專利名稱：高熱震性莫來石－堇青石耐火組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐火材料，尤其是煉鐵熱風爐陶瓷燃燒器用高熱震性耐火材料。
背景技術：
鋼廠煉鐵熱風爐常年使用溫度在1200-1350℃左右，并且補冷風過程使得爐內溫度變化劇烈，以及需經受高爐煤氣帶入灰塵的化學侵蝕，燃燒氣體強烈沖刷及機械荷載等苛刻條件。要求熱風爐陶瓷燃燒器用耐火材料，除具備通常耐火材料的蠕變小、荷重軟化溫度高、熱容量大特點，尤其要求具備抗熱震穩定性好、強度高。
現有技術選用主晶相為高鋁質堇青石耐火材料，由40-50％wt天然莫來石，10-15％wt堇青石，10-20％wt礬土，10-15％wt粘土組成。此耐火組合物用于煉鐵熱風爐陶瓷燃燒器，主要不足是抗熱震性較低，30次/1100℃水冷，高溫線變化大，體積穩定性差，容易產生收縮開裂，并且制品機械強度相對較低，耐壓強度一般小于30Mpa，因此使用壽命較短，尤其是不能適用于長爐齡要求的大型高爐(例如1800M3及以上)。
此外，也有采用由60-70％天然莫來石，10-20％礬土，10-15％粘土組成，主晶相為高鋁莫來石耐火材料。該耐火組合物，雖然具有較高(60Mpa)的耐壓強度，但抗熱震性能極差，僅15次/1100水冷，因而使用壽命更短。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種既保留堇青石耐火材料優點，又有高的抗熱震性能，及高的強度，使用壽命長的高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物。
本發明目的實現，主要改進是將現有高鋁堇青石耐火材料，采用合成莫來石代替天然莫來石，適當增加堇青石用量，并通過添加硅線石、紅柱石，減少粘土加入量，配以α氧化鋁超微粉，實現本發明目的。具體說，本發明高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，其特征在于基本由30-50％wt合成莫來石，15-25％合成堇青石，10-20％硅線石，5-10％紅柱石，5-10％α氧化鋁超微粉，4-6％粘土組成。
此外為降低成本，本發明耐火組合物可以加入10-15％礬土，以減少莫來石用量。
本發明進一步組成為30-40％合成莫來石，18-22％合成堇青石，15-20％硅線石，5-10％紅柱石，5-10％α氧化鋁超微粉，10-15％礬土，4-6％粘土。
此外，本發明組合物中還可以加入微量(例如1-2％)的硅微粉，也有利促進耐火材料燒結。
本發明耐火組合物中適當減少莫來石用量，并加入一定量高溫穩定性好的硅線石、紅柱石，使組成耐火材料在1300℃之后會產生一定量的體積膨脹，使燒成制品組織結構中產生顯微裂紋。該產生的顯微裂紋，有利于制品在受溫度劇烈變化時產生緩沖作用，從而提高了耐火組合物的熱震穩定性，可以提高抗熱震穩定性約20-30次；采用合成莫來石物料代替天然莫來石，使得耐火組合物中低熔物(例如鉀、鈉)得到降低，也有利于提高制品的抗熱震穩定性，可以提高抗熱震穩定性約10-20次，此外，低熔物減少，還可以提高耐火組合物荷重軟溫度50℃左右；適當增加堇青石用量，也有利于提高抗熱震穩定性，可以提高抗熱震穩定性約20-30次；降低粘土用量，也有利于提高制品抗熱震穩定性，可以提高抗熱震穩定性約10-20次，并且降低粘土用量，還可以提高荷重軟化溫度20-30℃左右；添加α氧化鋁超微粉，因其粒度小、純度高，因而活性高，有利于促進組織晶相合成和燒結，可以彌補因減少粘土所造成難易燒結、需提高燒成溫度的不足，可以降低燒成溫度100-150℃左右；并且還有利于提高耐火組合物的耐壓強度和莫來石晶相；以及克服因粘土減少需提高燒成溫度，會造成過燒，而使堇青石分解，降低抗熱震性能的不足。
本發明高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，其物料粒徑級配及燒成與通常堇青石制品相仿，無特別要求。
