含锆耐火制品(精)

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含铁高的锆英砂用途

含铁高的锆英砂用途

含铁高的锆英砂用途含铁高的锆英砂是一种广泛应用于不同领域的工业材料。

以下是一些常见的用途:1. 耐火材料:含铁高的锆英砂具有出色的耐高温性能和优异的耐蚀性,在耐火材料制备中起到重要作用。

它通常用于生产耐火砖、耐火浇注料和耐火涂料等产品。

锆英砂的耐火性能使其能够承受高温环境下的化学和物理腐蚀,因此广泛应用于铁炉、玻璃窑等高温工业设备的内衬。

2. 陶瓷制品:含铁高的锆英砂用于制备高品质的陶瓷制品,如陶瓷颗粒过滤介质、陶瓷磨料和陶瓷纤维等。

锆英砂能够提供陶瓷制品所需的硬度、耐磨性和化学稳定性。

3. 磨料和研磨材料:由于其高硬度和坚硬性,含铁高的锆英砂常用作磨料和研磨材料。

在金属加工、玻璃加工和石材加工等行业中,锆英砂可以用于磨削、抛光和切割,以提高加工效率和工件质量。

4. 钢铁冶金:由于其高熔点和低热膨胀系数,含铁高的锆英砂在钢铁冶金过程中有重要应用。

它可用作钢铁冶炼中的炉料和渗透料,以提高冶炼过程的稳定性和效率。

5. 化工催化剂:含铁高的锆英砂还可用作化工催化剂的载体。

通过在锆英砂表面上负载活性金属,如铂、钯等,可以改善化学反应的速度和选择性,从而提高催化剂的效果。

6. 电子材料:由于其良好的绝缘性能和热稳定性,含铁高的锆英砂在电子材料制备中有广泛应用。

它通常用于制备电子陶瓷等产品,如固体电容器、陶瓷阻抗器和电子基板等。

7. 防辐射材料:含铁高的锆英砂在核能领域中被广泛用作防辐射材料。

它可用于制备高效、高密度的辐射屏蔽材料,以保护工作人员和设备免受放射性物质的辐射。

总之,含铁高的锆英砂是一种多功能的工业材料,广泛应用于耐火材料、陶瓷制品、磨料、钢铁冶金、化工催化剂、电子材料和防辐射材料等领域。

由于其出色的性能和广泛的应用前景,其需求在不同行业中不断增长。

近 年来出版的耐火材料书籍汇总

近 年来出版的耐火材料书籍汇总

容为基本素材,来论述耐火材料显微结构的形成与演变的理
论专著。《耐火材料显微结构》共九章,涉及硅砖、高铝
砖、烧结和电熔莫来石、刚玉制品、烧结和熔铸 AZS 制品、
镁铬系制品等诸多品种。
18
本书系统地介绍了以 A12O3-SiO2 二元系统相图为界限,包
括两个端 元组分在内的计有硅质、粘土质、蜡石质、硅线石
滑板组成与显微结构
高振昕 冶金工业 2007
刚玉耐火材料(第 2 版)
徐平坤 冶金工业 2007
耐火材料工艺学(第 2 版)
王维邦 冶金工业 1994
新型耐火材料
侯谨 张 义先 王 诚训
冶金工业
2007
复合不定形耐火材料
王诚训 冶金工业 2005
耐火材料
徐维忠 冶金工业 2008
化学热力学与耐火材料 陈肇友 冶金工业 2005
耐火材料的制备工艺,氧化物特种耐火材料,碳化物特种耐
火材料,含碳特种耐火材料,氮化物耐火材料,氮氧化物耐
火材料,硼化物和硅化物耐火材料,金属陶瓷。通过介绍各
种特种耐火材料的基本原理、制备工艺、性能和应用,给读
者提供特种耐火材料较全面的技术。
176 本书以硅酸盐专业接触的非金属矿物材料为对象,系统地介 绍了各种天然耐火矿物原料、人工合成原料和耐火辅助原料 的基本性质、加工和生产工艺、使用要点、国内外耐火原料 的典型技术和质量标准等.
体。钢包衬里与炉渣和钢水之间的反应、形成新熔渣的行
为,势必影响到滑板机构的使用寿命。所以,研究滑板的侵
蚀作用,亦应联系钢包衬里的侵蚀行为。于是,增补了第 5
章钢包衬砖的侵蚀反应。
书中附图 290 幅,其中有 264 帧显微结构图像,皆是作者自

氧化锆陶瓷概述.

氧化锆陶瓷概述.

