專利名稱：低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具及其制備方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域, 主要針對匣缽等產(chǎn)品。
技術(shù)背景在日用陶瓷行業(yè)，適用于130(TC以下的匣缽等窯具材料，目前國內(nèi)堇青石輕質(zhì)熟料耐火 材料，其制備工藝是利用結(jié)合劑和熟料加水混合后，經(jīng)過真空練泥、成型，再進行氧化焰燒 成，該材料使用次數(shù)僅60 90次，后期的抗熱震性能急劇下降，窯具開始出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象，導(dǎo) 致陶瓷產(chǎn)品出現(xiàn)落渣缺陷，又泥料制備處理不當(dāng)，極易造成對素?zé)沾僧a(chǎn)品的污染，此兩項 缺陷，直接影響陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)10%以上，而且匣缽強度弱，勢必加大了匣缽制品的壁厚，既 增大原料使用成本，又浪費燒成能源。國外已有莫來石一堇青石窯具報導(dǎo)，其使用次數(shù)只有 60 80次，還不如國內(nèi)窯具產(chǎn)品。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，強度高，抗熱震性能好， 使用壽命長，使用成本低；本發(fā)明同時提供了科學(xué)合理，簡單易行的制備方法。本發(fā)明所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其晶相重量百分組成為堇青石晶相10. 21 58. 29%、莫來石晶相11. 5 40%和液相30 51. 51%。本發(fā)明屬于堇青石、莫來石晶相體系，從MgO^AlA—Si02相圖中尋找到了堇青石和莫來 石晶相最佳結(jié)合點，堇青石晶相相對較多，莫來石晶相適中，顯著地提高了使用次數(shù)，可降 低原料成本，節(jié)約能源，延長使用壽命。其化學(xué)重量百分組成為Si02 40. 3 52%、 A1A 34 48%、 Fe203 0. 29 0.95%、 Ti02 0. 18 1.36%、 CaO 0.25 0. 77%、 MgO 6. 18 13%和KNaO 0. 1 2.01%。其配料重量百分組成為萊蕪粘土5 15%、馬山土9 20%、朔縣粘土20 40%、熟焦寶 石10 35%、坊子粘土10 20%、生焦寶石10 35%和滑石10 30%。其科學(xué)合理、簡單易行的制備方法，包括配料、成型和燒成，其特征在于依次經(jīng)過配料、 濕法球磨細(xì)磨、除鉄過篩，再經(jīng)過濾泥、真空練泥、滾壓成型或放漿注漿成型后，再經(jīng)還原 焰燒成制得。本發(fā)明徹底去掉了顆粒較粗的高鋁熟料，利用日用細(xì)瓷生產(chǎn)工藝制作窯具，有滾壓成型 工藝依次經(jīng)過配料、濕法球磨、除鉄過篩、放槳、濾泥、真空練泥、陳腐后，滾壓成型， 再經(jīng)過修坯、干燥后，經(jīng)高溫還原焰燒成；有注漿成型工藝依次經(jīng)過配料、濕法球磨、除 鉄過篩、放漿后注漿成型，再經(jīng)過修坯、干燥后，經(jīng)還原焰高溫?zé)?。本發(fā)明中，控制配料原料粒徑小于0. 5 mm，其中粒徑小于lOixm的原料占55 78%，有 利于取得堇青石與莫來石的新晶相結(jié)合點，獲得性能良好的匣缽窯具。目前國內(nèi)窯具制備控 制的原料級配為粒徑1 2.5咖的占25%、粒徑0.5 1 mm的占25L粒徑小于0.5mm的占 50%。本發(fā)明可用氧化焰燒成，但性能不如還原焰燒成的好，所以， 一改原有的氧化焰燒成為 還原焰燒成(常規(guī)常識控制)，燒成制度如下入窯——1020 1050°C 氧化焰(游離含氧量4 10%) 1020 1050°C——1200 1220°C 重還原焰(C0含量4 6X 02含量<1%) 1200 1220°C——1330 1335°C弱還原焰(C0含量2 3免) 保溫2 3小時 冷卻。 實踐證明，本發(fā)明匣缽窯具產(chǎn)品具有以下優(yōu)點〈1〉利用日用細(xì)瓷的生產(chǎn)工藝制作，采用還原氣氛一次燒結(jié)，制品已達(dá)到半瓷化或接近瓷 化狀態(tài)，液相含量高，堇青石一莫來石晶相發(fā)育較完全，產(chǎn)品抗熱震性能好，強度大?！?〉由于后期抗熱震性能好，膨脹系數(shù)低，2.7 3.26X10—7°C，在1310 130(TC范圍內(nèi)， 使用次數(shù)達(dá)300次以上，是目前日用陶瓷行業(yè)窯具使用次數(shù)的3 4倍以上，是國外莫來石一 一堇青石窯具的4 5倍以上。