本發明高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，由于采用上述組成，不僅保留了原堇青石耐火材料優異性能，而且極大提高了抗熱震性，及常溫耐壓強度，具有優良的綜合性能，用于鋼廠煉鐵熱風爐，經模擬試驗可以達到一代爐齡20-25年的使用壽命，使用壽命大大延長。本發明耐火組合物，特別適用于溫度變化較大，對熱震穩定性要求較高，且對工作氣氛無特別要求場合使用。本發明耐火組合物與高鋁莫來石、高鋁堇青石理化性能比較見表1。
本發明耐火組合物，由于采用合成莫來石，較大降低了鐵含量(小于0.5％)，從而使得燒成耐火制品，色澤呈乳白色(采用天然莫來石，則色澤成棕黃色或米黃色)，與純剛玉制品、純氧化鋁、純電熔莫來石制品色澤相仿，這是本發明耐火組合物與通常采用天然莫來石制品的一個明顯區別；其次，本發明組合物中由于增加了堇青石用量，使得制品中氧化鎂含量較通常高鋁莫來石、高鋁堇青石有增加，大于2.0％，可以達到2.0-3.0％，這是本發明耐火組合物，又一區別特征。此外，因采用硅線石、紅柱石，制品面還能顯現微細小紅點，如若進行酸洗除鐵處理，則可進一步提高制品外觀色澤白凈度，這是本發明耐火組合物的又一鑒別特征。
以下結合幾個具體實施方式
，進一步說明本發明。
具體實施例方式
實施例按實施例配比，稱取相應物料，先將小于180目的細粉進行予混，然后加入顆粒料進行濕混，并伏料8小時左右，放入模具加壓成型，經1380℃×8h高溫燒成，使其充分燒結。
表1本發明與高鋁莫來石、高鋁堇青石理化指標對比表

表2實施例配方及性能表

權利要求
1.高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，其特征在于基本由30-50％wt合成莫來石，15-25％合成堇青石，10-20％硅線石，5-10％紅柱石，5-10％α氧化鋁超微粉，4-6％粘土組成。
2.根據權利要求1所述高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，其特征在于還有10-15％礬土。
3.根據權利要求2所述高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，其特征在于組成為30-40％合成莫來石，18-22％合成堇青石，15-20％硅線石，5-10％紅柱石，5-10％α氧化鋁超微粉，10-15％礬土，4-6％粘土。
4.根據權利要求1、2或3所述高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，其特征在于還加有1-2％硅微粉
5.根據權利要求1、2或3所述高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，其特征在于MgO含量為2.0-3.0％wt。
6.根據權利要求1、2或3所述高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物，其特征在于熱震穩定性≥100次/1200℃水冷。
全文摘要
本發明涉及一種耐火材料，尤其是煉鐵熱風爐陶瓷燃燒器用高熱震性耐火材料，其特征是基本由30－50wt％合成莫來石，15－25wt％合成堇青石，10－20wt％硅線石，5－10wt％紅柱石，5－10wt％α氧化鋁超微粉，4－6wt％粘土組成。不僅保留了原堇青石耐火材料優異性能，而且極大提高了抗熱震性，及常溫耐壓強度，具有優良的綜合性能，用于鋼廠煉鐵熱風爐，經模擬試驗可以達到一代爐齡20－25年的使用壽命。本發明耐火組合物，特別適用于溫度變化較大，對熱震穩定性要求較高，且對工作氣氛無特別要求場合使用。
文檔編號C04B35/66GK1800087SQ20061003779
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月16日 優先權日2006年1月16日
發明者王國洪, 吳躍鋒, 徐玉平, 殷俊峰 申請人:宜興市寶欣耐火材料有限公司