[發(fā)明專利]熔鑄莫來(lái)石磚的生產(chǎn)工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610690946.4
• 申請(qǐng)日: 2016-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107759236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏曉敏;王小東;魏銀興;董運(yùn)昆;楊繼偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州東方安彩耐火材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66;C04B35/185;C04B35/657
• 代理公司: 鄭州豫開(kāi)專利代理事務(wù)所(普通合伙)41131
• 代理人: 朱俊峰,王金

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐火材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及熔鑄莫來(lái)石磚的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

鑄莫來(lái)石磚是以莫來(lái)石為主晶相的硅鋁系耐火制品。由于莫來(lái)石磚的主晶相為莫來(lái)石，因此莫來(lái)石的耐火度在1850℃左右，荷重軟化溫度高，高溫蠕變率低，抗熱震性好，耐酸性腐蝕。用于很多窯爐的上部結(jié)構(gòu)，供料機(jī)的上層結(jié)構(gòu)。

熔鑄莫來(lái)石磚主要由高鋁礬土或工業(yè)氧化鋁、粘土或硅石進(jìn)行配料，在電弧爐內(nèi)熔融，再澆鑄成型及退火制成，其主要礦物成分是莫來(lái)石。莫來(lái)石組成為3Al₂O₃·2SiO₂～2Al₂O₃·SiO₂，熔融溫度約為1827-1890℃間，硬度大。當(dāng)其高溫熔液冷卻析晶時(shí)，會(huì)產(chǎn)生粗大不均勻的結(jié)晶傾向，使熔鑄制品產(chǎn)生裂縫或裂紋。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種充分降低甚至杜絕熔鑄制品產(chǎn)生裂縫或裂紋的熔鑄莫來(lái)石磚的生產(chǎn)工藝。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：熔鑄莫來(lái)石磚的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟，

（1）、選取原料并配料：選用優(yōu)質(zhì)高鋁礬土、優(yōu)質(zhì)鐵礬土、進(jìn)口優(yōu)質(zhì)氧化鋁及粘土為原料；確保原料中的鋁硅系數(shù)，即配料中Al₂O₃和SiO₂質(zhì)量比為2.3-2.9；還原劑加入量視原料中Fe₂0₃含量而定，確保還原lkg的鐵使用0.2-0.25kg的活性炭，即在配料中加入適量木屑；將原料加入到雙螺旋混料機(jī)中攪拌均勻；

（2）、熔融：將攪拌均勻的原料加入全自動(dòng)控制的三相電弧爐，采用低電壓、高電流電力制度，一般電壓為150～190V， 電流強(qiáng)度達(dá)1600～2000A，熔融溫度在1900～2200℃之間；

（3）、澆注：將熔液注入預(yù)設(shè)定形狀和尺寸的模型中，經(jīng)冷卻成為有一定形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)致密、組織均一的鑄件制品，鑄件制品應(yīng)具有精確的尺寸，以便使加工量最小；澆注用模型是以純度較高的石英砂，即型砂SiO₂的含量>98.5%，并加入占總重量5-8％的結(jié)合劑，混合成型后再干燥而成；

（4）、熱處理，分為結(jié)晶和退火兩個(gè)階段；①結(jié)晶：對(duì)于熔鑄莫來(lái)石制品，鑄件制品內(nèi)部的莫來(lái)石結(jié)晶呈纖維狀或細(xì)小晶粒，均勻分布；決定晶粒大小的主要因素是冷卻速度；從Al₂O₃-SiO₂系平衡圖的研究可知，莫來(lái)石為一致熔融化合物，從熔液中直接凝固析晶，并不預(yù)先析出剛玉；但是當(dāng)熔液中含有一定數(shù)量的熔劑時(shí)，熔融物在冷卻時(shí)首先析出剛玉，而莫來(lái)石晶體要在1750～1800℃以下才開(kāi)始穩(wěn)定地析出；應(yīng)保持在熔融物開(kāi)始析晶到1800℃之間的溫度范圍內(nèi)迅速冷卻，而在低于莫來(lái)石開(kāi)始析晶的溫度，給予適當(dāng)?shù)谋貢r(shí)間，充分的緩慢冷卻，以使早期析出的剛玉晶粒有足夠時(shí)間與熔液作用形成莫來(lái)石，從而使制品中的莫來(lái)石有最大的含量；

②退火，即鑄件制品的冷卻；析晶后鑄件制品在冷卻過(guò)程中，由于各部分散熱不均勻，使鑄件制品內(nèi)部存在溫度梯度，產(chǎn)生很大應(yīng)力，會(huì)造成開(kāi)裂或缺棱、缺角的廢品；冷卻速度越大，廢品產(chǎn)生的傾向也越大；因此，鑄件必須緩慢冷卻，自然退火是依靠模型外部的良好隔熱層，采用蛭石作隔熱保溫材料層；冷卻速度由隔熱層的厚度來(lái)調(diào)整；緩冷溫度范圍，主要是在1800～1100℃，緩冷速度一般控制在60～70℃／h。

（5）、對(duì)鑄件制品進(jìn)行機(jī)械加工：由于模型的形狀不夠精確，并且在澆鑄時(shí)上下收縮不一致，會(huì)產(chǎn)生縮孔，以及鑄口及表面皺折，均需進(jìn)行切割加工，才能使用；但由于鑄件硬度很大，加工很困難，通常采用酚醛樹(shù)脂結(jié)合的粗粒金剛石砂輪進(jìn)行切割。

所述步驟（1）中含有的Fe₂0₃、TiO₂、CaO的重量百分比分別限定為：Fe₂0₃<1.5％，TiO₂<3.0％，CaO<1.0％；高鋁礬土和鐵礬土原料在配料前進(jìn)行預(yù)燒，排除結(jié)構(gòu)水，以避免在電弧爐內(nèi)因水蒸汽集中分解排出時(shí)，產(chǎn)生爆鳴并引起噴濺。