〈3〉由于采取了原料細(xì)磨、除鉄過篩、還原焰燒成新工藝，該窯具長期使用不掉匣缽碎屑， 不會造成落渣缺陷；坯料中的機械鐵點絕大多數(shù)已除去，泥料中的FeA已還原為FeO，可徹 底解決因窯具鐵點對陶瓷產(chǎn)品的污染問題，僅此二項缺陷的降低，可提高產(chǎn)品質(zhì)量10%以上。〈4〉由于使用次數(shù)的提高，可使企業(yè)一年內(nèi)不更換匣缽窯具，配合坯料中不添加高鋁熟料， 可降低使用成本30%以上?！?〉由于強度高，可制成薄壁匣缽，厚度可減少1/5 1/4，可增加熱量的傳遞效率，結(jié)合 使用次數(shù)的提高，可節(jié)約能源25%以上?！?〉可完全替代我國長江以北地區(qū)日用陶瓷企業(yè)現(xiàn)有窯具，包括棚板、支架等，效益顯著。本發(fā)明制備方法科學(xué)合理，簡單易行。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。所用原料化學(xué)重量百分組成見表1。 表l、所用原料的化學(xué)重量百分組成表名^\Si02A1203Fe203Ti02CaOMgOK2。Na20燒失馬山土40.5 42.535~370.8 2.00.7 1.60.4 0.60.3 0.517 18.5生焦 寶石45.7 4636 390.5 0.80.4~0.80.05 0,40.05 0.20.05 0.20.05 0.213.5 15.5熟焦 寶石52 5442 45.50.5 0.70.4 0.7滑石58 640.5 2.50.2—0.60.4 1.3026.5 31.55 6.5朔縣 粘土39 4139 411 1.51.1 1.60.2 1.50.05 0.615 17.5坊子 粘土55 5924 261.03 2.01.05 1.30.40 ~1.60.65 0.91.10 2.90.1 0.412 14萊蕪 粘土54 5825 271.7 2.00.8 1.050.7 1.100.7 1.02.50.3 0.S11 13實施例l本發(fā)明所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其配料重量百分組成為萊蕪粘土 6%、馬山土10%、朔縣粘土28%、熟焦寶石21%、坊子粘土10%、生焦寶石13%和滑石12%。 其晶相重量百分組成為堇青石晶相40%、莫來石晶相25%和液相35%。 制備方法依次經(jīng)過配料、濕法球磨細(xì)磨、除鉄過篩，再經(jīng)過濾泥、真空練泥、滾壓成型或放漿注 漿成型后，再經(jīng)還原焰燒成制得。配料原料控制粒徑小于0. 5 mrn，其中粒徑小于10 u m的原料占總原料重量的60%。 燒成制度如下入窯——1040°C 氧化焰 1040°C——1210°C 重還原焰 1210°C——1330°C 弱還原焰 保溫2. 5小時 冷卻 其它借用日用細(xì)瓷的生產(chǎn)控制方法，不再贅述。 實施例2本發(fā)明所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其配料重量百分組成為萊蕪粘土5%、5馬山土 11%、朔縣粘土 22%、熟焦寶石12%、坊子粘土 12%、生焦寶石18%和滑石20%。 其晶相重量百分組成為堇青石晶相42%、莫來石晶相26%和液相32%。制備方法依次經(jīng)過配料、濕法球磨細(xì)磨、除鉄過篩，再經(jīng)過濾泥、真空練泥、滾壓成型或放漿注 漿成型后，再經(jīng)還原焰燒成制得。配料原料控制粒徑小于0. 5 mm,其中粒徑小于10!xm的原料占總原料重量的7(m。 燒成制度如下入窯——1040°C 氧化焰 1040°C——1220°C 重還原焰 1220°C——1335°C 弱還原焰 保溫2小時 冷卻 其它借用日用細(xì)瓷的生產(chǎn)控制方法，不再贅述。 實施例3本發(fā)明所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其配料重量百分組成為萊蕪粘土 8%、 馬山土15%、朔縣粘土20%、熟焦寶石16%、坊子粘土10%、生焦寶石17和滑石14%。 其晶相重量百分組成為堇青石晶相25%、莫來石晶相32%和液相43%。 制備方法依次經(jīng)過配料、濕法球磨細(xì)磨、除鉄過篩，再經(jīng)過濾泥、真空練泥、滾壓成型或放槳注 漿成型后，再經(jīng)還原焰燒成制得。配料原料控制粒徑小于0. 5 mm,其中粒徑小于10 u m的原料占總原料重量的57%。 燒成制度如下入窯——1020°C 氧化焰 1020°C——1200°C 重還原焰 1200°C——1335°C 弱還原焰 保溫3小時 冷卻 其它借用日用細(xì)瓷的生產(chǎn)控制方法，不再贅述。 實施例4本發(fā)明所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其配料重量百分組成為萊蕪粘土12%、 馬山土 16%、朔縣粘土 22%、熟焦寶石18%、坊子粘土 10%、生焦寶石12%和滑石10%。 