氧化锆陶瓷概述摘要:ZrO2 具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质,上个世纪二十年代开始就被用来作为熔化玻璃、冶炼钢铁等的耐火材料。

并且由于TZP 陶瓷具有高韧性、抗弯强度和耐磨性,以及优异的隔热性能,甚至其热膨胀系数接近于金属等优点,因此TZP 陶瓷被广泛应用于结构陶瓷领域。

本文介绍了氧化锆的基本性质、氧化锆超细粉体的制备方法、高性能氧化锆陶瓷材料的成型工艺以及其在各领域的应用情况。

关键词:氧化锆;高性能陶瓷;制备;应用1 引言锆在地壳中的储量超过Cu、Zn、Sn、Ni 等金属的储量,资源丰富。

世界上已探明的锆资源约为1900 万吨(以金属锆计),矿石品种约有20 种,主要含有如下几种化合物:(1)二氧化锆(单斜锆及其各种变体);(2)正硅酸锆(锆英石及其各种变体);(3)锆硅酸钠、钙、铁等化合物(异性石、负异性石、锆钻石)。

异性石和负异性石矿中含锆量非常低,无工业价值,因而锆的主要来源为单斜锆矿和锆英石矿,其中以锆英石矿分布广[1]。

纯ZrO2 为白色,含杂质时呈黄色或灰色,一般含有HfO2,不易分离。

单斜ZrO2 密度5.6g/cm3,熔点2715℃。

ZrO2 具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。

上个世纪二十年代开始就被用来作为熔化玻璃、冶炼钢铁等的耐火材料,从上个世纪七十年代以来,随着对ZrO2 有了更深刻的了解,人们进一步研究开发ZrO2 作为结构材料和功能材料。

1975 年澳大利亚R.G.Garvie 以CaO 为稳定剂制得部分稳定氧化锆陶瓷(Ca-PSZ),并首次利用ZrO2 马氏体相变的增韧效应提高了韧性和强度,极大的扩展了ZrO2 在结构陶瓷领域的应用[2]。

1973 年美国R.Zechnall,G.Baumarm,H.Fisele 制得ZrO2 电解质氧传感器,此传感器能正确显示汽车发动机的空气、燃料比,1980 年把它应用于钢铁工业。

耐火陶瓷纤维基础知识

耐火陶瓷纤维基础知识

耐火陶瓷纤维基础知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN耐火陶瓷纤维基础知识一、耐火陶瓷纤维定义以SiO2、AL2O3为主要成分且耐火度高于1580℃纤维状隔热材料的总称。

二、耐火陶瓷纤维的特点1、耐高温:使用温度可达950-1450℃。

2、导热能力低:常温下为,在1000℃时仅为粘土砖的1/5。

3、体积密度小:耐火陶瓷纤维制品一般在64-500kg/m3之间。

4、化学稳定性好:除强碱、氟、磷酸盐外,几乎不受化学药品的侵蚀。

5、耐热震性能好:具有优良的耐热震性。

6、热容量低:仅为耐火砖的1/72,轻质转的1/42。

7、可加工性能好:纤维柔软易切割,连续性强,便于缠绕。

8、良好的吸音性能:耐火陶瓷纤维有高的吸音性能,可作为高温消音材料。

9、良好的绝缘性能:耐火陶瓷纤维是绝缘性材料,常温下体积电阻率为1×1013Ω.cm,800℃下体积电阻率为6×108Ω.cm。

10、光学性能:耐火陶瓷纤维对波长的光波有很高的反射性。

三、耐火陶瓷纤维的分类1、按结构可分为晶质纤维和非晶质纤维两大类。

2、按使用温度可分为:普通型耐火陶瓷纤维使用温度950℃标准型耐火陶瓷纤维使用温度1000℃高纯型耐火陶瓷纤维使用温度1100℃高铝型耐火陶瓷纤维使用温度1200℃锆铝型耐火陶瓷纤维使用温度1280℃含锆型耐火陶瓷纤维使用温度1350℃莫来石晶体耐火纤维(72晶体)使用温度1400℃氧化铝晶体耐火纤维(80、95晶体)使用温度1450℃产品质优价廉、施工经验丰富欢迎新老客户来电咨询洽谈工作!承接砖瓦隧道窑吊顶陶瓷纤维模块产品、保温技术咨询指导、施工及改造工程,我公司可一条龙服务!技术顾问:苏经理7 (济南)传真:33、生产方法(1)非晶质纤维原材料经电阻炉熔融,在熔融状态下,在骤冷()条件下,在高速旋转甩丝辊离心力的作用下或在高速气流的作用下被甩丝而成或被吹制而成的玻璃态纤维。

