为蓝晶石80-92％α-Al2O32-10％焦宝石2-6％白水泥3-8％在上述原料中加入水并充分搅拌成软膏状的泥料；(3)在泥料中加入发泡剂并搅拌均匀后浇注成型为砖坯，干燥；(4)将干燥后的砖坯装窑烧结，烧结温度升至1300-1400℃，保温5-10小时；(5)出窑并制成所期望的成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于蓝晶石、α-Al2O3和焦宝石混合粉料的细度为0.036-0.053mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在软泥膏状的泥料中加入的发泡剂是松香皂或松香皂和NaOH混合物，松香皂和NaOH的混合比例为10∶1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在泥料中加入发泡剂的同时加入减水剂和增强剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于干燥方法是在室温下自然养护或自然养护后再加温烘干。
6.根据权利要求1或2所述方法制取的钙长石结合莫来石砖制品，其特征在于它的晶相结构以莫来石为主晶相，钙长石为结合相，制品中Al2O3的含量为55％以上。
全文摘要
本发明涉及一种耐火材料的生产制作方法以及依此方法制得的耐火砖。该方法以蓝晶石为主要原料,加入α－Al
文档编号C04B35/18GK1359875SQ0013544
公开日2002年7月24日 申请日期2000年12月22日 优先权日2000年12月22日
发明者徐广平, 宋一华, 何江荣 申请人:东台市节能耐火材料厂