專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高溫耐磨磚及其熔鑄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐磨磚，具體涉及一種高溫耐磨磚及其熔鑄方法。
背景技術(shù)：
目前，冶金推鋼式加熱爐的滑軌磚或采用出鋼平臺(tái)出鋼的步進(jìn)式加熱爐的出鋼平臺(tái)，既要承受鋼坯加熱時(shí)的高溫，還要承受鋼坯滑動(dòng)時(shí)的磨損，耐火產(chǎn)品的使用條件十分苛亥|J，目前這些部位采用的產(chǎn)品主要有鉻鋼玉磚、莫來(lái)石磚、鋯剛玉磚等，由于鉻鋼玉磚含有鉻元素，極易造成環(huán)境污染，莫來(lái)石磚抗熱震性好但耐磨性差，鋯剛玉磚則是耐磨性好但抗熱震性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是耐火產(chǎn)品的耐磨性和抗熱震性差，一種高溫耐磨磚及其熔鑄方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高溫耐磨磚，它包括以下化學(xué)成分的原料，以基于氧化物的重量份數(shù)表示Al2O3 :70 75 ；SiO2:17 22;Zr02+Hf20 :5 7 ；Na2O :0· 9 1. 2 ；Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :0 5。所述的高溫耐磨磚，優(yōu)選包括以下化學(xué)成分的原料，以基于氧化物的重量份數(shù)表示Al203:72 74;SiO2:18 21;Zr02+Hf20 :5 6 ；Na2O :1· 0 1. 1 ；Fe203+Ti02+Ca0 :0 5。所述Al2O3來(lái)源于鋁礬土熟料、高嶺巖熟料、合成莫來(lái)石料、Al2O3 ^ 99%的工業(yè)氧化鋁粉或Al2O3彡99. 3 %的煅燒剛玉粉中的任意一種，Al2O3原料的顆粒度為1 30mm ；所述 Zr02+Hf20來(lái)源于&02+Hf20彡65. 5%的鋯英砂或&02+Hf20彡98. 5%的脫硅鋯；所述Na2O 來(lái)源于Na2CO3彡99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉；所述CaO來(lái)源于CaO彡55. 5%的方解石。所述Al2O3原料的顆粒度優(yōu)選為1 5mm。所述高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下(1)將原料在混合機(jī)中進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在1800 2500°C的條件下熔化60 150分鐘，形成熔液；
(3)將高溫熔液澆鑄到耐高溫模具中，保溫退火，制成高溫耐磨磚。所述步驟(3)中耐高溫模具為剛玉模具、石墨模具、硅砂模具中的任意一種。所述步驟(3)中保溫退火的速率為10 15°C /小時(shí)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中大量氧化鋁的存在對(duì)于生成剛玉相和與氧化硅反應(yīng)生成莫來(lái)石相都是必需的。二氧化硅的存在既是生成莫來(lái)石相的必要成份，又是形成晶間玻璃相所必需的。所述晶間玻璃相可有效緩解產(chǎn)品在冷卻結(jié)晶過(guò)程中的應(yīng)力釋放，減緩產(chǎn)品產(chǎn)生裂紋。氧化鈉的存在有助于玻璃相的形成，氧化鋯的存在對(duì)于提高使用溫度和增加耐磨性是必需的。摻雜劑的存在既有利于更好地形成晶間玻璃相，又盡可能少的破壞產(chǎn)品的高溫耐磨性能。本發(fā)明產(chǎn)品晶相組成為剛玉38 45 %，莫來(lái)石38 45 %，單斜鋯5 7%，玻璃相為余量。本發(fā)明制備的高溫耐磨磚，耐火度高于1750°C，抗壓強(qiáng)度大于 250Mpa。本發(fā)明的產(chǎn)品結(jié)合了熔鑄莫來(lái)石磚和鋯剛玉磚兩者的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短而成的一種新型產(chǎn)品。所含莫來(lái)石相可有效抵抗溫度變化使產(chǎn)品不發(fā)生炸裂，而剛玉相和單斜鋯相則具有優(yōu)異的抗磨性能，可顯著延長(zhǎng)使用壽命。本發(fā)明可有效取代燒結(jié)產(chǎn)品，本發(fā)明的產(chǎn)品可很好的用于需采用耐磨耐高溫材料的部位，特別的是還可用于制作回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)襯，大大延長(zhǎng)使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種高溫耐磨磚，根據(jù)以下化學(xué)成分計(jì)算出原料的重量，以基于氧化物的重量份數(shù)表示=Al2O3 :70、SiO2 :17、Zr02+Hf20 :5、Na2O 0. 9、Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :2，Al2O3 來(lái)源于鋁礬土熟料，Al2O3原料的顆粒度為30mm ；Zr02+Hf20來(lái)源于&02+Hf20彡65. 5%的鋯英砂； Na2O來(lái)源于Na2CO3 ^ 99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉，CaO來(lái)源于CaO彡55. 5%的方解石，每爐加料500kg，每60分鐘生產(chǎn)一爐。高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下(1)將原料在混合機(jī)中混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在2500°C的條件下熔化60分鐘，形成熔液；(3)將高溫熔液澆鑄到剛玉模具中，保溫退火，退火的速率為10°C /小時(shí)，制成高溫耐磨磚。實(shí)施例2一種高溫耐磨磚，根據(jù)以下化學(xué)成分計(jì)算出原料的重量，以基于氧化物的重量份數(shù)表示=Al2O3 :75、SiO2 :22、Zr02+Hf20 :7、Na2O 1. 