[发明专利]一种矾土基低蠕变莫来石制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种优质矾土基低蠕变莫来石制品，属于耐火材料领域。

背景技术

在硅酸铝系耐火材料中，莫来石因其特殊的晶体结构，具有特殊的高温性质。此外，它还具有热膨胀系数低、抗热震性好、高温体积稳定、耐玻璃侵蚀、污染玻璃倾向小等优异性能。所以，莫来石作为一种重要的高档高效耐火材料引起人们的高度重视，国内外以高纯电熔或烧结莫来石原料生产莫来石质耐火材料得到迅速发展。但是，在合成莫来石方面大都走的是采用高纯原料的路子，成本高，价格昂贵，从而为莫来石制品广泛应用设置了障碍，限制了其在高温领域中的推广应用。

山西是我国的资源大省，高铝矾土储量最多，而且多为耐火级铝矾土，尤其是阳泉、孝义两地的高铝矾土，质优且耐火品级齐全。但长期以来，大量优质矾土都是以低品位原料销往国外，价格低廉。以高铝矾土资源为基础，开发研制高档高效的莫来石制品，无疑是提高高铝矾土附加值的有效手段。但是，根据已知技术文献查询结果，目前莫来石制品的生产多采用合成莫来石材料作原料，仅有一项中国专利(99123977.6，一种刚玉莫来石制品)报道，以人工合成铝硅系原料作骨料，以高岭土、氧化铝粉(也可以加入部分合成料)作基质料，加入适当的结合剂制备刚玉莫来石制品。这些方法多依赖人工合成料，生产成本高，价格昂贵，其应用受到限制而难以推广和大范围应用。

发明内容

本发明的目的在于结合我国现有资源的充分利用，以高铝矾土为基础，采用复合技术路线，有效提高和控制制品的矿物组成、显微结构和性能指标，合理控制生产工艺中的莫来石化进程，制成优质高档、成本低廉的矾土基低蠕变莫来石制品，使其广泛应用于玻璃熔窑及其它高温工业窑炉的蓄热室、小炉、加料口、料道系统等部位。

为达到上述目的，本发明提供一种矾土基低蠕变莫来石制品，制备莫来石制品的主料重量百分比为：1-5％的石英砂，10-20％硅线石族矿物粉体，5-10％的工业氧化铝、优质高岭石微粉，5-40％的刚玉，25-60％的煅烧高铝矾土。主料外另加占主料重量2-5％的结合剂。

所述主料中，各组成物中基本上没有尺寸大于4mm的颗粒，最好其组成包括60-70％尺寸为0.088-3mm的颗粒作为骨料和30-40％尺寸小于0.088mm的粉体作为基质料。

所述高铝矾土熟料分为两种，一种为用作制备骨料的精选特级或一级煅烧矾土，其体积密度不低于3.20g/cm³，Al₂O₃含量不低于85％；一种为用作制备基质料的二级煅烧矾土，其体积密度不低于2.70g/cm³，Al₂O₃含量为65％～78％。因为二级煅烧矾土不仅价格便宜，而且含有很高的发育良好的莫来石相(65-85％)，而玻璃相含量最少，莫来石晶体间可形成交叉网络结构，又可使晶体间结合程度增加，最适于作基质料，因此，上述25-60％的煅烧高铝矾土中最好包含6-12％的二级煅烧矾土粉料。

所述刚玉包括电熔白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉，板状刚玉，致密刚玉等，大部分都可以用高铝矾土加工制得。Al₂O₃含量不低于98％，体积密度大低于3.8g/cm³。

所述石英砂要求SiO₂含量不低于98.5％，粒度：0.1-0.5mm。

所述硅线石族矿物包括硅线石、兰晶石等矿物，其理论化学成分为：Al₂O₃，62.93％，SiO₂，37.0％。在制品烧结过程中，由于高温加热，硅线石族矿物分解生成莫来石及SiO₂。在烧成温度下，剩余未反应的硅线石可在使用条件下进行莫来石化反应，产生的体积效应可提高制品的抗蠕变性。

所述工业氧化铝(γ-Al₂O₃)及优质高岭石平均颗粒尺寸低于4μm，以微粉形式引入，纯度高，分散度大，化学活性高，可在较低温度下发生固相反应形成莫来石。工业氧化铝结构与尖晶石结构相近，在煅烧过程中转变为稳定的α-Al₂O₃，伴随13％的体积收缩，可抑制二次莫来石化产生的体积膨胀，利于烧结。

所述结合剂可以是木质素磺酸盐、纸浆废液等。使用的木质素磺酸盐如果是粉体，应先将其溶解制成溶液。