耐火

耐火

1、耐火材料的力学性能、热学性能与高温使用性能的基本概念与应用。

力学性质:表征耐火材料抵抗不同温度下外力造成的形变和应力而不破坏的能力。

耐火材料的力学性质通常包括耐压强度、抗折强度、扭转强度、耐磨性、弹性模量及高温蠕变等耐火材料的高温使用性能:其在高温条件下抵抗来自外部的作用而不易损坏的性质。

主要包括:耐火度。

荷重软化温度。

重烧线变化率。

抗热震性。

抗渣性。

抗酸性。

抗氧化性。

抗水化性和一氧化碳侵蚀性。

耐火材料的热学性主要包括比热容、热膨胀性、导热性,是衡量耐火制品能否适应具体热过程和进行工业窑炉设计的重要依据。

2耐火度与熔点的区别:1、熔点指纯物质的结晶相与液湘处于平衡时的温度;2、熔点是一个物理常数;3、耐火材料为多相混合体,其熔融是在一定的温度范围内进行的,是一个工艺指标3)耐火材料的体积密度、热导率、热震稳定性、抗渣蚀性等的定义与物理意义。

1)耐火制品单位表观体积的质量称为体积密度,通常用kg/m3或g/cm3表示。

对于同一种耐火制品而言,其体积密度与显气孔率呈负相关关系,即制品的体积密度大则显气孔率就低。

2)耐火材料的热导率是指单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量。

表示材料传递热量的能力。

3)耐火材料抵抗温度急剧变化而不被破坏的性能称为热震稳定性或抗热冲击性能。

高温窑炉等热工设备在运行过程中,其运行温度常常发生变化甚至剧烈的波动。

这种温度的急剧变化常常会导致耐火材料产生裂纹、剥落、崩裂等结构性的破坏,而影响热工设备操作的稳定性、安全性和生产的连续性。

4)耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀的性能称为抗渣蚀性能,简称抗渣性。

高温环境下,熔渣物质与耐火材料相接触,并与之发生复杂的物理化学反应,导致耐火材料的侵蚀损毁。

占耐火材料被损坏原因的50%以上。

4)耐火材料低温绝缘、高温导电的原因与工业安全防范。

(硅质、镁质耐火材料的导电性)导电性通常用电阻率表示。

电阻率与热力学温度间的关系为TeBA=ρ式中:(ρ—材料的电阻率,T—热力学温度,A,B—与材料性质有关的常数。

多晶耐火纤维在高温加热炉上的应用

多晶耐火纤维在高温加热炉上的应用
图 1 耐火纤维炉衬结构 图
全纤维结构 ,保 温后要求 外壁温升<0℃。 6
由于岛 电 S 5 R 3智能数字温控仪独有 线性 限幅功 能, 可专 门解决硅 钼棒 、钼 丝类特殊 电炉负载 的温度控 制难 题 。采用岛电 S 3温控仪实现 了低 、 R5 高温 区全程 自动升 温;系统 温度控制精度达士 1℃,测温精度达士 2℃;控制 系统稳定性及可靠性完全 满足 了工艺要求 。 本方案 中, 在
பைடு நூலகம்
2 加热炉炉衬技术方案 根据加热 炉的工作条 件和使用 要求,结合 各种 陶纤
产 品在 工业 窑炉上的应用特点,确定炉衬结构方案如下 : 加热炉炉墙及炉顶衬里全部采用 陶纤结 构,根据表面
温升<0℃的技术要求,经传热计算,确定保温层总厚度 6 40r l 0 a,即衬里背面采用工作温度 1 0 e 0℃的标准型 陶纤 0
维普资讯
带 术 流 技交
与热面 晶体条块 的粘结 牢 固性 问题 ,结 合 陶纤模 块与 晶 体条块的特点, 结合 晶体条块在 加热炉上 的应用经验 , 得 出 了一条 结合面处理 的较好 方法 ,即将 纤维模 块接近 热 面层原连续折叠面改为切平面 ,结构优势及原理如 下: 中间层粘 贴条块 的陶纤模 块结构是 采用甩丝 纤维双 面针刺毯 连续折叠 制做 成 的块 状纤维 制品,为进 一步增 大与条块 的结合面积 和结合力 ,在加工 中将模块 的靠近 迎火面切 割成平面 ,冷面保持 连续折 叠。该结 构与纤维 切面块相 比,热量 由于背面连续毯 的阻隔不会直接外逸, 使用寿命 和保 温效果 优于全部 采用毯块 制作 的纤 维切面 块 。与连 续折叠模块相 比,表 面平整 ,便于粘结 剂 的吸 收,能保证粘 贴 晶体条 块 的结合 力要求 ,是该使 用条件 下最佳 的纤维块结构形式 。