其晶相重量百分組成為堇青石晶相22%、莫來石晶相28%和液相50%。制備方法依次經(jīng)過配料、濕法球磨細(xì)磨、除鉄過篩，再經(jīng)過濾泥、真空練泥、滾壓成型或放漿注 漿成型后，再經(jīng)還原焰燒成制得。配料原料控制粒徑小于0. 5 mm，其中粒徑小于10 u m的原料占總原料重量的60%。燒成制度如下入窯——1050°C 氧化焰 1050°C——1220°C 重還原焰 1220°C——1335°C 弱還原焰 保溫2小時 冷卻 其它借用日用細(xì)瓷的生產(chǎn)控制方法，不再贅述。 實施例5本發(fā)明所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其化學(xué)重量百分組成為Si02 47%、 A1203 40%、 Fe203 0. 49%、 Ti02 0. 85%、 CaO 0. 65%、 MgO 10. 89%和KNaO 0. 12%。 其晶相重量百分組成為堇青石晶相42%、莫來石晶相23%和液相35%。 制備方法依次經(jīng)過配料、濕法球磨細(xì)磨、除鉄過篩，再經(jīng)過濾泥、真空練泥、滾壓成型或放漿注 漿成型后，再經(jīng)還原焰燒成制得。配料原料控制粒徑小于0. 5 mm，其中粒徑小于10 u m的原料占總原料重量的63%。 燒成制度如下入窯——1030°C 氧化焰 1030°C——1220°C 重還原焰 1220°C——1330°C 弱還原焰 保溫2.5小時 冷卻 其它借用日用細(xì)瓷的生產(chǎn)控制方法，不再贅述。
權(quán)利要求
1. 一種低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其特征在于其晶相重量百分組成為堇青石晶相10.21～58.29％、莫來石晶相11.5～40％和液相30～51.51％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其特征在于其化學(xué)重量百分 組成為Si02 40. 3 52%、 A1203 34 48%、 Fe203 0. 29 0.95%、 Ti02 0.18 1.36%、 Ca0 0.25 0. 77%、 Mg0 6. 18 13X和KNaO 0. 1 2.01%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具，其特征在于其配料重量 百分組成為萊芫粘土5 15%、馬山土9 20%、朔縣粘土20 40%、熟焦寶石10 35%、坊 子粘土 10 20%、生焦寶石10 35%和滑石10 30%。
4、 一種低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具的制備方法，包括配料、成型和燒成，其特征在 于依次經(jīng)過配料、濕法球磨細(xì)磨、除鉄過篩，再經(jīng)過濾泥、真空練泥、滾壓成型或放漿注漿 成型后，再經(jīng)還原焰燒成制得。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具的制備方法，其特征在于配料 原料粒徑小于0. 5 ram，其中粒徑小于10 u m的原料占55 78%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具的制備方法，其特征在于 燒成制度如下入窯——1020 1050°C 氧化焰 1020 1050°C——1200 1220°C 重還原焰 1200 1220°C——1330 1335°C 弱還原焰 保溫2 3小時 冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低成本、節(jié)能、高抗熱震性窯具及其制備方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，主要針對匣缽等產(chǎn)品，其晶相重量百分組成為堇青石晶相10.21～58.29％、莫來石晶相11.5～40％和液相30～51.51％，化學(xué)重量百分組成為SiO₂ 40.3～52％、Al₂O₃ 34～48％、Fe₂O₃0.29～0.95％、TiO₂ 0.18～1.36％、CaO 0.25～0.77％、MgO 6.18～13％和KNaO 0.1～2.01％。依次經(jīng)過配料、濕法球磨細(xì)磨、除鐵過篩，再經(jīng)過濾泥、真空練泥、滾壓成型或放漿注漿成型后，再經(jīng)還原焰燒成制得。產(chǎn)品強度高，抗熱震性能好，使用壽命長，使用成本低；制備方法科學(xué)合理、簡單易行。
文檔編號C04B35/66GK101255062SQ200810015650
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月29日
發(fā)明者田承貴 申請人:山東陶瓷工業(yè)協(xié)會