玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐火材料，尤其是涉及一种玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆 砖，本发明还涉及该复合尖晶石锆砖的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国玻璃冶炼工业得到了飞速发展，耐火材料制造及使用水平的提高，为 玻璃熔窑的安全运行提供了可靠保障。迄今为止，以高档碱性耐火材料为玻璃熔窑蓄热室 格子体耐材的配套方式在我国玻璃工业中仍占主导地位。随着玻璃产业的结构调整，一些 工艺落后、污染较大的窑炉逐渐被淘汰，由大型环保的窑炉取而代之。但是许多生产厂家为 追求玻璃产量，提高冶炼效率，会尽力降低原料的粒度，导致进入蓄热室的飞料量增多，同 时由于市场竞争日益加剧，很多生产厂家为降低生产成本，提高经济效益，把燃料由重油、 天然气或煤气改为石油焦粉，石油焦粉燃烧后会产生大量的SOjPV 2O5,此烟气进入玻璃熔 窑蓄热室后，加剧了耐火材料的蚀损速率，导致用于玻璃熔窑蓄热室顶部的MgO含量为 97.5%左右的电熔镁砖、高级镁铬砖和镁锆砖由于侵蚀严重，使用周期大大缩短，使用寿命 由原来的5~7年降低至2~3年。
[0003] 玻璃熔窑蓄热室顶部耐材主要的蚀损机理为:方镁石在碱性条件下再结晶生长， 产生体积效应。同时MgO与S〇2反应生成Mg SO4，从而导致耐材制品的开裂和粉化。耐材内部 的C2S和CaO与V2O 5和SO2接触生成挥发性的钒酸钙和低熔点的CMS(熔点1495°C)和C3MS 2(熔 点1575°C)。蓄热室顶部由于温度高，温度波动频繁及各种飞料对耐火材料的侵蚀严重，因 此蓄热室顶部选用合适的耐火材料就成为决定整体蓄热室使用寿命的关键因素。所以，研 制具有良好抵抗S03、V 2O5、SO2、Na20、K20等侵蚀性能，并具有良好热震稳定性的新型耐材 制品用于玻璃熔窑蓄热室顶部就显得尤为迫切。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种高热震抗侵蚀性的玻璃熔 窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖。
[0005] 为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案： 本发明所述的玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖，是由原料致密刚玉、板状刚 玉、电熔锆莫来石、铬矿、铬绿、电熔氧化锆、P-Al2O3以及辅料结合剂按下述重量份配比制备 而成： 配方:粒度〇. 1~5mm的致密刚玉35~62份，粒度1~5mm的板状刚玉12~18份，粒度卜 4mm电恪错莫来石8~14份，粒度0.1~Imm的络矿5~11份，粒度< 0.045mm的络绿10~13 份，粒度< 0 · 045mm的电熔氧化锆1~4份，粒度< 0 · 045mm的P-Al2O3 2~5份;结合剂用量为 上述原料总重量的5~11%。
[0006] 本发明所用的结合剂为由磷酸二氢铝与柴油按质量比8:2配制的混合溶液。
[0007] 本发明玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖的制造方法为： 第一步，按上述重量份配比称取各原料； 第二步，将所有原料和结合剂一起放入强力混砂机中进行混料； 第三步，将混好的泥料困料48h(可以放置在带薄膜内衬的吨袋内困料）； 第四步，将困料后的泥料在全自动液压机上压制成成型砖坯； 第五步，将成型砖坯送入干燥窑内进行干燥，干燥窑热风温度为90~110°C，干燥时间 不小于60小时； 第六步，将干燥好的砖坯送入高温隧道窑（111米）中，在1600~1650°C温度下烧成，推 车时间为120~150分钟，得到复合尖晶石锆砖成品。
[0008] 所用原料化学成分要求如下：