锆铪原料的处理方式和对应产品

锆英砂原料的处理方式及产品方向的调研建议审核:编制部门:钛冶金项目组编制时间:二OO六年三月二十一日锆英砂原料的处理方式及产品方向的调研建议1世界锆铪资源情况1.1世界锆铪资源概况世界各地的锆铪主要贮存于海滨砂矿床中,只有少部分赋存于积砂矿和原生矿中,工业价值不大。

锆铪资源中有工业价值的矿物主要是锆英石及斜锆矿,它们多与钛铁矿、独居石、金红石、磷钇矿、锡石等矿物共生,呈综合性砂矿床产出。

关于世界锆铪储量有许多不同的数据,但多数报告中总储量倾向于表1中的数据。

世界上主要锆石资源产于澳大利亚和南非。

澳大利亚东海岸锆石砂矿为太古代基岩风化形成的中——新生代沉积砂矿。

矿床中主要矿物为石英砂,几乎不含长石和云母;重矿物以锆石、金红石、钛铁矿为主,局部矿砂中的重矿物含量多达70%。

重矿物中锆石含量约30%,金红石含量较锆石更高一些。

含矿石英砂分布面积达200余Km2。

最厚之处约200m。

1.2 国内锆铪资源情况据资料报道,中国锆矿储量居世界第9位。

滨海砂矿是目前我国生产锆石及其它有用矿物,如钛铁矿、独居石、金红石等的主要矿床类型之一。

其中,锆砂矿主要集中在广东、海南、广西和山东,而四川、云南主要是岩矿。

其他省份如湖南、湖北、安徽、福建、江西、辽宁等省也有一些锆资源。

见表2中的数据。

表2 中国广东等省的锆铪储量(1980-1981年)目前,锆矿已发现的矿床分岩矿和砂矿两大类,分别占总储量的30%和70%。

岩矿储量几乎全部集中在孔鲁特801矿,该矿床为碱性花岗岩矿床,含锆铪矿物主要为锆石,有铌、铍、金、稀土多种有用元素伴生。

但此矿由于选矿困难,暂未开采和利用。

中国锆英石三大矿区的具体情况见表3。

表3 中国锆英石三大矿区矿床特征具有工业意义的锆矿床为分布在东南沿海的砂矿,包括滨海沉积砂矿、河流冲积砂矿、沉积砂矿和风化壳砂矿,锆矿多作为钛铁矿、金红石、铌铁矿、独居石和磷钇矿的共(伴)生矿物。

矿石的品位在0.04%与7.094kg/m3之间。

四年级寒假作业科技答案

1~3 一、√×√√二、不能,衣服不能增加我们的能量,衣服只能保暖。

三、人体内产生热量的物质有糖类(碳水化合物)、蛋白质、脂肪三大类,但不是所有这些物质都能直接氧化产生热量,双糖和多糖只有分解转化成葡萄糖才能为人体直接利用。

蛋白质、脂肪在相关酶的作用下可以转化成糖类,并最终转化为葡萄糖,供人体利用产生热量。

四、1、我们可以开空调、开风扇、扇扇子、游泳2、烧开水、冰箱冷气等3、可以通过手、眼等的感觉器官来感觉物体的冷与热,还可以用温度计测量五、厚的羽绒服4~6页一、温度温度计量程二、×√三、1、所测温度不要超过温度计的量程范围,否则容易损坏温度计或者炸裂。

2、温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数这样准确.因为有个传热过程3、视线要与温度计中液柱上表面相平4、使用液体温度计时,为什么不可以离开被测物体读数温度计不是体温计,离开了读数会迅速变化为室温,所以不能离开来读数。

四、2、房屋中间略偏点的位置7~11页一、高温低温热太阳二、√××√√√三、1、热在固体中以热传导的方式传递验证方法:在一段铁丝上每隔一段距离用蜡粘上一根火柴,将铁丝固定在铁架台上,火柴都向下悬挂,用酒精灯给铁丝的一端加热。

推测并观察哪端的火柴先掉来。

2、热水渐渐变成了温水或者冷水,并且杯子的外壁会有水珠,因为有热传递3、错,是因为发生了热传递,热量是不会消失的4、铜、铁、铝,结果铝传热性能最好,铜最差四、2、所用的材料热传递性能好13~15 一、液体固体热冷二、1、杯子变热了,热能从一个物体传到了另一个物体2、受热处的水上升,上升后又从容器另一端流回来,形成一个循环;水由凉变热3、通常是指外压强不变的情况下,大多数物质在温度升高时,其体积增大,温度降低时体积缩小。

