CN106588057A

CN106588057A - 一种高稳定性电熔azs砖的组分

Info

Publication number: CN106588057A
Application number: CN201611204626.XA
Authority: CN
Inventors: 朱安龙; 李锋权; 王寅; 张生源
Original assignee: LUOYANG DAYANG HIGH PERFORMANCE MATERIALS CO LTD
Current assignee: LUOYANG DAYANG HIGH PERFORMANCE MATERIALS CO LTD
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明属于耐火材料的技术领域，具体涉及一种高稳定性电熔AZS砖的组分。提出的一种高稳定性电熔AZS砖的组分，其特征在于：所述电熔AZS砖组分及其质量百分比为：二氧化锆32%~44%，二氧化硅7%~15%，氧化钠0.7%~1.5%，三氧化二钇0.5%~3%，三氧化二铝40.9%~56.5%。本发明降低了由于玻璃相渗出而造成的玻璃液污染和砖体的侵蚀，从而改善了玻璃质量。

Description

一种高稳定性电熔AZS砖的组分

技术领域

本发明属于耐火材料的技术领域，具体涉及一种高稳定性电熔AZS砖的组分。

背景技术

由于玻璃行业的技术进步，玻璃窑炉的使用寿命不断提高，全氧燃烧技术逐渐完善，使得玻璃窑炉的熔化池和火焰空间温度提高，从而使窑炉耐火材料的使用要求更加严苛，另外生产玻璃产品的高档化也对玻璃缺陷的降低提出了更高的要求。这些情况都促进了窑炉耐火材料各种性能的提高，尤其要求有较好的抗侵蚀性能和对玻璃液较低的污染。

在高温下，玻璃窑炉熔化池长期受玻璃溶液冲刷侵蚀，致使ZrO₂进入玻璃液形成结石；同样玻璃窑炉上部空间的电熔AZS材料受到碱蒸汽和粉尘的侵蚀，电熔AZS砖中的玻璃相与碱成分结合粘度降低，从而流淌到玻璃液中，对玻璃液造成污染。电熔AZS砖长期受到以上侵蚀，Al₂O₃被溶解，砖的内部结构被破坏，ZrO₂随着熔化的玻璃相滴入玻璃液形成结石；所以电熔AZS砖的抗侵蚀性能和对玻璃液的污染与砖体玻璃相的渗出密切相关。

电熔AZS砖中，SiO₂为构成玻璃相的主体，Na₂O影响玻璃相的粘性，Na₂O含量大，玻璃相粘度小，高温容易渗出。所以降低SiO₂和Na₂O的含量可以减少电熔锆刚玉中的玻璃相数量，降低玻璃相质量，从而降低玻璃相渗出。

然而电熔AZS砖的玻璃相降低，会使ZrO₂和Al₂O₃形成的骨架结构中的填充物减少，从而降低电熔AZS砖的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提出一种高稳定性电熔AZS砖的组分，使其具有内部结构致密稳定，抗压强度大，抗侵蚀性强，玻璃相渗出量低的特点，并减少玻璃缺陷，改善玻璃质量。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种高稳定性电熔AZS砖的组分，所述电熔AZS砖组分及其质量百分比为：二氧化锆32%~44%，二氧化硅7%~15%，氧化钠0.7%~1.5%，三氧化二钇0.5%~3%，三氧化二铝40.9%~56.5%。

所述三氧化二钇的含量是二氧化锆含量的1%~3%。

所述三氧化二钇的含量是二氧化锆含量的3%。

本发明提出的一种高稳定性电熔AZS砖的组分中：

二氧化锆，为电熔AZS的主要原料之一，性能稳定。其含量越高，砖的抗玻璃侵蚀性能越强，耐火度越高，其含量越低，砖的抗侵蚀性能越差。

二氧化硅、氧化钠，二氧化硅是形成玻璃相的骨架，氧化钠是助熔剂。二氧化硅、氧化钠含量越少，玻璃相就越少，砖的抗侵蚀性能就越强，对玻璃液污染越少；含量越多，玻璃相越多，熔点降低，抗侵蚀性能变差、体积密度降低，玻璃相渗出越多，易污染玻璃液。

三氧化二铝，三氧化二铝为电熔AZS的主要原料之一，与二氧化硅共同构成电熔AZS的骨架结构。

三氧化二钇，三氧化二钇是稳定剂；向电熔AZS中加入三氧化二钇作为稳定剂，可以提高电熔AZS砖的稳定性；随着Y₂O₃含量的增加，电熔AZS砖的强度迅速增大，在Y₂O₃含量为ZrO₂含量的3%处获得最大强度值，再增加Y₂O₃含量，强度值不再增加，转而逐步减小；ZrO₂中四方相的存在可在一定程度上提高强度，而单斜相的存在会降低材料的强度；如果ZrO₂中不加稳定剂，在1120℃左右将发生四方相与单斜相的可逆相变。添加一定数量的Y₂O₃稳定剂，由于Y³⁺与Zr⁴⁺半径相近，Y³⁺在高温下进入ZrO₂晶格取代Zr⁴⁺，形成置换式固溶体，这将大大降低ZrO₂中t-m相变的温度，使四方相在较低的温度，甚至室温得以保留，这可以提高电熔AZS砖的断裂韧性及抗压强度。