[0009] 本发明的优点在于制造出的复合尖晶石锆砖可以替代目前应用于玻璃熔窑蓄热 室顶部的Cr2O3含量24%的高级镁铬砖、MgO含量97.5%的电熔镁砖和ZrO 2含量13%的镁锆砖， 使玻璃熔窑蓄热室顶部的使用寿命大大提高（由原来的2~3年提高到5~6年）。本发明的高热 震抗侵蚀性复合尖晶石锆砖以铝铬共熔体、刚玉、莫来石、单斜锆为主晶相，在颗粒中引入 锆莫来石，利用高温下锆莫来石的分解产生孔隙，并在基质部分引入电熔氧化锆，利用氧化 锆在烧成过程中晶型转变产生微裂纹等来提高制品的热震稳定性。同时在基质部分引入β-Al 2O3提高制品抵抗K2CKNa2O等碱性物质侵蚀的性能，对解决玻璃熔窑蓄热室顶部耐火材料 在使用过程中的开裂和蚀损严重有重要意义，很大程度上提高了玻璃熔窑的冶炼效率。
[0010] 同时本发明制造方法简单，采用液压机成型、高温隧道窑烧成，具有生产周期短、 效率高的特点。
[0011] 本发明制造的复合尖晶石锆砖与电熔再结合镁铬砖、电熔镁砖、镁锆砖之间的物 理指标对比（典型值)见下表1。
[0012] 表1
[0013]为验证本发明制造的复合尖晶石锆砖的性能，在玻璃厂取回玻璃熔炼用原料，并 根据石油焦粉燃烧产生大量SO3和V2O5的特点，配制一定量的渣样。将高热震抗侵蚀性复合 尖晶石锆砖和Cr 2O3含量在24%的高级镁铬砖、MgO含量在97.5%的电熔镁砖和ZrO2含量在13% 的高温镁锆砖进行抗渣性对比实验。
[00M]实验采用静态坩埚法，在cD50X50mm的不同材质耐火材料坩埚中放置120克配制 好的渣样，在电炉内1460°CX6h烧结，如此循环6次后，沿坩埚中心剖开坩埚，测量熔渣侵蚀 深度，同时观察各坩埚试样表面的裂纹程度来判断不同材质耐火材料的热震稳定性能优 劣，抗渣实验所用的渣样成分见表2。抗渣实验结果见表3。
[0015]表2抗渣实验所用渣样的化学成分(％)
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[0017] 由表3的实验结果可知，本发明制造的复合尖晶石锆砖抵抗玻璃熔窑飞料侵蚀的 性能和热震稳定性能都好于目前使用的Cr2O 3含量24%的电熔再结合镁铬砖、MgO含量97.5% 的电熔镁砖和ZrO2含量13%的镁锆砖。
【具体实施方式】
[0018] 下面通过具体实施例对本发明做更加详细的说明。
[0019] 实施例1 本发明所述的复合尖晶石锆砖，是由原料致密刚玉、板状刚玉、电熔锆莫来石、铬矿、铬 绿、电熔氧化锆、P-Al2O3以及结合剂（由磷酸二氢铝与柴油按质量比8:2配制的混合溶液)按 下述重量份配比（包括级配)和方法制备而成： 第一步，准确称量粒度0 · 1~5mm的致密刚玉35份，粒度1~5mm的板状刚玉18份，粒度1 ~4mm电熔锆莫来石14份，粒度0.1~Imm的铬矿11份，粒度< 0.045mm的铬绿13份，粒度< 0.045mm的电熔氧化锆4份，粒度< 0.045mm的β-Α12〇3 5份;结合剂用量为上述原料总重量 的5 %; 第二步，将所有原料和结合剂一起放入强力混砂机中进行混料； 第三步，将混好的泥料在带薄膜内衬的吨袋内困料48h; 第四步，将困料后的泥料在全自动液压机上压制成成型砖坯； 第五步，将成型砖坯送入干燥窑内进行干燥，干燥窑热风温度为90~110°C，干燥时间 不小于60小时； 第六步，将干燥好的砖坯送入111米高温隧道窑中，在1600~1650°C温度下烧成，推车 时间为120~150分钟，得到复合尖晶石锆砖成品，成品砖体的检测结果见下表4。
[0020] 实施例2 本发明所述的复合尖晶石锆砖，是由原料致密刚玉、板状刚玉、电熔锆莫来石、铬矿、铬 绿、电熔氧化锆、P-Al2O3以及结合剂（由磷酸二氢铝与柴油按质量比8:2配制的混合溶液)按 下述重量份配比（包括级配)和方法制备而成： 第一步，准确称量粒度0.1~5mm的致密刚玉44份，粒度1~5mm的板状刚玉16份，粒度1 ~4mm电熔锆莫来石12份，粒度0.1~Imm的铬矿9份，粒度< 0.045mm的铬绿12份，粒度< 0.045mm的电熔氧化锆3份，粒度< 0.045mm的β-Α12〇3 4份;结合剂用量为上述原料总重量 的7 %; 第二步至第六步同实施例1;得到的成品砖体的检测结果见下表4。
