[發明專利]一種低氣孔鎂鋁尖晶石-氧化鋯燒結復合耐火材料及其生產工藝

有效

• 申請號: 201310500474.8
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103601506A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 王杰曾;袁林;劉錫俊;魏瀚;成潔;胡建輝
• 申請（專利權）人: 瑞泰科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種低氣孔鎂鋁尖晶石-氧化鋯燒結復合耐火材料及其生產工藝，涉及一種耐火材料及其生產工藝。

背景技術

鎂鋁尖晶石(MA)是一種熔點高、抗弱堿性至中性物質侵蝕能力強的物質，其的化學組成為Al₂O₃＝71.8％、MgO＝28.2％。如氧化鋁含量過高，將形成富鋁鎂鋁尖晶石(鎂鋁尖晶石-剛玉復相組織)；如氧化鎂含量過高，將形成富鎂鎂鋁尖晶石(鎂鋁尖晶石-方鎂石復相組織)。

在鋼鐵工業，常常使用富鋁鎂鋁尖晶石原料。因為，含鎂鋁尖晶石的耐火材料主要依靠MA吸收渣中FeO_x、CaO以降低渣的侵蝕能力，而富鋁尖晶石具有更強的吸收渣中FeO_x、CaO，形成FeO·Al₂O₃和CaO·6Al₂O₃的能力。試驗表明，在耐火澆注料中添加富鋁鎂鋁尖晶石原料后，該尖晶石吸收渣中Fe₂O₃、CaO能力是化學計量鎂鋁尖晶石的3-5倍。在水泥工業，常常使用富鎂鎂鋁尖晶石原料。由此，我國標準GB/T26564-2011鎂鋁尖晶石規定：燒結鎂鋁尖晶石原料分SMA50、SMA66、SMA76、SMA90幾個牌號，其Al₂O₃含量分別為≥48％、≥64％、≥74％和≥89％，即只生產富鋁鎂鋁尖晶石或者富鎂鎂鋁尖晶石，沒有化學計量的鎂鋁尖晶石。類似，電熔鎂鋁尖晶石(FMA)原料也不同時控制鎂鋁尖晶石Al₂O₃含量的上下限，也就難以保證原料中MA含量。

目前，我國的玻璃窯廣泛采用石油焦為燃料。使用石油焦替代重油后，可以大幅度降低燃料費用，獲得顯著效益。但是，蓄熱室耐火材料的壽命從5-8年縮短到1-3年，又在很大程度上抵消了這一效益。所以，迫切需要開發新一代的玻璃窯蓄熱室用耐火材料。鎂鋁尖晶石是一種用于玻璃窯蓄熱室用的候選材料。但是，在一些情況下使用鎂鋁尖晶石壽命不佳，原因就在于鎂鋁尖晶石材料中鎂鋁尖晶石相的純度。如果石油焦中含有大量的硫，使飛料的(R₂O+CaO)/SO₃摩爾比≤1，剩余的SO₃將侵蝕耐火材料中的方鎂石。如果玻璃池窯中的純堿大量揮發，使飛料的R₂O/SO₃摩爾比≥1，剩余的Na₂O將侵蝕耐火材料中的剛玉相，形成Na₂O·11Al₂O₃，反應伴生的膨脹將使耐火材料更快損壞。所以，關鍵就是要控制鎂鋁尖晶石材料中有害物質的含量，特別是剛玉相的含量。

但是，如果制作高純鎂鋁尖晶石耐火制品，又會出現另外一個問題：即鎂鋁尖晶石的熔點高達2135℃，純鎂鋁尖晶石材料需要在1800℃左右燒結，材料難燒成、易變形，這就很難制得外形規整而內部結構致密的耐火材料。

發明內容

本發明涉及一種低氣孔鎂鋁尖晶石——氧化鋯燒結復合耐火材料及其生產工藝，該材料依靠合成鎂鋁尖晶石作為骨料，以復合鎂鋁尖晶石-氧化鋯作為基質。在基質中，以合成鎂鋁尖晶石作為細粒子，以原位尖晶石-氧化鋯作用超細粒子。制磚料經高效分散劑分散后，再經高壓形成致密磚坯，再經高溫燒結形成致密組織。從而，該耐火材料具有很低的顯氣孔率和良好的耐高溫、抗侵蝕、抗熱震性能，適合作玻璃窯蓄熱室格子體等高耐蝕耐火材料。

本發明提出下述技術措施制造玻璃窯蓄熱室用鎂鋁尖晶石耐火材料：其一，使用成分最近接近化學計量鎂鋁尖晶石的富鎂鎂鋁尖晶石或純鎂鋁尖晶石作原料，以避免帶入最有害的剛玉相，并減少方鎂石相的含量。其二，制磚時加入少量α-Al₂O₃和MgO微粉，使之燒成中和耐火材料基質中剩余MgO反應，形成原位鎂鋁尖晶石，以提高致密堆積程度，增強燒結并進一步降低方鎂石的含量；其三，制磚時加入少量氧化鋯微粉，以降低燒結溫度，提高抗侵蝕性和熱震穩定性；最后，使用高效減水劑，以有效分散微粉，形成更加致密的結構。

根據上述發明思路，提出下述具體實現措施：

材料的重量百分比配比：