[发明专利]零蠕变低铝莫来石砖

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种零蠕变低铝莫来石砖。

背景技术

工业窑炉节能最重要的措施就是采用蓄热式换热技术，这是21世纪节能和 环保最具有发展潜力的技术之一。在高温窑炉中，热损失的很大部分是排烟的 热量损失。当烟气温度为900℃-1300℃时，烟气余热占炉子总能耗的50％-70％。 因此，积极采用先进的烟气余热回收技术，在工业窑炉燃烧系统中安装换热器， 将烟气的余热回收用于预热助燃空气是实现工业节能降耗的有效措施。

最近英国Hot Work Development公司与British Gas研究院合作开发了一 座使用新型镁砖作为蓄热体的结构材料，由于镁砖热膨胀系数小，抗碱性腐蚀 小，耐温高，研制的蓄热体使用寿命长，节能效果显著。同时，由于换向装置 与控制技术的提高大大缩短了换向周期。所以新型的蓄热室具有气体预热温度 高(约为炉温的80％-90％)、排烟温度低(200℃以下)等优点而被广泛应用于高 炉、平炉、大型钢锭加热炉和玻璃窑炉的余热回收中。但是，所研制的镁砖容 重大，所用原料纯净，成本高；还必须在换热器的外部加很厚的保温层，因而 换热器所用材料多，成本高，体积庞大。

申请人2008年研制出节能型蓄热式换热器用轻质镁砖(专利申请公开号为 CN201259318)，通过改变烧结机理，适当提高烧成温度，延长保温时间，方镁 石再结晶提高了制品的各项性能，尤其是提高了荷重软化温度以及抗热震稳定 性。添加锆英石的合成镁锆砂制得镁砖的结合相是高熔点的第二固相M₂S和ZrO₂与CaO的固溶体，能提高制品的荷重软化温度以及抗热震稳定性，该项目技术 指标达到了国际先进水平。

但是轻质镁砖蓄热性虽然热膨胀系数不高，但仍然达到一个中等偏下的数 值，长期使用也存在膨胀开裂损坏的情况，同时由于轻质镁砖热容量较小，用 于蓄热室墙体具有优越性，而用于蓄热格子体其优点并不突出。

发明内容

本发明主要针对普通硅铝材料的耐火材料制品进行进一步研究开发，通过 添加金属硅粉、石英粉等原料，高温下与矾土中氧化铝反应生成莫来石，同时 残余的金属硅在使用过程中也会缓慢氧化，生成二氧化硅，体积增加，恰好抵 消1450℃二次莫来石膨胀，高温蠕变率为0。该产品经行射线衍射分析证明， 产品以莫来石和方石英为主晶相。莫来石晶体成针状交错，提高了制品的强度， 具有低气孔、低铁，零蠕变的蓄热室用1450℃零蠕变低铝莫来石砖。

本发明具体采用了如下技术方案：

一种零蠕变低铝莫来石砖，其特征是，所述零蠕变低铝莫来石砖是在1450℃ 下烧结而成，其显气孔率为12.6％，体积密度2.41g/cm³，常温耐压强度81.6Mpa， 蠕变率为0；Al₂O₃含量46.82％、SiO₂含量48.36％、Fe₂O₃含量1.22％、K₂O含量 0.51％、Na₂O含量0.15％；

其由如下重量百分比的原料制成：

矾土      50～65％

石英      20～30％

金属硅    3～6％

粘土       5～10％

硼酸盐     3～9％。

所述矾土的化学成分是：SiO₂  33.30～33.64％，Al₂O₃  60.8～60.95％，Fe₂O₃1.4～1.9％，MgO  0.1～0.4％，K₂O 0.05～0.15％，Na₂O 0.02％，余量为杂质。

所述石英中SiO₂含量大于94.5％。

所述硼酸盐是硼酸钠、硼酸钾、硼酸铝、硼酸镁、硼酸钙中的一种或者多 种任意混合使用。

所述零蠕变低铝莫来石砖的制法包括如下步骤：

1)原料混合、粉碎、困料；

2)成型：所述成型是压力注浆成型或等静压成型