专利名称：一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法
技术领域：
本发明涉及锆英石耐火材料领域，具体涉及一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法。
背景技术：
液晶玻璃基板是生产电视、电脑、手机等家电面板的材料，溢流下拉法是最先进的生产玻璃基板工艺，一直受国外少数厂家垄断这门技术。目前国内已经开始打破这种局面了，其中液晶玻璃成型模具-大型致密锆英石溢流砖是这种生产线的关键部件之一。随着液晶玻璃生产技术的不断发展，促使液晶玻璃的尺寸越做越大。而溢流砖的大小直接决定液晶玻璃的大小。由此对成型元件(溢流砖)在尺寸上提出了更高的要求。 但是大型的溢流砖在生坯成型，烧成的过程中极易产生裂纹，给成功的生产带来很大的困难。液晶玻璃的生产对溢流砖的质量提出了更高的要求，要求具有低铁，低碱含量，因为!^e2O3的含量超高时，会促使玻璃基板在成型时产生气泡，Na2CHK2O, CaO+MgO的含量超高时，会引起液晶玻璃面板出现短路现象；同时还要求无可见气孔、熔洞，否则这些内在的缺陷都将直接影响液晶玻璃的质量和溢流砖的使用寿命，甚至无法成功生产出一块合格的液晶玻璃基板。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种可成功生产出无可见气孔、无熔洞、低铁、低碱、高抗折、重烧体积膨胀率低的溢流砖。为了达到上述目的，本发明提供一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，其包括如下步骤(1)选用^SiO4 ^98.5%的锆英砂为起始原料；(2)酸洗上述锆英砂以盐酸溶液浸泡，再进行水洗，晾干；(3)煅烧酸洗后的锆英砂，优选在1400°C煅烧；(4)将煅烧合格的锆英砂按下列重量配方比例在搅拌磨中研磨锆英砂(ZrSiO4^ 99. 7 % )99.0 % -99. 4 %, TiO2 0. 4 % -0.8 %,磷酸 0. 1% -0. 2% ；优选研磨的细度要求为0.1 6μπι彡95% ；(5)泥浆烘干用螺旋烘干机烘干。优选，烘干温度200 250°C，烘干后原料的水分彡0. 2% ；(6)粉体粉碎，并过30目振动筛；(7)等静压成型；优选地，升压、卸压要求为升压常压？ 200MPa*10 分钟 250MPa*10 分钟
2MPa/min 3QQMPa*10 分钟；卸压
3OOMPa 2MPa/min _ 250MPa*10 分钟 2MPa/niin > 2QQMPa*10 分钟
4MPa/min ^ 常压·(8)烧成；烧成制度为升温过程室温一200°C彡 5°C/h200°C保温5小时200 — 800"C ^ 5°C /h800°C保温5小时800 — 1585"C ^ 5°C /h1585 °C保温 12 小时降温过程1585 — 400"C ^ 5°C /h400°C —常温彡 3°C/h。优选地，所述的大型致密锆英石溢流砖长度为3150 6000mm、宽度为1020 1600mm、厚度为洸0 1000mm。本发明的有益效果为本发明通过酸洗，煅烧除杂，加入一种有益的添加剂，成功的生产出无可见气孔、无熔洞、低铁、低碱的溢流砖，同时也提高了溢流砖的高温(1200°C ) 抗折强度，降低了 1700°C XMh的重烧体积膨胀率，增强了砖的抗玻璃侵蚀性能，进而提高了溢流砖的使用寿命，为社会创造更大的价值；本发明通过制定特殊的成型制度和烧成制度，提高了产品的抗热震性能，并可成功生产出更大尺寸的溢流砖(长3150 6000mm、宽 1020 1600mm、厚 260 1000mm)。
具体实施例方式实施例1 本发明制备的溢流砖属于一种大而异形的产品，且在物化性能指标上要求十分严格，本发明采用的是全熟料制作，及特定的成型制度与烧成制度，以至确保产品质量。制备长度为3150 6000mm、宽度为1020 1600mm、厚度为260 IOOOmm的高抗
折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的步骤为(1)用^SiO4 ^ 98. 5%的锆英砂为起始原料，检测其化学成分及重量含量百分比为ZrSiO4 98. 62-98. 73 % ；TiO2 0. 15-0. 21 % ；Fe2O3 0. 18-0. 23 % ；R2O (Na20+K20) 0. 17-0. 25% ；R0(Ca0+Mg0) :0. 15-0. 25% ；易挥发性的物质和有机物的含量0. 5-0. 8%0(2)酸洗上述锆英砂将锆英砂加入到浓度为10-15% (质量比)的盐酸溶液中进行酸洗，浸泡1小时左右，再进行水洗，直至PH = 6-7时即可晾干；酸洗可将锆英砂里带有的氧化铁，碱金属氧化物与盐酸反应生成可溶于水的盐类而除去，从而提高锆英砂的纯度。反应原理为
