轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵浇注成型工艺

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体而言，涉及一种轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵的浇注成型工艺。

背景技术

目前，适用于1500℃以上温度的高温匣钵均是由电熔莫来石和刚玉制备，例如，中国专利申请CN201810903009.1公开了“一种高温烧制用匣钵“，以氧化铝粉、高岭土粉、粘土粉、白刚玉、石英和莫来石等为原料，经过混合成型后进行高温烧制而成。较市面上预先合成的石英，莫来石，再混合成型的匣钵，生成的成品相更均匀，颜色以及热震稳定性更好，生成的相热膨胀系数小，因而它具有极高的热震稳定性，而且加入了石英，可以提高热震性能，且批量生产时能保持产品的抗裂性、均匀性和质量的稳定性，适于在温差较大环境中。存在的不足是使用寿命短和不稳定的问题，以荧光粉烧结为例，目前寿命在10~30次之间。

发明内容

为进一步提高烧结温度高于1500℃产品烧结用匣钵的寿命，本发明克服上述不足，提供一种重量轻、性价比高和使用寿命长的轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵的浇注成型工艺。主要创新在于采用高纯轻质高强莫来石颗粒取代电熔莫来石，采用尖晶石空心球取代刚玉颗粒，以纯铝酸钙水泥作为结合剂，并采用浇注成型的工艺生产，大幅度降低生产线投资费用，烘干后就可直接使用，可大幅度提高产品使用寿命。

具体是这样实施的：轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵浇注成型工艺，其特征在于，以重量份数计，称取苏州二号泥2-6份，硅微粉4-6份，α-氧化铝粉4-8份，α-氧化铝微粉4-6份，铝酸钙水泥6-10份，电熔莫来石粉11-21份，电熔刚玉粉3-11份，电熔尖晶石空心球0.2-1mm10-20份，电熔尖晶石空心球1-3mm4-6份，轻质莫来石颗粒0-1mm10-20份，轻质莫来石颗粒1-3mm10-20份，三聚磷酸钠0.2-0.3份，放入搅拌机中充分混合，加水12-16份，经充分搅拌后形成有一定流动性粘塑性的浆体，然后将浆体倒入模具内浇注成型，脱模取出制品，将其装入干燥窑中烘干。

所述苏州二号泥的Al

所述硅微粉的SiO

所述α-氧化铝粉的Al

所述α-氧化铝微粉的Al

所述铝酸钙水泥的Al

所述电熔刚玉粉的Al

所述电熔莫来石粉的Al

所述电熔尖晶石空心球采用牌号为晶邦的电熔尖晶石空心球。

所述轻质莫来石颗粒，体积密度≤2g/cm

三聚磷酸钠为分散剂。

轻质莫来石颗粒采用高纯黏土与氧化铝粉引入锯末作为造孔剂，经高温烧结后破碎制备，内含丰富的孔洞，在实际应用中，急冷急热产生的应力，能得到有效释放，产生的微裂纹及宏观裂纹，由于孔洞的存在，可以让其转向而消除裂纹扩展，从而表现出良好的抗热震性能，引入轻质莫来石能有效提高产品的抗热震性能，从而提高产品使用寿命。尖晶石空心球具有比氧化铝空心球更小的膨胀系数，产品熔点在2100℃，同时也具有良好的抗热震性能，其引入能有效提高产品的使用温度，从而为使用温度在1500℃以上的长寿命匣钵生产奠定基础。

本发明采用浇注法成型，通过调节分散剂和水用量，使浆体具有优良的流动性，便于直接倒入预先设计好的模具中，充满模具的空间。为进一步提高产品性能，减少气泡，可将预先调制好的浆体倒入模具内，放在震动台上或用插入式震捣棒或平板式振动器，通过震动，使浆体充满模具内的空间。

将模具中成型好的制品，经静置24小时后，即可自行凝结硬化，强度达到可以脱模搬动时，脱模取出制品，常温下养护5天后将其装入干燥窑中，在70℃～200℃温度，干燥时间为24-48小时，即可获得轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵。

本发明与传统产品相比，具有匣钵重量轻、产品使用寿命长的优点，浇注工艺可大幅度降低生产线投资费用，本发明性价比更高。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中涉及的各原料标准为：

苏州二号泥的Al

硅微粉的SiO

α-氧化铝粉的Al

α-氧化铝微粉的Al

铝酸钙水泥的Al

电熔刚玉粉的Al

电熔莫来石粉的Al

电熔尖晶石空心球采用牌号为晶邦的电熔尖晶石空心球，其性能指标如下：

轻质莫来石颗粒，采用高纯黏土与氧化铝粉引入锯末作为造孔剂，经高温烧结后破碎制备，体积密度≤2g/cm

实施例1，轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵浇注成型工艺，以重量份数计，称取原料苏州二号泥2份，硅微粉6份，α-氧化铝粉4份，α-氧化铝微粉4份，铝酸钙水泥10份，电熔莫来石粉11份，电熔刚玉粉11份，电熔尖晶石空心球0.2-1mm18份，电熔尖晶石空心球1-3mm4份，轻质莫来石颗粒0-1mm10份，轻质莫来石颗粒1-3mm20份，三聚磷酸钠0.3份，放入搅拌机中充分混合，加16份水，经充分搅拌后形成有一定流动性粘塑性的浆体，将浆体倒入模具内，可以放在震动台上或用插入式震捣棒或平板式振动器，通过震动，使浆体充满模具内的空间，将成型好的制品，经静置24小时后，即可自行凝结硬化，强度达到可以脱模搬动时，脱模取出制品，常温下养护5天后将其装入干燥窑中，在90℃温度下干燥时间为36小时，可以获得轻质莫来石-尖晶石空心球质匣钵，性能指标见表1。

实施例2-实施例7参考实施例1，原料配伍及制品性能指标见表1。

表1

实施例8-10,原料配伍同实施例4，烘干温度和制品性能见表2。

表2

由上可见，烘干温度过高，会影响产品使用寿命，较佳的烘干温度为70-90℃。

实施例11-13,原料配伍和实施例4相同,烘干时间和制品性能见表3。

由上可见，烘干时间超过30小时以上基本不影响产品性能。

上述实施例1-13制得的匣钵，使用30次后匣钵的表面状态均无裂纹、无脱落、无破损，从表1至表3中可以看出，使用寿命在40-50次左右，远高于市场上目前高温匣钵10-30次的使用寿命，且匣钵重量轻，浇注工艺可大幅度降低生产线投资费用，本发明工艺性价比更高。