体温计就是利用液体的热胀冷缩来测量体温的16~19 一、固态液态气态转换蒸发蒸发沸腾吸收二、A C A A C三、第一种白气:人口中呵出来的气体中含有水蒸气,严冬预冷凝结成了无数小水滴,是一种液化过程;第二种白气是冰棍周围空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠;第三种白气是水开了以后,壶内会产生大量的水蒸气,它们在溢出水壶后,遇冷液化成水雾。

锆的各种物理化学性能

锆英石选矿-选矿技术及选矿工艺流程锆英石一、矿产名称锆英石(Zircon)二、矿床类型及其分布1.矿床的成因类型锆英石矿床按其成因可分为脉矿和砂矿两种类型。

具有工业开采价值的锆英石矿床以砂矿矿床为主。

有冲积砂矿、残积砂矿、滨海砂矿,其中海滨砂矿具有工业开采价值。

这些砂矿矿床形成决定了其矿石类型。

2.矿床的工业类型锆英砂矿床主要有砂矿、风化壳矿床和原生矿床三类。

其中砂矿为主要矿床类型。

世界上约有90%的锆英石来源于砂矿。

砂矿又分为滨海砂矿和冲积砂矿,滨海砂矿的规模和产量远大于冲积砂矿。

3.矿产的分布情况世界上主要锆石资源产于澳大利亚和南非。

澳大利亚东海岸锆石砂矿为太古代基岩风化形成的中——新生代沉积砂矿。

矿床中主要矿物为石英砂,几乎不含长石和云母;重矿物以锆石、金红石、钛铁矿为主,局部矿砂中的重矿物含量多达70%。

重矿物中锆石含量约30%,金红石含量较锆石更高一些。

含矿石英砂分布面积达200余Km2。

最厚之处约200m。

滨海砂矿是目前我国生产锆石及其它有用矿物,如钛铁矿、独居石、金红石等的主要矿床类型之一。

辽东半岛、山东半岛、福建、广东、海南诸省沿海都有分布,大中型矿如海南万宁、广东海丰等地,已开发利用。

三、矿床的主要工业指标。

锆英石矿床因其类型不同,工业要求也有所不同,见表1. 表1 锆英石矿床的工业要求矿床类型边界品位工业品位ZrO2 % 锆石kg/m3 ZrO2 % 锆石kg/m3 滨海砂矿风化壳矿床内生矿床0.04~0.06 0.3 3.0 1~1.5 0.16~0.24 0.8 8.0 4~6 最小开采厚度:滨海砂矿为0.5m。

风化壳矿床和内生矿床为0.8~1.5m。

我国广东某锆英石滨海砂矿,该矿床为一综合滨海砂矿床。

锆、钛、独居石等稀土金属相伴生。

矿床位于华南地块的闽浙活化地盾之西南边部。

矿区外围主要为燕山期粗粒黑云母花岗岩、其次为中粒或细粒黑云母花岗岩。

矿区位于一滨海砂坝上。

砂坝上分布着与海岸线平行的砂堤。

硅酸铝耐火陶瓷纤维板

硅酸铝耐火陶瓷纤维板产品介绍:硅酸铝耐火纤维板是由硅酸铝耐火纤维加入定量结合剂,真空成型而成。

产品外形平整,尺寸偏差小,安装使用方便,是各种工业窑炉理想的保温、隔热材料。

产品特性:1、耐高温,抗热震;2、低导热率和低热容;3、外观平整,安装使用方便;4、常温下具有一定强度。

理化指标:注:纤维板我厂可生产≤600m m×400mm×0.5mm~180mm规格≤1000m m×600mm×10mm~150mm规格≤1200m m×1200mm×10mm~150mm规格根据使用情况的不同可选用有机粘接剂或无机粘接剂。

我厂普通耐火纤维板根据市场要求份三个品种,档次1、使用温度低于1000℃,此产品采用电弧炉生产渣球含量大,平整度差,不符合国标,主要用于保温、隔热。

价格较低,目前我厂出厂价为2500元/吨。

2、使用温度标准1000℃,平整度好,渣球符合标准,此产品可广泛用于工业窑炉,工业设备的高温区域,价格较低,我厂出厂价为3500元/吨。

3、使用温度1000℃,符合国标:GB/T16400-2003标准,此类产品颜色洁白,渣球含量少,纤维分布均匀,导热系数低,但价格成本高,我厂目前出厂价为:4500元/吨。

