本发明属于功能材料技术领域，涉及一种含锆再烧结电熔莫来石砖及其制备方法。
背景技术：
随着材料技术的发展，对材料工业使用的热工设备的要求越来越高。高温、超高温热工设备，全氧燃烧及使用条件的日益苛刻，要求热工设备用的耐火材料性能也要不断提高。再烧结电熔莫来石砖具有荷重软化点温度高、高温下的体积稳定性好、高温蠕变率低等优点，广泛应用于热工窑炉的高温部位及玻璃窑炉的火焰空间、碹顶等部位。但在碱蒸气侵蚀较严重，热应力冲击较大及全氧燃烧烧嘴等部位，再烧结电熔莫来石砖的使用寿命受到影响。
中国专利申请201310431067.6(cn103496992a)公开了一种铬锆莫来石耐火材料及其制备方法，其制造方法为：使用电熔莫来石或烧结莫来石为骨料，以锆英粉、刚玉粉、氧化铬绿为制品基质，莫来石65％，刚玉粉10％，锆英粉15％，氧化铬绿10％，按照以上配方，搅拌机中混合均匀，加入3％左右的纸浆液作为粘结剂，搅拌均匀后困料8个小时，直接用压力机进行成型，干燥后在1650℃左右的高温中保温4小时烧成。相比再结合电熔莫来石砖提高了抗碱侵蚀性，但引入氧化铬绿，容易对环境造成影响。
中国专利申请201410098338.5(cn103833398a)公开了一种低锆莫来石浇钢砖的制备方法，其制备方法为将50％电熔莫来石、20％氧化锆、20％红柱石和3％兰晶石按比例混合后粉碎，得到混合颗粒，将5％广西白泥和2％木质素分别粉碎成200目的细粉，木质素制备为水溶液后与混合颗粒、广西白泥细粉混合得到混和原料。压制成砖坯后在1450℃烧结4小时得到低锆莫来石浇钢砖。具有优良的抗冲刷和耐高温性，蠕变小、耐压强度高、热稳定性好等特点，适用于核电产品中大钢锭浇注使用。但该产品使用红柱石和广西白泥，在1450℃烧成，如果烧成温度过高、保温时间过长会导致红柱石和莫来石局部熔融，玻璃相和气孔增加，影响高温强度等整体性能，因此，其烧成温度不能过高，使用温度也不能过高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种含锆再烧结电熔莫来石砖，其在电熔莫来石中添加氧化锆，在保证荷重软化点温度高的同时，提高抗碱蒸汽侵蚀能力和抗热应力冲击能力；本发明同时提供了一种简单易行、节能环保的含锆再烧结电熔莫来石砖的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种含锆再烧结电熔莫来石砖，其包括如下质量百分比的原料：
进一步地，所述的含锆物质为含有氧化锆的天然矿物或人工合成物质，优选为锆英石、氧化锆、钇稳定氧化锆中的一种或多种。
进一步地，所述的al2o3微粉为α氧化铝微粉、电熔刚玉微粉、活性氧化铝微粉中的一种或多种；当所述含锆再烧结电熔莫来石砖为浇注成型时，所述al2o3微粉为α氧化铝微粉、电熔刚玉微粉中的一种或两种与活性氧化铝微粉的混合物或仅为活性氧化铝微粉。
进一步地，所述的sio2微粉为天然石英微粉、熔融石英微粉、高纯硅微粉中的一种或多种；当所述含锆再烧结电熔莫来石砖为浇注成型时，所述sio2微粉为天然石英微粉、熔融石英微粉中的一种或两种与高纯硅微粉的混合物或仅为高纯硅微粉。
进一步地，所述添加剂包括有机结合剂和减水剂，所述有机结合剂为液体结合剂和固体结合剂的混合物，液体结合剂为聚乙烯醇和/或环氧树脂，固体结合剂为纤维素，所述减水剂为聚丙烯酸铵。
一种如上述所述的含锆再烧结电熔莫来石砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将电熔莫来石细粉、含锆物质细粉、al2o3微粉与固体结合剂细粉混合均匀，得到预混细粉；
(2)将粒径＞0.1mm的电熔莫来石颗粒料投入混料机中，再加入液体结合剂混合均匀后，加入步骤(1)制得的预混细粉，混合10～20min，制得泥料，困料4～5h；
