锆英石砖制作工艺及抗渣性的提高

 

荣盛耐材生产的锆质砖系列耐火制品是以α-Al2O3、部分稳定二氧化锆和锆刚玉熟料等材料为原料，经过混炼、成型、干燥，在梭式窑内高温烧制而成。该锆质砖制品具有晶体结构致密，体积密度高、容重大，常温及高温下机械强度高，热震稳定性能好，重烧收缩和高温蠕变小，并具有高的化学稳定性及抗碱性介质侵蚀等特性。致密锆英石砖主要应用于钠-钙玻璃窑中层砖、拱脚砖等；含锆砖主要应用于大型玻璃窑熔化池、显像管窑炉、蓄热室隔墙砖以及化工、冶金工业窑炉受溶液侵蚀部位。

玻璃窑用锆英石砖的主要以单一锆英石烧结而制成的，为了改善锆英石砖的性能，还有加入其他成分(如氧化锆、高铝矾土、电熔刚玉或氧化铬等)的特殊锆英石砖。

锆英石原料的性质

锆英石(ZrSiO4)的理论组成为ZrO2 67.2%， SiO2 32.8%。它经常含有0.5%?3.0% HfO， 0%?2% 

TiO2和微量的稀土氧化物，因而带有微量的放射性。

锆英石属正方晶系，比重变动范围很广，为3.9?4.9。硬度为7?8。有完全无色的，亦有淡黄、浅灰、淡黄绿、棕黄和淡红褐色。

锆英石的热导率较低，线膨胀系败较其结晶相比低，锆英石是化学惰性的，难与酸发生作用，一些熔金属也不与其发生作用，而玻璃和炉液在较小程度上与之发生反应，熔融的碱的氟化物，氢氧化物，碳酸盐和亚硫酸盐能将锆英石分解，除此之外，碱和酸的溶液在加热时不与锆英石作用。

锆英石砖的制造工艺

用半干法生产工艺可制造黏土结合锆英石制品。锆英石砂和锆英石细粉中加入2%的可塑黏土，并以电解质来调整泥料的性能。泥料经混炼，并在127MPa的压力下成型(成型水分为4%)。坯体经干燥，并在1400℃下烧成。

制造纯锆英石制品时可将锆英石细粉进行表面活化处理。由锆英石砂称粒度小于0.03mm的锆英石细粉按1:1的比例进行配料，加入水或亚硫酸纸浆废液制备泥料，经混炼、成型(成型水分4.5%)，并在1450℃下烧成。

锆英石质耐火材料的性能及提高锆英石砖抗渣性的方法

锆英石砖的耐火度和荷重软化点均较高，热膨胀率小，受熔渣的化学侵蚀不易溶解。但其抗浸透性（抗浸润性）差，熔渣可通过气孔向砖内部浸透，同时与分解了的锆英石粒子发生反应，形成变质层，使砖组织崩坏。为了提高锆英石砖的使用效果，须降低其熔渣的浸透性，改进方法为：①通过调整颗粒组成和改变成型方法来制取气孔率和透气性低的制品，不过用此方法制成的制品，难免会使其热震稳定性降低；②向砖内加入某些加入物，提高砖与熔渣作用生成物的粘性。

粘土结合锆英石砖，所用粘土的种类和数量在很大程度上影响着砖的性质。加入粘土会使制品的耐火度降低，这是由于Al2O3对锆英石有溶剂作用。在ZrO2- Al2O3- SiO2三元系中，组成为ZrSiO4 15%、Al2O3 15%、SiO2 70%时产生共熔液相，其熔点为1610℃，随着烧成温度升高，粘土结合锆英石砖的显气孔率下降，透气率增高，粗气孔量增多，耐压强度和高温抗折强度提高，制品的耐侵蚀性提高，同时浸透层厚度增大。

当不加结合粘土，改变锆英石细粉量的配料，在1500℃烧成的试验结果表明：随锆英石细粉量增加，透气率降低，细气孔数量增加，制品的耐侵蚀性变好，当锆英石细粉量在60%时其浸透层厚度薄。

由上述分析可知，为了调整制品的耐侵蚀性，降低透气性，改善气孔分布以及制得耐浸透性强的锆英石质制品，在工艺上须考虑采用合适的烧成温度，加入适量的锆英石细粉和使用少量的结合粘土

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