本发明属于耐火材料技术领域,主要涉及一种含石英纤维的硅质干式料。
背景技术:
耐火材料中加入助烧结剂的目的是为了提高材料在高温下的致密性、强度和稳定性,以适应冶炼条件的需要。常规的助烧结剂作用机理是在高温下使颗粒的接触面出现液相,融合形成连续的网络,使整个材料连成一个整体。一般液相的出现可能是助烧结剂本身的熔点低,也可能是与助烧结剂形成低共熔物,但都会降低耐火材料的使用温度,影响高温下材料的使用寿命。为了满足高温苛刻条件下耐火材料的使用性能(致密性、高强度、高荷软等),使材料高温下融合形成一个整体,减少或消除由助烧结剂带入的杂质成分形成的危害,目前常用的方式是采用纳米技术。纳米技术的应用,可以降低耐火材料的烧结温度,使材料的结构微细化、致密化,提高材料的性能,但纳米粉存在易团聚,难分散,成本高等缺点,难以工业化大规模应用。
技术实现要素:
本发明的目的提出一种含石英纤维的硅质干式料,使其能促进硅质干式料的烧结,同时减少助烧结剂的危害。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案:
一种含石英纤维的硅质干式料,所述硅质干式料的原料组成及质量百分比为:
石英颗粒65~75%;
石英细粉15~25%;
氧化硅微粉0~8%;
石英纤维1~9%;
其中,所述的石英纤维为起助烧结作用的助烧结剂;将石英颗粒、石英细粉、氧化硅微粉和石英纤维混合均匀即制得本含石英纤维的硅质干式料。
所述硅质干式料的原料组成及质量百分比为:
石英颗粒70~72%;
石英细粉18~20%;
氧化硅微粉0~8%;
石英纤维1~9%。
所述石英颗粒的粒径范围为0.044-5mm。
所述的石英颗粒为石英砂、硅石、脉石英、熔融石英中的一种。
所述的氧化硅微粉粒径d50<1μm。
所述的石英纤维粒径为0.3~8μm,化学成分w(sio2)>97.0%、w(al2o3)<2.0%。
本发明一种含石英纤维的硅质干式料,石英纤维具有优异的高温性能,良好的节能效果,应用在耐火材料高温领域具有可观的经济效益,但纤维的稳定性差,易析晶粉化,对材料的性能不利,应用受限。本发明恰好利用纤维易析晶粉化的特性,对石英纤维进行改造处理,将其运用在硅质干式料中,起到助烧结的作用;通过利用石英纤维易析晶粉化特性,既降低了烧结温度,又保证了硅质干式料的使用性能,提高衬体的使用寿命。
具体实施方式
本发明以工频炉用硅质干式料为例,对石英纤维的应用效果加以说明。为充分说明本发明的特点,以实施例1~7为例,与不加助烧结剂的对比例1和加硼酸为助烧结剂的对比例2、3比较,加以说明。
实施例1~7
含石英维的硅质干式料实施例1~7,以0.044-5mm的石英砂(w(sio2)=99.42%、w(k2o+na2o)=0.05%)为主料,以氧化硅微粉(w(sio2)=96.86%、w(fe2o3)=1.29%、d50<1μm)和石英纤维(w(sio2)>97.0%、w(al2o3)<2.0%、粒度0.3~8μm)为辅料组成。具体方案见表1。
通过表2的性能测试结果可知,与对比例1相比,实施例1~7中硅质干式料的低融物减少,随着温度的升高,各项指标都得到了优化,虽然对比例2中干式料的性能改善很多,随着温度的提高,高温性能却逐渐下降,对比例3中干式料的荷重软化温度t0.6略有上升,但与对比例2相比,急剧下降。由于干式料在混料和成形过程中,容易发生偏析,而常规助烧结剂的加入对材料的影响巨大,一旦偏析造成助烧结剂的局部集中,对衬体的影响是致命的,因此,硼酸的引入需要很谨慎,要控制在合适的范围内。总之,消除助烧结剂的不利影响具有重要意义,而本发明所述的含石英纤维的硅质干式料则可以避免此不利影响。
表1实施例和对比例的组分和具体配比方案
表2实施例和对比例干式料的性能指标
注:a代表1200℃*3h,b代表1350℃*3h,c代表1600℃*3h,d代表1500℃*3h。