硅酸铝耐火陶瓷纤维折叠块产品介绍:硅酸铝耐火纤维模块,是用硅酸铝耐火纤维针刺毯,通过折叠、加装锚固件和其它附件捆扎而成。

纤维毯直接折叠后捆扎而成的折叠块,它也是模块的一种形式。

由于纤维块处于压缩状态,在是用安装完毕后,模块因纤维的回弹而膨胀。

炉衬无缝隙,抵消了纤维的热收缩,提高炉衬的绝热性能。

根据锚固件方式不同,本厂有多种结构形式的模块,也可按客户的要求设计制作模块。

根据使用环境的不同,可在模块表面喷上表面处理剂,提高模块的高温使用性能。

陶瓷纤维锚固件产品介绍:锚固件它能够硅酸铝纤维制品牢固的固定在窑炉及相关设备上,并有安装简便、快捷可靠的性能。

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含锆耐火制品(ZrO2 containing refractory products以氧化锆(ZrO2、锆英石(ZrSiO4为原料制造的耐火制品。

氧化锆系列制品、锆英石系列制品、锆莫来石和锆刚玉系列制品属此类制品。

根据生产工艺的不同、含锆耐火制品分为烧结制品、熔铸制品和不烧制品。

含锆耐火制品具有熔点高、热导率低、化学稳定性好的特点,特别是对熔融玻璃和液态金属具有良好的耐侵蚀性。

简史自18世纪90年代发现斜锆矿以来,许多学者对氧化锆进行了研究,含锆耐火制品也开始生产和应用。

1921年美国康宁(Corning公司生产熔铸莫来石大砖,并于1923年在玻璃熔窑上使用。

1929年拉夫(O.Ruff和埃伯特(F.Ebert 测量了氧化锆的光性和晶格常数,发现氧化锆存在晶型转化现象,还发现加入氧化钙(CaO或氧化镁(MgO在1700oC以上可使单斜晶型氧化锆转变为立方晶型氧化锆。

1933年科恩(w.M.Cohn发现氧化锆由单斜晶型转变为四方晶型的转化温度为1100~1200oC。

1941年美国正式生产牌号为柯尔哈特(CorhartZAC电熔锆刚玉砖。

用这种砖砌筑玻璃熔窑,使熔窑寿命延长2~4倍。

1947年柯蒂斯(c.E.Curtis从提高抗热震性出发,提出加入氧化钙或氧化镁,制造部分稳定氧化锆的方法。

1950年美国诺顿(Nor%26bull;ton用单相电弧炉还原熔融,生产了熔铸稳定化氧化锆制品。

1953年日本旭硝子公司也制造了熔铸氧化锆砖。

20世纪80年代末苏联生产了氧化锆含量为50%和60%的电熔锆刚玉砖。

1960年法国西普(Sepr公司正式生产ZASl681电熔锆刚玉砖。

90年代试制成功Zr0。

含量达50%和60%的熔铸AzS砖。

1965年中国开始生产氧化锆含量为33%的电熔锫刚玉砖。

性能致密、稳定化氧化锆的熔点为2677oC,使用温度达2500c。

体积密度因原料的纯度与制造方法的不同而波动于4.5~5.5g/cm3之间.致密的氧化锆制品的体积密度可选5.75g/cm3烧结氧化锆制品与熔融状态的金属及液态玻璃不起化学反应。

苛性碱溶液、碳酸盐溶液和酸(浓H2SO4和HF除外对氧化锆不起化学反应。

碳与烧结氧化锆反应时,仅在表面生成碳化锆。

所以,在氧化气氛条件下,氧化锆制品可在高温下使用而不发生化学变化。

锆英石制品的主要成分为ZrO2%26bull;SiO2锆英石在1680℃受热大量分解为ZrO2和SiO2牿英石制品对多种熔融金属、酸性试剂和液态玻璃都具有良好的抗侵蚀性,但与碱性炉渣或与碱性耐火材料接触,容易发生侵蚀反应。