四方相对ZrO₂断裂韧性和抗压强度的提高可以做如下的解释：电熔AZS浇铸后，由于本体与外界的温差，ZrO₂基体产生微裂纹，而在裂纹尖端附近产生张应力，如果ZrO₂中存在较多的四方相，微裂纹表面的一层四方相转变为单斜相，由于相变而产生3%~5%体积膨胀和剪切应变均导致压应力，这不仅抵消了外力所造成的张应力，而且阻止了进一步相变；这样只有施加更大的外力才能使相变继续进行，从而抑制了裂纹继续延伸，这也提高了电熔AZS的断裂韧性和抗压强度。当Y₂O₃含量为ZrO₂的1%时ZrO₂中绝大部分是单斜相，四方相只占很少的一部分；当Y₂O₃含量为ZrO₂的3%时ZrO₂中已产生较多的四方相；当Y₂O₃含量为ZrO₂的8%时ZrO₂的晶相组成同时包括四方相、单斜相、立方相三种，四方相较多，单斜相较少，立方相有一部分；所以，当Y₂O₃含量大于ZrO₂的3%后，四方相减少，生成一部分立方相，抗压强度也有降低。

Y₂O₃含量为3%时ZrO₂的颗粒尺寸最小，并且ZrO₂具有较高的致密度，当Y₂O₃的摩尔分数为3%时，ZrO₂的微观结构出现了一定量的细长晶体，细小的ZrO₂颗粒与块体之间细长晶体起凝固、桥连作用，这使得电熔AZS砖内部结合更为紧密，获得了较高的致密性。

本发明提出的一种高稳定性电熔AZS砖的组分，降低了SiO₂和Na₂O的含量，再向电熔AZS砖中加入Y₂O₃，从而使电熔AZS砖内部结构致密稳定，抗压强度大，抗侵蚀性强，玻璃相渗出量低，降低了由于玻璃相渗出而造成的玻璃液污染和砖体的侵蚀，从而改善了玻璃质量。

具体实施方式

结合实施例对本发明加以说明：

实施例1

一种高稳定性电熔AZS砖的组分，所述电熔AZS砖质量百分比为：二氧化锆32%，二氧化硅10%，氧化钠1%，三氧化二钇0.5%，三氧化二铝56.5%。

该实施例的抗压强度≥360MP，抗侵蚀性≤1.3%，玻璃相渗出量≤0.9%。

实施例2

一种高稳定性电熔AZS砖的组分，所述电熔AZS砖质量百分比为：二氧化锆33%，二氧化硅13%，氧化钠1.3%，三氧化二钇1%，三氧化二铝51.7%。

该实施例的抗压强度≥370MP，抗侵蚀性≤1.2%，玻璃相渗出量≤1%。

实施例3

一种高稳定性电熔AZS砖的组分，所述电熔AZS砖质量百分比为：二氧化锆36%，二氧化硅11%，氧化钠1.1%，三氧化二钇1.8%，三氧化二铝50.1%。

该实施例的抗压强度≥370MP，抗侵蚀性≤1.1%，玻璃相渗出量≤0.9%。

实施例4

一种高稳定性电熔AZS砖的组分，所述电熔AZS砖质量百分比为：二氧化锆40%，二氧化硅9%，氧化钠0.9%，三氧化二钇2%，三氧化二铝48.1%。

该实施例的抗压强度≥380MP，抗侵蚀性≤1%，玻璃相渗出量≤0.8%。

实施例5

一种高稳定性电熔AZS砖的组分，所述电熔AZS砖质量百分比为：二氧化锆44%，二氧化硅11%，氧化钠1.1%，三氧化二钇3%，三氧化二铝40.9%。

该实施例的抗压强度≥380MP，抗侵蚀性≤0.9%，玻璃相渗出量≤0.9%。

以上各实施例所述的抗压强度为常温抗压强度，抗侵蚀性试验条件为普通钠钙硅玻璃1500℃下36小时，玻璃相渗出试验条件为1500℃下4小时。

所述电熔AZS砖的基本生产工艺是按组分配比配料放入三相电弧炉进行高温熔融，浇铸在制作的特定的模具内制成；本发明仅涉及电熔AZS砖的组分组成，不涉及制备工艺，对其不作过多说明。

Claims

1.一种高稳定性电熔AZS砖的组分，其特征在于：所述电熔AZS砖组分及其质量百分比为：二氧化锆32%~44%，二氧化硅7%~15%，氧化钠0.7%~1.5%，三氧化二钇0.5%~3%，三氧化二铝40.9%~56.5%。

2.如权利要求1所述的一种高稳定性电熔AZS砖的组分，其特征在于：所述三氧化二钇的含量是二氧化锆含量的1%~3%。

3.如权利要求1所述的一种高稳定性电熔AZS砖的组分，其特征在于：所述三氧化二钇的含量是二氧化锆含量的3%。