2、Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :5，Al2O3 來(lái)源于高嶺巖熟料，Al2O3原料的顆粒度為Imm ；Zr02+Hf20來(lái)源于&02+Hf20彡98. 5%的脫硅鋯； Na2O來(lái)源于Na2CO3彡99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉；CaO來(lái)源于CaO彡55. 5%的方解石，每爐加料1200kg，每130分鐘生產(chǎn)一爐。高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下(1)將原料進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在1800°C的條件下熔化60 150分鐘，形成熔液；(3)將高溫熔液澆鑄到石墨模具中，保溫退火，退火的速率為15°C /小時(shí)，制成高溫耐磨磚。
實(shí)施例3一種高溫耐磨磚，根據(jù)以下化學(xué)成分計(jì)算出原料的重量，以基于氧化物的重量份數(shù)表示=Al2O3 :72、Si02 :18,Zr02+Hf20 6, Na2O 1. 0、Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :3，Al2O3 來(lái)源于合成莫來(lái)石料，Al2O3原料的顆粒度為5mm ；Zr02+Hf20來(lái)源于&02+Hf20彡98. 5%的脫硅鋯， Na2O來(lái)源于Na2CO3彡99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉；所述CaO來(lái)源于CaO彡55. 5%的方解石，每爐加料500kg，每60分鐘生產(chǎn)一爐。高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下(1)將原料進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在2000°C的條件下熔化100分鐘，形成熔液；(3)將高溫熔液澆鑄到硅砂模具中，保溫退火，退火的速率為12°C /小時(shí)，制成高溫耐磨磚。實(shí)施例4一種高溫耐磨磚，根據(jù)以下化學(xué)成分計(jì)算出原料的重量，以基于氧化物的重量份數(shù)表示:A1203 :74、SiO2 :21、Zr02+Hf20 :7、Na2O :1· 1、Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :2，Al2O3 來(lái)源于Al2O3彡99 %的工業(yè)氧化鋁粉，Al2O3原料的顆粒度為10mm，Zr02+Hf20來(lái)源于 Zr02+Hf20彡65. 5%的鋯英砂，Na2O來(lái)源于Na2CO3彡99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉，CaO來(lái)源于 CaO彡55. 5%的方解石，每爐加料 1000kg，每90分鐘生產(chǎn)一爐。高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下(1)將原料進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在2200°C的條件下熔化120分鐘，形成熔液；(3)將高溫熔液澆鑄到剛玉模具、石墨模具、硅砂模具中，保溫退火，退火的速率為 12°C /小時(shí)，制成高溫耐磨磚。實(shí)施例5一種高溫耐磨磚，根據(jù)以下化學(xué)成分計(jì)算出原料的重量，以基于氧化物的重量份數(shù)表示:A1203 :73、SiO2 :18、Zr02+Hf20 :5、Na2O 0. 9、Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :1，Al2O3 來(lái)源于Al2O3 ^ 99. 3 %的煅燒剛玉粉，Al2O3原料的顆粒度為20mm，Zr02+Hf20來(lái)源于 Zr02+Hf20彡65. 5%的鋯英砂，Na2O來(lái)源于Na2CO3彡99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉，CaO來(lái)源于 CaO彡55. 5%的方解石，每爐加料600kg，每60分鐘生產(chǎn)一爐。高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下(1)將原料進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在2400°C的條件下熔化80分鐘，形成熔液；(3)將高溫熔液澆鑄到剛玉模具、石墨模具、硅砂模具中，保溫退火，退火的速率為 10°C /小時(shí)，制成高溫耐磨磚。實(shí)施例6一種高溫耐磨磚，根據(jù)以下化學(xué)成分計(jì)算出原料的重量，以基于氧化物的重量份數(shù)表示:A1203 :75、SiO2 :22、Zr02+Hf20 :7、Na2O 1. 0、Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :3，Al2O3 來(lái)源于Al2O3 ^ 99. 3 %的煅燒剛玉粉，Al2O3原料的顆粒度為5mm ；Zr02+Hf20來(lái)源于 Zr02+Hf20彡98. 5%的脫硅鋯，Na2O來(lái)源于Na2CO3彡99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉，CaO來(lái)源于 CaO彡55. 5%的方解石，每爐加料1200kg，每150分鐘生產(chǎn)一爐。