[0021 ] 实施例3 本发明所述的复合尖晶石锆砖，是由原料致密刚玉、板状刚玉、电熔锆莫来石、铬矿、铬 绿、电熔氧化锆、P-Al2O3以及结合剂（由磷酸二氢铝与柴油按质量比8:2配制的混合溶液)按 下述重量份配比（包括级配)和方法制备而成： 第一步，准确称量粒度0 · 1~5mm的致密刚玉53份，粒度1~5mm的板状刚玉14份，粒度1 ~4mm电熔锆莫来石10份，粒度0.1~Imm的铬矿7份，粒度< 0.045mm的铬绿11份，粒度< 0.045mm的电熔氧化锆2份，粒度< 0.045mm的β-Α12〇3 3份;结合剂用量为上述原料总重量 的9% ; 第二步至第六步同实施例1;得到的成品砖体的检测结果见下表4。
[0022] 实施例4 本发明所述的复合尖晶石锆砖，是由原料致密刚玉、板状刚玉、电熔锆莫来石、铬矿、铬 绿、电熔氧化锆、P-Al2O3以及结合剂（由磷酸二氢铝与柴油按质量比8:2配制的混合溶液)按 下述重量份配比（包括级配)和方法制备而成： 第一步，准确称量粒度0.1~5mm的致密刚玉62份，粒度1~5mm的板状刚玉12份，粒度1 ~4mm电熔锆莫来石8份，粒度0.1~Imm的铬矿5份，粒度< 0.045mm的铬绿10份，粒度< 0.045mm的电熔氧化锆1份，粒度< 0.045mm的β-Α12〇3 2份;结合剂用量为上述原料总重量 的 11%; 第二步至第六步同实施例1;得到的成品砖体的检测结果见下表4。
[0023] 表4实施例1~4制造的成品砖体的检测结果
【主权项】
1. 一种玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖，其特征在于:它是由原料致密刚玉、 板状刚玉、电熔锆莫来石、铬矿、铬绿、电熔氧化锆、β-Α1 2〇3以及辅料结合剂按下述重量份配 比制备而成： 配方:粒度〇. 1~5mm的致密刚玉35~62份，粒度1~5mm的板状刚玉12~18份，粒度1~ 4mm电恪错莫来石8~14份，粒度0.1~1mm的络矿5~11份，粒度< 0.045mm的络绿10~13 份，粒度< 0 · 045mm的电熔氧化锆1~4份，粒度< 0 · 045mm的β-Α12〇3 2~5份;结合剂用量为 上述原料总重量的5~11%。2. 根据权利要求1所述的玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖，其特征在于:所述 结合剂为由磷酸二氢铝与柴油按质量比8:2配制的混合溶液。3. 权利要求1的玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖的制造方法为： 第一步，按上述重量份配比称取各原料； 第二步，将所有原料和结合剂一起放入强力混砂机中进行混料； 第三步，将混好的泥料困料48h; 第四步，将困料后的泥料在液压机上压制成成型砖坯； 第五步，将成型砖坯送入干燥窑内进行干燥，干燥窑热风温度为90~110°C，干燥时间 不小于60小时； 第六步，将干燥好的砖坯送入高温隧道窑中，在1600~1650°C温度下烧成，推车时间为 120~150分钟，得到复合尖晶石错砖成品。
【专利摘要】本发明公开了一种玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖，是由致密刚玉35～62份？，板状刚玉12～18份，电熔锆莫来石8～14份，铬矿5～11份，铬绿10～13份，电熔氧化锆1～4份，β-Al2O3？2～5份及适量结合剂制备而成：将上述原料放入强力混砂机中进行混料并困料48h后，在液压机上压制成砖坯，送入干燥窑内干燥60小时以上，再将其送入高温隧道窑1600～1650℃温度下烧成，推车时间120～150分钟，得到复合尖晶石锆砖成品。本发明制造出的复合尖晶石锆砖替代目前应用于玻璃熔窑蓄热室顶部的其他耐火砖，大大提高了玻璃熔窑的使用寿命。同时本发明制造方法简单，具有生产周期短、效率高的特点。
【IPC分类】C04B35/622, C04B35/66
【公开号】CN105541351
【申请号】CN201510959494
【发明人】董跃, 慕松林, 董梅花, 张方浩
【申请人】郑州汇特耐火材料有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月21日