铝锆硅系(AZS熔铸砖和烧成砖具有较好的耐玻璃液侵蚀性,可用于玻璃熔化池窑的池壁和上部结构。

古锆耐火制品的理化性能见表。

原料用来制造含锆耐火制品的主要原料为斜锆石、锆英石精矿和经过加工处理的氧化锆。

斜锆石(ZrO2单斜晶系,呈不规则块状、黑色、灰黑色、褐色。

体积密度5.5~56g/cm。

,奠氏硬度65,斜锆石中Zroz含量依产地不同而异,一般为80%~95%。

主要杂质为Fe2O3、TiO2、SiO2、Al2O3、HfO2。

开采的斜锆石原矿须经过加工处理方可使用。

锆英石(ZrSlO4又名锫石,四方晶系,无色、淡黄色、淡红色、黄褐色、烟灰色、蓝色、绿色、玻璃至金刚光泽、断口油脂光泽。

杂质矿物为钛铁矿、独居石等。

通常锆英石矿物中伴生的ThO4等含有放射性的物质具有%26alpha;、%26beta;射线.所以在以锆英石为原料生产锆英石制品时,需经放射线强度计量检测。

如果放射线强度超过5%26times;107C1/kg,需采取相应的防护措施。

氧化锆的晶型化学组成相同的氧化锆,由于晶体结构的不同可分为单斜晶型氧化锫、四方晶型氧化锆(又称假立方晶型氧化锆和立方晶型氧化锆。

常温下,单斜晶型氧化锆晶型稳定,其真密度为556g/cm。

,在2500oC以上的高温下,立方晶型氧化锆晶型稳定,其真密度为627g/cm3;四方晶型氧化锫是介稳态晶型,其真密度为6.10g/cm3。

氧化锆的晶型转化在加热或冷却砬程中,不同的氧化锆晶型之间产生可逆的或不可逆的晶型转化。

单斜晶型氧化锆加热至1100~1200℃时,转化为四方晶型氧化锆,当温度降至1000~9500℃时.四方晶型氧化锆转化为单斜晶型氧化锆。

这个晶型转化是可逆的,并伴有7%的俸积变化。

这种体积变化使制品的抗热震性较差。

纯氧化锆晶型转化过程中线膨胀率的变化见图l。

氧化锆的晶型转化过程不是在特定温度下进行的,而是在某一个温度范围内进行,相变产物的数量也不是等温下时间的函数。

其相变量随温度变化而异。

如果温度升高至2300℃,四方晶型氧化锆则转化为稳定的立方晶型氧化锆,氧化锗晶型转化关系式如下:在单斜晶型氧化锆与四方晶型氧化锆之间发生的相转变与碳索钢中的立方晶系奥氏体向四方晶系马氏体相变很相似,所以氧化锆的这一相转变通常也称为马氏体相变。

氧化锆的穗定在氧化锆中加入某些离子半径与Zr4+离子半径相近的金属或金属氧化物,使其与ZrO2形成稳定的立方晶型固溶体。

这种固溶体在加热或冷却过程中不产生相转变,也不产生较大的体积变化。

这种加入物称为稳定剂。

通常采用CaO或MgO作稳定剂,Y2O3、Nb2O3、CeO2亦可用作稳定剂。

在各种稳定剂中,Ca0与Zr02生成的固溶体在2000o C以下都处于稳定状态。

氧化钙价廉,因而多用作稳定剂。

以氧化镁作稳定剂时,在1000~1400o C下长时间加热,ZrO2-MgO立方固溶体可分解为单斜氧化锆和氧化镁,降低制品的抗热震性。

当氧化锆用作电热元件时,可用Y2O3作稳定剂。

尽管Y2O3价高,但加入Y2O3可改善氧化锆材料的导电性能,而且在1100~1400o C下长时间加热不发生分解反应,可满足使用条件对含锆耐火制品电学性能的要求。

