烧结高锆砖及其制备方法

技术领域

本发明属于高温无机新材料领域，尤其涉及玻璃熔化池液面线位置烧结高锆砖及其制备方法。

背景技术

目前国内玻璃窑炉熔化池池壁采用电熔锆刚玉砖(简称电熔AZS)，按电熔锆刚玉砖所含的二氧化锆含量，有AZS33#、AZS36#、AZS41#，分别代表ZrO2含量为33％、36％、41％。

电熔锆刚玉池壁砖是用工业氧化铝和锆英砂(含ZrO

目前，根据国内玻璃窑炉熔化池液面线的常规设计，其液面线位置均设置在距池壁砖顶端向下50mm的位置,见附图2。通过观察电熔AZS池壁砖侵蚀状况，池壁砖冲刷侵蚀最严重的部位均在玻璃熔池液面线位置，同一块AZS池壁砖液面线位置的侵蚀深度是其它部位的3-5倍，究其原因：玻璃熔化池液面线位置属固、液、气三相汇集交界处，加之玻璃料液温度高、流速快，进而导致电熔AZS砖在液面线位置侵蚀速率远超过电熔AZS砖的其它部位。因此，如何优化、提升玻璃熔化池液面线位置池壁砖的抗侵蚀性能，提高窑炉寿命，降低窑炉维修成本，具有非常重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术思路如下：从以下几个方面入手提高玻璃窑炉熔化池池壁砖液面线位置的抗侵蚀性能：一是确保ZrO

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖包括以下重量百分比的原料制成，ZrO

进一步地，所述ZrO

进一步地，所述ZA共晶体中ZrO

进一步地，所述Y

进一步地，所述MgO纯度不低于99％，粒度为2um-10um。

进一步地，所述CaO纯度不低于99％，粒度为2um-10um。

进一步地，所述CeO

进一步地，所述SrO纯度不低于99％，粒度为0.2um-8um。

一种用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖其制备方法包括以下步骤：

步骤一，物料混合、造粒，按照上述原料种类和配比，将所述原料投入三维混料机中混合24小时；混合后的原料再投入造粒机中进行造粒、筛分，造粒粒度控制20-180目，得到坯料。

步骤二，成型制坯，将造粒后的原料投入到高吨位抽真空压力机模腔内进行加压成型，真空度绝对值不低于0.09MPa，成型压力不低于800MPa,得到致密型半成品坯体。

步骤三，烧成，升温至1700-1750℃，恒温烧结25-36小时，冷却后得到用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖。

本发明的有益效果：用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖，抗玻璃侵蚀、使用寿命长，其主要机理在于：

1、本申请的烧结高锆砖由于引入抗玻璃侵蚀的主组分二氧化锆76-88wt％，由于制品长时间高温烧结，使得晶体发育良好。若ZrO

2、本申请的烧结高锆砖由于体系配料中引入了刚玉斜锆石板状共晶体，这种共晶体属于板状结构，具有缓冲热应力的性能，使得制品具有优良的抗热震性能。

3、本申请的烧结高锆砖由于体系配料中引入高熔点、抗侵蚀的组分—稀土氧化物氧化铈CeO

4、本申请的烧结高锆砖引入的Y

5、本申请的烧结高锆砖由于体系配料中不含二氧化硅和氧化钠，使得制品中有害玻璃相几乎为零。

6、本申请的烧结高锆砖由于成型工艺采用高吨位抽真空压力机加压，烧结工艺采用长时间高温烧结，使得制品具有高密度、低气孔率、优良结构性能，使得玻璃液很难对制品产生渗透性侵蚀。

因此，本申请的烧结高锆砖具有优良的抗玻璃侵蚀性能和理想的使用寿命，对于玻璃企业提高产品质量、降低成本、提高企业和社会效益具有重要意义。

附图说明

图1一为本申请实施例2所制备的烧结高锆砖及AZS砖33#侵蚀后沿中线切开后的试样对比图。

图2为本申请实施例2所制备的烧结高锆砖及AZS砖33#动态抗侵蚀前后试样对比图。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例中，

ZrO

ZA共晶体中ZrO

Y

MgO纯度不低于99％，粒度为2um-10um。

CaO纯度不低于99％，粒度为2um-10um。

CeO

SrO纯度不低于99％，粒度为0.2um-8um。

所述用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖其制备方法包括以下步骤：

步骤一，物料混合、造粒，依照所述原料配比，将相关原料投入三维混料机中混合24小时；混合后的原料再投入造粒机中进行造粒、筛分，造粒粒度控制20-180目，得到坯料。

步骤二，成型制坯，将造粒后的原料投入到高吨位抽真空压力机模腔内进行加压成型，真空度绝对值不低于0.09MPa，成型压力不低于800MPa,得到半成品坯体。

步骤三，烧成，升温至1680-1750℃，高温状态恒温烧结20-26h，冷却得到用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖

实施例1

一种用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖，按质量百分比，包括以下原料

二氧化锆材料：88％；

ZA共晶体材料：6％

氧化钇材料：2％；

氧化镁材料：2％；

氧化钙材料：1％；

氧化铈材料：0.6％；

氧化锶材料：0.4％

实施例2

一种用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖，按质量百分比，包括以下原料

二氧化锆材料：83％；

ZA共晶体材料：7％

氧化钇材料：5％；

氧化镁材料：2％；

氧化钙材料：2％；

氧化铈材料：0.7％；

氧化锶材料：0.3％

实施例3

一种用于玻璃熔化池液面线位置的烧结高锆砖，按质量百分比，包括以下原料

二氧化锆材料：76％；

ZA共晶体材料：10％

氧化钇材料：4％；

氧化镁材料：4.5％；

氧化钙材料：4％；

氧化铈材料：0.8％；

氧化锶材料：0.7％

性能参数表征：

1、对上述实施例1-3及对比例AZS33#砖的相关性能进行检测，其中所涉及的检测标准如下：

荷重软化温度检测执行标准为GB/T5989-1998；

显气孔率检测执行标准为GB/T2997-2000；

体积密度检测执行标准为GB/T2997-2000；

抗压强度检测执行标准为GB/T50081-2002；

热震稳定性检测执行标准为YB/T376.1-1995。

相关性能检测结果如下：

由上表可以得到，本申请发明的烧结高锆砖的各项性能指标均优于33#电熔AZS砖。

2、抗玻璃液侵蚀试验

将本申请实施例2制备烧结高锆砖与33#电熔AZS砖进行玻璃液抗侵蚀对比试验，对比试验条件如下：

对比试验结果如下：

由上表所述的抗玻璃液侵蚀试验检测数据及侵蚀后的试样图片可以得到，本申请发明的烧结高锆砖其抗玻璃液侵蚀性能非常优良，在玻璃液面线位置，高锆砖的侵蚀量和侵蚀速率指标只有33#电熔AZS砖的1.7％，对大幅提高玻璃窑炉寿命，降低窑炉维修成本，具有非常重要意义。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。