Fe203+6HC1 = 2FeCl3+3H20R20+HC1 = RC1+H20R0+2HC1 = RC12+H20(3)酸洗后的锆英砂在1400°C煅烧，酸洗煅烧后纯度要求ZrSiO4 ^ 99. 7% TiO2 ^ 0. 1% Fe2O3 ^ 0. 07% Na20+K20 ^ 0. 05%CaO+MgO ^ 0. 03%煅烧的作用是排除原料中的物理水，化学结合水和有机物及易挥发的氯化物或其它盐类，稳定原料晶形，促进晶体长大，从而减少生产产品时的收缩。(4)将煅烧合格的锆英砂按下列重量配方比例在搅拌磨中研磨。锆英砂99. 4% ；TiO2 0. 4% ；磷酸 0.2%。研磨的细度要求为0.1 6μπι彡9 5% ；磷酸浓度为70% (重量比)，加入微量的磷酸主要是在烧成时提高晶体晶格缺陷浓度，促进烧结，稳定晶体晶形，使晶体的大小均勻，从而提高产品的物理性能，如气孔率，体密，高温抗折强度，所以磷酸称为有益杂质。( 泥浆烘干。本发明用螺旋烘干机烘干，现有技术一般采用烘干箱或喷雾干燥的方法，但这两种方法都会造成泥浆颗粒的偏析，而螺旋烘干机则不会偏析、烘干温度200 250°C，烘干后原料的水分< 0. 2%。(6)粉体粉碎。因为泥浆经过烘干后会有大小不均的粉体假颗粒，经过风尘磨粉碎后假颗粒大小相对均勻，利于超大规格的生坯成型，振动筛过30目。(7)等静压成型。因为是超大规格，所以本发明的升压、卸压过程都要有特定工艺要求升压
权利要求
1.一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)选用^SiO4彡98.5%的锆英砂为起始原料；(2)酸洗上述锆英砂以盐酸溶液浸泡，再进行水洗，晾干；(3)煅烧酸洗后的锆英砂；(4)将煅烧合格的锆英砂按下列重量配方比例在搅拌磨中研磨 锆英砂 99. 0% -99. 4%, TiO2O. 4% -0. 8%，磷酸 0. 1% -0. 2% ；(5)泥浆烘干，用螺旋烘干机烘干；(6)粉体粉碎，并过30目振动筛；(7)等静压成型；(8)烧成；烧成制度为 升温过程室温一2000C ^ 5°C /h 200 °C保温5小时200 — 8000C ^ 5°C /h 800 °C保温5小时800 — 1585 0C 彡 5 0C /h 1585 0C保温12小时降温过程1585 — 400 0C 彡 5 0C /h 400°C —常温彡 3°C/h。
2.根据权利要求1所述的一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)为在1400°C煅烧。
3.根据权利要求1所述的一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)研磨的细度要求为0. 1 6μπι彡95%。
4.根据权利要求1所述的一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)烘干温度200 250°C，烘干后原料的水分彡0. 2%。
5.根据权利要求1所述的一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)等静压成型的升压、卸压要求为升压常压 2MPa/min ^ 200MPa*10 分钟鸾― 250MPa*10 分钟2MPa/min 3QQMPa*10 分钟。卸压3OOMPa 2MPa/min 250MPa*10 分钟 2MPa/niin 2QQMPa*10 分钟4MPa/min 一常压
6.根据权利要求1所述的一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，其特征在于，所述的大型致密锆英石溢流砖长度为3150 6000mm、宽度为1020 1600mm、厚度为 260 1000mm。
7.根据权利要求6所述的一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，其特征在于，所述的大型致密锆英石溢流砖的1200°C高温抗折强度> 60Mpa, 1700°C X24h的重烧体积膨胀率< 10%。
全文摘要
本发明提供了一种高抗折、低膨胀的致密锆英石溢流砖的制备方法，包括以下步骤(1)选用ZrSiO4≥98.5％的锆英砂为起始原料；(2)酸洗上述锆英砂以盐酸溶液浸泡，再进行水洗，晾干；(3)煅烧酸洗后的锆英砂；(4)将煅烧合格的锆英砂按下列重量配方比例在搅拌磨中研磨锆英砂(ZrSiO4≥99.7％)99.0％-99.4％，TiO2 0.4％-0.8％，磷酸0.1％-0.2％；(5)泥浆烘干用螺旋烘干机烘干；(6)粉体粉碎，并过30目振动筛；(7)等静压成型；(8)烧成。本发明通过制定特殊的成型制度和烧成制度，提高了产品的抗热震性能，成功生产了更大尺寸的无可见气孔、熔洞、渣蚀的溢流砖，同时也提高了溢流砖的高温抗折强度，降低了重烧体积膨胀率，增强了砖的抗玻璃侵蚀性能，进而提高了溢流砖的使用寿命。
文档编号C04B35/622GK102229500SQ20101023753
公开日2011年11月2日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者刘华利, 张国高, 肖子良 申请人:广州市石基耐火材料厂