专利名称：高热震性莫来石－堇青石耐火组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐火材料，尤其是炼铁热风炉陶瓷燃烧器用高热震性耐火材料。
背景技术：
钢厂炼铁热风炉常年使用温度在1200-1350℃左右，并且补冷风过程使得炉内温度变化剧烈，以及需经受高炉煤气带入灰尘的化学侵蚀，燃烧气体强烈冲刷及机械荷载等苛刻条件。要求热风炉陶瓷燃烧器用耐火材料，除具备通常耐火材料的蠕变小、荷重软化温度高、热容量大特点，尤其要求具备抗热震稳定性好、强度高。
现有技术选用主晶相为高铝质堇青石耐火材料，由40-50％wt天然莫来石，10-15％wt堇青石，10-20％wt矾土，10-15％wt粘土组成。此耐火组合物用于炼铁热风炉陶瓷燃烧器，主要不足是抗热震性较低，30次/1100℃水冷，高温线变化大，体积稳定性差，容易产生收缩开裂，并且制品机械强度相对较低，耐压强度一般小于30Mpa，因此使用寿命较短，尤其是不能适用于长炉龄要求的大型高炉(例如1800M3及以上)。
此外，也有采用由60-70％天然莫来石，10-20％矾土，10-15％粘土组成，主晶相为高铝莫来石耐火材料。该耐火组合物，虽然具有较高(60Mpa)的耐压强度，但抗热震性能极差，仅15次/1100水冷，因而使用寿命更短。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种既保留堇青石耐火材料优点，又有高的抗热震性能，及高的强度，使用寿命长的高热震性莫来石-堇青石耐火组合物。
本发明目的实现，主要改进是将现有高铝堇青石耐火材料，采用合成莫来石代替天然莫来石，适当增加堇青石用量，并通过添加硅线石、红柱石，减少粘土加入量，配以α氧化铝超微粉，实现本发明目的。具体说，本发明高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，其特征在于基本由30-50％wt合成莫来石，15-25％合成堇青石，10-20％硅线石，5-10％红柱石，5-10％α氧化铝超微粉，4-6％粘土组成。
此外为降低成本，本发明耐火组合物可以加入10-15％矾土，以减少莫来石用量。
本发明进一步组成为30-40％合成莫来石，18-22％合成堇青石，15-20％硅线石，5-10％红柱石，5-10％α氧化铝超微粉，10-15％矾土，4-6％粘土。
此外，本发明组合物中还可以加入微量(例如1-2％)的硅微粉，也有利促进耐火材料烧结。
本发明耐火组合物中适当减少莫来石用量，并加入一定量高温稳定性好的硅线石、红柱石，使组成耐火材料在1300℃之后会产生一定量的体积膨胀，使烧成制品组织结构中产生显微裂纹。该产生的显微裂纹，有利于制品在受温度剧烈变化时产生缓冲作用，从而提高了耐火组合物的热震稳定性，可以提高抗热震稳定性约20-30次；采用合成莫来石物料代替天然莫来石，使得耐火组合物中低熔物(例如钾、钠)得到降低，也有利于提高制品的抗热震稳定性，可以提高抗热震稳定性约10-20次，此外，低熔物减少，还可以提高耐火组合物荷重软温度50℃左右；适当增加堇青石用量，也有利于提高抗热震稳定性，可以提高抗热震稳定性约20-30次；降低粘土用量，也有利于提高制品抗热震稳定性，可以提高抗热震稳定性约10-20次，并且降低粘土用量，还可以提高荷重软化温度20-30℃左右；添加α氧化铝超微粉，因其粒度小、纯度高，因而活性高，有利于促进组织晶相合成和烧结，可以弥补因减少粘土所造成难易烧结、需提高烧成温度的不足，可以降低烧成温度100-150℃左右；并且还有利于提高耐火组合物的耐压强度和莫来石晶相；以及克服因粘土减少需提高烧成温度，会造成过烧，而使堇青石分解，降低抗热震性能的不足。
本发明高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，其物料粒径级配及烧成与通常堇青石制品相仿，无特别要求。
本发明高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，由于采用上述组成，不仅保留了原堇青石耐火材料优异性能，而且极大提高了抗热震性，及常温耐压强度，具有优良的综合性能，用于钢厂炼铁热风炉，经模拟试验可以达到一代炉龄20-25年的使用寿命，使用寿命大大延长。本发明耐火组合物，特别适用于温度变化较大，对热震稳定性要求较高，且对工作气氛无特别要求场合使用。本发明耐火组合物与高铝莫来石、高铝堇青石理化性能比较见表1。
本发明耐火组合物，由于采用合成莫来石，较大降低了铁含量(小于0.5％)，从而使得烧成耐火制品，色泽呈乳白色(采用天然莫来石，则色泽成棕黄色或米黄色)，与纯刚玉制品、纯氧化铝、纯电熔莫来石制品色泽相仿，这是本发明耐火组合物与通常采用天然莫来石制品的一个明显区别；其次，本发明组合物中由于增加了堇青石用量，使得制品中氧化镁含量较通常高铝莫来石、高铝堇青石有增加，大于2.0％，可以达到2.0-3.0％，这是本发明耐火组合物，又一区别特征。此外，因采用硅线石、红柱石，制品面还能显现微细小红点，如若进行酸洗除铁处理，则可进一步提高制品外观色泽白净度，这是本发明耐火组合物的又一鉴别特征。
以下结合几个具体实施方式
，进一步说明本发明。
具体实施例方式
实施例按实施例配比，称取相应物料，先将小于180目的细粉进行予混，然后加入颗粒料进行湿混，并伏料8小时左右，放入模具加压成型，经1380℃×8h高温烧成，使其充分烧结。
表1本发明与高铝莫来石、高铝堇青石理化指标对比表
表2实施例配方及性能表
权利要求
1.高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，其特征在于基本由30-50％wt合成莫来石，15-25％合成堇青石，10-20％硅线石，5-10％红柱石，5-10％α氧化铝超微粉，4-6％粘土组成。
2.根据权利要求1所述高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，其特征在于还有10-15％矾土。
3.根据权利要求2所述高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，其特征在于组成为30-40％合成莫来石，18-22％合成堇青石，15-20％硅线石，5-10％红柱石，5-10％α氧化铝超微粉，10-15％矾土，4-6％粘土。
4.根据权利要求1、2或3所述高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，其特征在于还加有1-2％硅微粉
5.根据权利要求1、2或3所述高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，其特征在于MgO含量为2.0-3.0％wt。
6.根据权利要求1、2或3所述高热震性莫来石-堇青石耐火组合物，其特征在于热震稳定性≥100次/1200℃水冷。
全文摘要
本发明涉及一种耐火材料，尤其是炼铁热风炉陶瓷燃烧器用高热震性耐火材料，其特征是基本由30－50wt％合成莫来石，15－25wt％合成堇青石，10－20wt％硅线石，5－10wt％红柱石，5－10wt％α氧化铝超微粉，4－6wt％粘土组成。不仅保留了原堇青石耐火材料优异性能，而且极大提高了抗热震性，及常温耐压强度，具有优良的综合性能，用于钢厂炼铁热风炉，经模拟试验可以达到一代炉龄20－25年的使用寿命。本发明耐火组合物，特别适用于温度变化较大，对热震稳定性要求较高，且对工作气氛无特别要求场合使用。
文档编号C04B35/66GK1800087SQ20061003779
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月16日 优先权日2006年1月16日
发明者王国洪, 吴跃锋, 徐玉平, 殷俊峰 申请人:宜兴市宝欣耐火材料有限公司