全部稳定的氧化锆固溶体无论在加热或冷却过程中均不产生晶型转化。

但是,这种固溶体线膨胀系数较大,抗热震性较差。

为此,控制稳定剂的加入量,使单斜晶型氧化锆和立方晶型氧化锆共存,避免过大的体积变化,以部分稳定来达到提高含锆耐火制品抗热震性的目的。

在氧化锆制品中,随着单斜氧化锆含量的增加,制品的抗热震性明显提高;但当单斜氧化锆含量大于某一值时,其抗热震性又明显下降。

以CaO为例,当加入量为4.5%时,氧化锆制品中单斜氧化锆占30%,立方氧化锆占70%,该制品的抗热震性最好。

氧化锆制品的相组成与其抗热震性的关系见图2。

制造工艺按照含锆耐火制品制造工艺的不同可分为烧成砖制造工艺、不烧砖制造工艺、熔铸砖制造工艺。

含锆烧成砖制造工艺用生产烧成耐火制品的方法制备原料,压制坯体,经高温烧成制造含锆烧成砖。

亦可采用造粒、混练、机压成型或挤压成型荒坯,经高温烧成的熟料作为骨料,用熟料细粉进行配料、经混练、成型、干燥、烧成,可制造含锆烧成砖。

含锆烧成砖的制造工艺流程见图3。

含锆不烧砖制造工艺不经烧成的含锆耐火制品的制造工艺简单,产品合格率高。

以稳定化氧化锆熟料或锆英石为原料,以水玻璃、磷酸、磷酸盐或硫酸盐为胶结剂,经混练制成泥料,再经高压成型和低温热处理可制成含锆不烧砖。

热处理温度依结合剂的不同而异。

以磷酸二氢铝作胶结剂时,热处理温度为300o C左右;以磷酸作胶结剂时,在600o C左右的温度下进行热处理,其制造工艺流程见图4。

含锆熔铸砖制造工艺以锆英石精矿或工业氧化锆、工业氧化铝粉料为原料,以氧化钠、氧化钙、氧化硼和稀土金属氧化物为添加剂,用电弧熔融的方法使粉料在2500o C以上熔融,并浇铸在铸模中,经冷却、退火、机械加工成符合要求的制品。

用来制备配合料的粉状物料须经7昆合机充分干混,方可送入电弧炉内熔融。

亦可将配合料造粒,并在800~900o C下焙烧,制得粒状配合料;亦可采用除去杂物的废品,回收料制备配合料。

配合料中回收料的用量以25%~30%为宜。

配合料在三相电弧炉内熔融。

根据高温熔体周围的气氛,熔融过程分为氧化熔融(长电弧熔融和还原熔融(普通熔融。

提高电弧电压、拉长电弧长度可使熔融过程在氧化气氛下进行。

电极不与高温熔体接触,减少了电极对高温熔体的污染。

为了满足工艺要求,高温熔体中可通入适量的氧气以强制氧化过程。

通氧的方法有直接通氧或在熔体表面通入压缩空气。

如果在熔融过程中高温熔液处于还原气氛,模铸前通入一段时间的氧气,亦可达到氧化熔融的目的。

这种通氧方法要求氧枪结构合理、吹氧时间、氧气压力、氧气流量、吹氧角度、熔液温度等工艺参数要匹配适当。

用短电弧熔融时,物料处于还原气氛,高温熔体不可避免地熔入一些碳。

例如用还原法生产的33号电熔锆刚玉中碳含量可达0.03%~0.05%,为氧化法生产的熔铸锆刚玉中碳含量的10倍。

还原气氛使料液中的TiO2、Fe2O3还原为低价态氧化物,形成低温玻璃相,降低了熔铸砖的使用性能。

所以,生产含锆熔铸砖时,通常采用氧化法。

含锆高温熔体的浇铸在铸模中进行。

浇入铸模内的熔体经缓冷,凝固成为高度结晶的耐火制品。

高温熔体在结晶过程中产生较大的体积收缩,形成较大的缩孔。

采用增加铸模内高温熔体的填充量,用倾斜浇铸的方法,可生产出结构均匀的无缩孔浇铸制品。

经过缓冷的含锆耐火铸件须经退火。

退火处理可在隧道窑内进行。

退火温度和时间依制品中的ZrO2含量和制品尺寸不同而异。

例如,ZrO2含量为33%,制品尺寸为600mm%26times;400mm%26times;250mm的锆刚玉熔铸砖的起始退火温度为1350o C,退火时间为50~55h。

经过退火处理的含锆耐火铸件须经切割和研磨,制成具有精确的几何形状和一定光洁度的含锆熔铸制品。

其工艺流程见图5。

含锆熔铸制品的浇铸和硬化在铸模中进行。

铸模分为石墨模、金属模和砂模。

石墨模导热性好、高温机械强度高、化学稳定性好,但铸件截面温度降最大。

金属模用耐热铸铁制造。

金属模可使制品有正确的几何形状,还可重复使用。

砂模热冲击强度高、高温机械性能好、蓄热系数大,因而浇铸的制品截面温度降最小,制品不易开裂。

砂模是浇注熔铸制品常用的铸模。

制造砂模的主要原料是SiO2含量大于98.5%的石英砂。

通常采用比重为1.44的水玻璃(Na2O%26bull;SiO2%26bull;nH2O作结合剂。

石英砂经400~450℃烘干,冷却后送入轮碾机,加入5%的水玻璃后混合。

制备好的型砂混合物经成型,并在250~300o C下干燥2~4h,经组装后可投入使用。

其制造工艺流程见图6。

使用含锆耐火制品具有较高的耐火度、机械强度和化学稳定性。

它可广泛用于冶金、建材、化工、机械等专业领域。

锆英石砖抗酸性渣好,蚀损小,粘渣轻微,在盛钢桶渣线部位使用,寿命较长。

锆英石制品亦可用作连铸中间罐座砖、垫砖及水口砖。

锆英石砖对低碱玻璃具有耐侵蚀性,可用于玻璃熔窑的窑壁。

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