一种高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 高温高速气流、粉尘和固体物料对耐火材料的冲刷和磨损是造成某些工业窑炉内 衬损坏的重要因素.例如，高炉上部和风口，水泥窑窑口、下料口，以及循环流化床锅炉 旋风分离器、炉膛密相区等部位的材料由于承受长时间的高温冲刷，损毁十分严重。上述 磨损属于气流喷砂型磨损，含砂气流的运动规律一般遵守流体力学规律，其作用机理是粒 子撞击靶面时，首先出现能量交换，并伴生材料流出。材料的组织结构是影响耐火制品 耐磨性的本质因素.一般来说，原料的硬度越大，骨料与基质的结合强度越高，耐磨性越 好.由于耐火材料是非均质体，基质部位是材料的薄弱环节，而冲蚀磨损也是从基质部位 开始的，因此基质与颗粒的结合强度对材料的耐磨性影响更大。
[0003] 锆刚玉砖是用纯净的氧化铝粉与含氧化锆65%、二氧化硅34%左右的锆英砂在电 熔炉内熔化后注入模型内冷却而形成的的白色固体，其岩相结构由刚玉与锆斜石的共析体 和玻璃相组成，从相学上讲是刚玉相和锆斜石相的共析体，玻璃相充填于它们的结晶之间。 熔铸锆刚玉砖用于马蹄焰窑的小炉侧壁、小炉碹、小炉坡道、蓄热室墙体和无碱玻璃纤维池 窑的烟道等部位。上述部位在使用过程中存在交替换火，要求砖具有良好的抗热冲击性能， 能够承受住瞬间大量高速冷空气的冲击；同时经受住碱蒸汽、SOjP硼酸钠等侵蚀。该砖结 构致密，显气孔率低至2%，因而抗腐蚀性能差，无法承受小炉交替换火过程中的热冲击；砖 抗碱或硼酸钠蒸汽性能差，用在马蹄焰窑的小炉等部位效果差，存在使用寿命短的缺陷。
[0004] 本发明旨在提供一种高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖及其制备方法。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术中的锆刚玉砖寿命较短，高温耐磨性不够理想的缺点，提供 一种新型的高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖及其制备方法。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 一种高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖的生产方法： 1、 原料制备： A颗粒：粒度为5~8mm的熔铸锆刚玉颗粒； B颗粒：粒度为2~3mm的熔铸锆刚玉颗粒； C颗粒：粒度为2~3mm的氧化络颗粒； D颗粒：粒度为1~2mm的白刚玉细粉； E颗粒：粒度为0. 05~0. 08mm的氧化铬细粉； F颗粒：粒度为1~2mm的红柱石粉； 2、 配料砖体成型 按重量份数计，将52份~58份颗粒A、12份~15份颗粒B、10份颗粒C、12份~18份 颗粒D、9份颗粒E、5份颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入5份~8份的结合剂，所述结 合剂为磷酸二氢铝，进行混辗，混辗时间为30min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压 力机内成型，制成体积密度为3. 5g/cm3的湿还； 3、干燥及烧成 将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于12Pa，保证气体通入量，使 氮气窑保持在微正压；经2000°C高温烧20min，然后1500°C保温2-3小时，最后1200°C保温 28-30小时烧成即可获得，得到高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖。
[0007] 红柱石（Andalusite)是一种铝硅酸盐矿物，它是制造火花塞里的耐火材料和瓷器 的原料。红柱石有一个变种叫空晶石。在空晶石的剖面会呈现出黑色的十字结构。这种十 字结构是红柱石在形成时接收了一些碳和粘土所致。这种空晶石常被制成人们佩带的小饰 物。红柱石一般呈柱状晶体，它的断面差不多是四方形。红柱石的晶体聚在一起成放射状 或粒状。对于成放射状的红柱石，人们常称作"菊花石"，意为它们像菊花的花瓣开放一样。 红柱石为粉红色、红色、红褐色、灰白色及浅绿色，具有玻璃光泽。有些质量好且透明的红柱 石晶体还被当作宝石。
[0008] 材料的组织结构是影响耐火制品耐磨性的本质因素.一般来说，原料的硬度越 大，骨料与基质的结合强度越高，耐磨性越好.由于耐火材料是非均质体，基质部位是材 料的薄弱环节，而冲蚀磨损也是从基质部位开始的，因此基质与颗粒的结合强度对材料的 耐磨性影响更大。
[0009] 本发明人惊奇地发现，在特定的原料比例以及生产工艺下，可以制备得到特殊组 织结构的耐火锆刚玉砖，其高温耐磨性能非常好，使用寿命大大延长。
[0010] 本发明的有益之处在于： (1)本发明的高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖制备过程简单，易于工业化生产。
[0011] (2)本发明制备得到的高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖具有令人惊讶的高温耐磨性 能。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1: 高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖的生产方法： 1、 原料制备： A颗粒：粒度为5~8mm的熔铸锆刚玉颗粒； B颗粒：粒度为2~3mm的熔铸锆刚玉颗粒； C颗粒：粒度为2~3mm的氧化络颗粒； D颗粒：粒度为1~2mm的白刚玉细粉； E颗粒：粒度为0. 05~0. 08mm的氧化铬细粉； F颗粒：粒度为1~2mm的红柱石粉； 2、 配料砖体成型 按重量份数计，将52份颗粒A、15份颗粒B、10份颗粒C、12份颗粒D、9份颗粒E、5份 颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入8份的结合剂，所述结合剂为磷酸二氢铝，进行混辗， 混辗时间为30min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度为 3. 5g/cm3的湿还； 3、干燥及烧成 将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于12Pa，保证气体通入量，使 氮气窑保持在微正压；经2000°C高温烧20min，然后1500°C保温2小时，最后1200°C保温30 小时烧成即可获得，得到高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖。
[0013] 实施例2: 高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖的生产方法： 1、 原料制备： A颗粒：粒度为5~8mm的熔铸锆刚玉颗粒； B颗粒：粒度为2~3mm的熔铸锆刚玉颗粒； C颗粒：粒度为2~3mm的氧化络颗粒； D颗粒：粒度为1~2mm的白刚玉细粉； E颗粒：粒度为0. 05~0. 08mm的氧化铬细粉； F颗粒：粒度为1~2mm的红柱石粉； 2、 配料砖体成型 按重量份数计，将58份颗粒A、12份颗粒B、10份颗粒C、18份颗粒D、9份颗粒E、5份 颗粒F混合配料，放入混辗机中，加入5份的结合剂，所述结合剂为磷酸二氢铝，进行混辗， 混辗时间为30min，将混辗的物料置于压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度为 3. 5g/cm3的湿还； 3、干燥及烧成 将干燥后的坯体放置在氮气窑中，使烧成气氛的氧分压位于12Pa，保证气体通入量，使 氮气窑保持在微正压；经2000°C高温烧20min，然后1500°C保温3小时，最后1200°C保温28 小时烧成即可获得，得到高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖。
[0014] 实施例3: 高温耐磨性强的耐火锆刚玉砖的生产方法： 1、 原料制备： A颗粒：粒度为5~8mm的熔铸锆刚玉颗粒； B颗粒：粒度为2~3mm的熔铸锆刚玉颗粒； C颗粒：粒度为2~3mm的氧化络颗粒； D颗粒：粒度为1~2mm的白刚玉细粉； E颗粒：粒度为0. 05~0. 08mm的