(3)成型，烘干；所述烘干温度为80～120℃，保温12～48h；
(4)烧成；烧成温度为1500～1750℃，保温8～10h。
一种如上述所述的含锆再烧结电熔莫来石砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)将电熔莫来石、含锆物质、al2o3微粉、硅微粉加入到搅拌机中干混均匀，再将其加入到混炼机中，加入添加剂和水进行混炼，得到泥料；
(2)成型，将泥料注入到模型中，采用振动成型或浇注成型的方式得到坯体；
(3)脱模，将坯体养护后烘干，所述烘干温度为80～120℃，保温12～48h；
(4)烧成，烧成温度为1500～1750℃，保温8～10h。
本发明制备的含锆再烧结电熔莫来石砖按质量百分比的化学组成为al2o370-80％、fe2o30-0.5％、zro22-10％、sio217-28％；其物理性能如下：气孔率≤17％、体积密度≥2.60g/cm3、常温耐压强度≥100mpa、荷重软化点温度(0.2mpa)t0.6≥1700℃。
本发明相对于现有技术具有以下优点：
(1)全部使用高纯原料，避免cao、mgo、k2o、na2o等杂质的引入，影响含锆再烧结电熔莫来石砖的高温性能；
(2)基质中引入2-10％的zro2，高温反应生成锆莫来石，降低热膨胀率，提高抗热震性，抗侵蚀能力；
(3)机压成型或等静压成型采用有机结合剂合理搭配，保证成型性能，使用有机结合剂代替粘土，不添加杂质较多的天然矿物，避免引入杂质，保证高温性能；
(4)浇注成型使用活性氧化铝代替水泥，避免cao引入，降低高温性能；
(5)烧结过程中基质细粉之间发生反应烧结，产品强度高；
(6)制备方法简单易行，节能环保，利于大规模工业化生产，适用于热工窑炉高温区域、热冲击大区域、碱蒸汽侵蚀剧烈区域以及纯氧燃烧的烧嘴砖等。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
实施例1-20
所述的含锆再烧结电熔莫来石砖，其组成原料的种类、粒度规格及重量份数如下：
表1
表2
表3
所述实施例1-16含锆再烧结电熔莫来石砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将电熔莫来石细粉、含锆物质细粉、al2o3微粉、sio2微粉与固体结合剂细粉混合均匀，得到预混细粉；
(2)半干法混料：先将粒径＞0.1mm的电熔莫来石颗粒料投入混料机混合，再加入液体结合剂混合均匀后，加入步骤(1)所得的预混细粉，混合10-20min，制得半干法泥料，困料4-5h；
(3)机压或等静压成型，烘干，烘干温度为80～120℃，保温12～48h；
(4)烧成，烧成温度为1500～1750℃，保温8～10h，制得所述的含锆再烧结电熔莫来石砖。
所述实施例17-20含锆再烧结电熔莫来石砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将电熔莫来石、含锆物质、al2o3微粉、sio2微粉等加入到搅拌机中干混均匀，再将其加入到混炼机中，加入添加剂和水进行混炼，得到泥料；
(2)成型，将泥料注入组装好的模型中，采用振动成型或浇注成型的方式得到坯体；
(3)脱模，养护后放入烘干箱，烘干温度为80～120℃，保温12～48h；
(4)烧成，烧成温度为1500～1750℃，保温8～10h，制得所述的含锆再烧结电熔莫来石砖。
表4实施例1～20制得的含锆再烧结电熔莫来石砖的物理指标检测结果如下：
表5实施例1-20制得的含锆再烧结电熔莫来石砖的化学成分组成如下：
通过以上数据可以看出，实施例1制得的含锆再烧结电熔莫来石砖的性能最优。