高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下(1)將原料進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在2000°C的條件下熔化90分鐘，形成熔液；(3)將高溫熔液澆鑄到剛玉模具中，保溫退火，退火的速率為15°C /小時(shí)，制成高溫耐磨磚。實(shí)施例7一種高溫耐磨磚，根據(jù)以下化學(xué)成分計(jì)算出原料的重量，以基于氧化物的重量份數(shù)表示=Al2O3 :74、Si02 :18,Zr02+Hf20 6, Na2O 1. 2、Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :3，Al2O3 來(lái)源于合成莫來(lái)石料，Al2O3原料的顆粒度為8mm，Zr02+Hf20來(lái)源于&02+Hf20彡98. 5%的脫硅鋯， Na2O來(lái)源于Na2CO3 ^ 99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉，CaO來(lái)源于CaO彡55. 5%的方解石，每爐加料800kg，每80分鐘生產(chǎn)一爐。高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下(1)將原料進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在2500°C的條件下熔化120分鐘，形成熔液；(3)將高溫熔液澆鑄到石墨模具中，保溫退火，退火的速率為15°C /小時(shí)，制成高溫耐磨磚。實(shí)施例8一種高溫耐磨磚，根據(jù)以下化學(xué)成分計(jì)算出原料的重量，以基于氧化物的重量份數(shù)表示:A1203 :72、SiO2 :18、Zr02+Hf20 :7、Na2O :1· 1、Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :1，Al2O3 來(lái)源于Al2O3彡99 %的工業(yè)氧化鋁粉，Al2O3原料的顆粒度為15mm，Zr02+Hf20來(lái)源于 Zr02+Hf20彡98. 5%的脫硅鋯，Na2O來(lái)源于Na2CO3彡99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉，CaO來(lái)源于 CaO彡55. 5%的方解石，每爐加料1000kg，每120分鐘生產(chǎn)一爐。高溫耐磨磚的熔鑄方法，它的步驟如下

(1)將原料進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在2500°C的條件下熔化100分鐘，形成熔液；(3) 將高溫熔液澆鑄到硅砂模具中，保溫退火，退火的速率為10 15°C /小時(shí)，制成高溫耐磨磚。
權(quán)利要求
1.一種高溫耐磨磚，其特征在于它包括以下化學(xué)成分的原料，以基于氧化物的重量份數(shù)表示Al2O3 70 75 ； SiO2 :17 22 ； Zr02+Hf20 :5 7 ； Na2O :0· 9 1. 2 ； Fe203+Ti02+Ca0+Mg0 :0 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫耐磨磚，其特征在于它包括以下化學(xué)成分的原料，以基于氧化物的重量份數(shù)表示Al2O3 72 74 ； SiO2 18 21 ； ZrO2+Hf2O :5 6 ； Na2O :1· 0 1. 1 ； Fe203+Ti02+Ca0 :0 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫耐磨磚，其特征在于所述Al2O3來(lái)源于鋁礬土熟料、 高嶺巖熟料、合成莫來(lái)石料、Al2O3彡99%的工業(yè)氧化鋁粉或Al2O3彡99. 3%的煅燒剛玉粉中的任意一種，Al2O3原料的顆粒度為1 30_ ；所述&02+Hf20來(lái)源于&02+Hf20 ^65.5% 的鋯英砂或&02+Hf20彡98. 5%的脫硅鋯；所述Na2O來(lái)源于Na2CO3彡99%的一級(jí)工業(yè)碳酸鈉；所述CaO來(lái)源于CaO彡55. 5%的方解石。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫耐磨磚，其特征在于所述Al2O3原料的顆粒度為1 5mm ο
5.如權(quán)利要求1或2所述的高溫耐磨磚的熔鑄方法，其特征在于它的步驟如下(1)將原料在混合機(jī)中進(jìn)行混合，形成配合料；(2)將配合料加入到電弧爐中，在1800 2500°C的條件下熔化60 150分鐘，形成熔液；(3)將高溫熔液澆鑄到耐高溫模具中，保溫退火，制成高溫耐磨磚。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫耐磨磚的熔鑄方法，其特征在于所述步驟(3)中耐高溫模具為剛玉模具、石墨模具、硅砂模具中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫耐磨磚的熔鑄方法，其特征在于所述步驟(3)中保溫退火的速率為10 15°C /小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種高溫耐磨磚，它包括以下化學(xué)成分的原料，以基于氧化物的重量份數(shù)表示Al2O370～75；SiO217～22；ZrO2+Hf2O5～7；Na2O0.9～1.2；Fe2O3+TiO2+CaO+MgO0～5。本發(fā)明產(chǎn)品晶相組成為剛玉38～45％，莫來(lái)石38～45％，單斜鋯5～7％，玻璃相為余量。本發(fā)明制備的高溫耐磨磚，耐火度高于1750℃，抗壓強(qiáng)度大于250MPa，可很好的用于需采用耐磨耐高溫材料的部位，特別的是還可用于制作回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)襯，大大延長(zhǎng)使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明還公布了該高溫耐磨磚的熔鑄方法。
文檔編號(hào)C04B35/106GK102241521SQ20101017144
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者劉兆興, 徐寶奎, 李起勝, 董建國(guó), 趙建國(guó) 申請(qǐng)人:鄭州振中電熔鋯業(yè)有限公司