[發明專利]一種應用于玻璃窯爐蓄熱室的熔鑄成型筒型陶瓷磚及其制備方法

在審

• 申請號: 202011083960.0
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112225543A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 張紅亮;梁新星
• 申請（專利權）人: 鄭州方銘高溫陶瓷新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/109
• 分類號: C04B35/109;C04B35/484;C04B35/106;C04B35/482;C04B35/49
• 代理公司: 鄭州青鳥知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41187
• 代理人: 謝萍

本發明涉及一種應用于玻璃窯爐蓄熱室的熔鑄成型筒型陶瓷磚及其制備方法，本發明通過采用二氧化鋯、三氧化二釔、氧化鋁、氧化鈰和二氧化硅等稀土氧化物，同時熔鑄成型筒型陶瓷磚成型時采用連鑄側澆法工藝，控制熔化溫度在合理的區間等工藝技術，達到熔鑄筒型磚的蓄熱能力增強、壽命長、熱震性良好、抗酸堿侵蝕性能提升、玻璃窯爐蓄熱室能耗降低的綜合性優點。本發明的陶瓷材料與傳統材料相比，使用溫度更高，安全使用溫度1800度以下，與傳統材料相比使用溫度更高，使用壽命更長，使用成本更低，避免傳統材料長期連續式生產時出現的高溫下侵蝕、破裂等問題造成的生產中斷和成本居高問題。

技術領域

本發明涉及玻璃窯爐蓄熱室應用領域，具體涉及一種應用于玻璃窯爐蓄熱室熔鑄成型筒型陶瓷磚及其制備方法。

背景技術

目前玻璃窯爐蓄熱式窯爐是玻璃熔窯的主要供熱換熱方式，目前除電熔窯及直燃窯爐外，玻璃窯爐都是通過蓄熱室將助燃空氣預熱，與燃料進行燃燒。其工作原理是熱煙氣經過蓄熱室時將其內的蓄熱體加熱，當換向后，空氣進入蓄熱室，蓄熱體再將熱量傳遞給空氣，空氣溫度升高，蓄熱體溫度降低，完成換熱過程。在這個過程，蓄熱體不但要承受著溫度變化的熱應力載荷，還要承受著煙氣的化學侵蝕，因此對蓄熱體的材料性能要求很高。除玻璃窯爐外，部分冶金窯爐也是蓄熱式的。

目前玻璃窯爐蓄熱室蓄熱體主要有：條形磚格子體、十字型格子磚、筒型磚。目前玻璃窯爐蓄熱室蓄熱體材質主要有：燒結鎂磚、燒結鎂鉻磚、燒結鎂鋯磚、燒結鉻剛玉磚、燒結剛玉莫來石磚、熔鑄氧化鋁，前四類屬于堿性材料，后四類屬于中性偏酸性材料。

蓄熱室格子體的損毀機理基本上是三個方面的作用：侵蝕介質的物理—化學反應、溫度變化的熱震沖擊和氣氛變化引起的體積效應，這三個方面的作用都來自于熔窯煙氣和其攜帶的配料粉塵。

對于以石油焦為燃料的熔窯來說，石油焦帶來的雜質給耐火材料帶來了嚴重的影響。高溫區V2O5是侵蝕要素，而冷凝區SO3是侵蝕要素。V2O5與鎂磚中的CaO反應生成3CaO·V2O5，一方面使鎂磚中的CaO/SiO2比值發生變化，改變結合相組成；另一方面液態3CaO·V2O5還會侵入磚體內部，促使方鎂石再結晶長大，使磚體龜裂粉化；此外，V2O5在高溫條件下還會起催化作用，使煙氣中的SO2氧化成SO3，與方鎂石反應生成MgSO4，引起磚體膨脹、破裂和剝落。而Na2SO4或SO3的侵蝕作用主要表現在：1. Na2SO4或SO3的蒸汽在1050℃以上主要是與MgO和結合相C2S反應生成MgSO4和CaSO4，產生較大的體積膨脹而使磚體結構破壞；2.當氣態Na2SO4進入磚體的開口氣孔后，隨著蓄熱室內溫度周期性變化，會產生凝固—融化—再分解氣化的循環過程，伴隨著體積效應使格子磚損毀，同時與耐火材料發生反應生成硫酸鹽，從而使磚體結構損毀。

上述侵蝕的結果大大降低了格子體的預期使用壽命，特別是頂層格子體損毀速度，導致堿性格子體的使用壽命降至2～3年，熱修和更換格子體會付出很高的代價。同時，對于目前窯齡已達8～10年的情況下，格子體也成為一個短板，給玻璃制品制造企業造成巨大的成本困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于玻璃窯爐蓄熱室的熔鑄成型筒型陶瓷磚及其制備方法，以便滿足整體高效率生產功能的需要。

本發明的目的是這樣實現的：

一種應用于玻璃窯爐蓄熱室的熔鑄成型筒型陶瓷磚，包括以下組分重量百分比計的原料：三氧化二鋁1%~89.5%、二氧化硅0.5~35%、二氧化鋯5~94.5%、三氧化二釔0.5~5%、氧化鈰0.5~3%和微量組分0.5~2%。

所述微量組分包括氧化鈉、三氧化二鐵和氧化鈦，氧化鈉、三氧化二鐵和氧化鈦重量之和為總重量的0.5~2%。