[发明专利]一种采用氯氧化锆为添加剂的高铝质捣打料

说明书

一种采用氯氧化锆为添加剂的高铝质捣打料，其特征在于：首先将70～80wt%的特级矾土熟料颗粒及细粉、10～17%的棕刚玉颗粒及细粉、3～8%的α-Al₂O₃微粉、5～10%的结合粘土混合均匀，加入上述混合料质量之和7～12%的磷酸二氢铝和上述混合料质量之和0.1～5%的ZrOCl₂•8H₂O，混碾5～10分钟，搅拌均匀，包装即得到高铝质捣打料。本发明的优点在于：加入的ZrOCl₂•8H₂O添加剂在高温下分解生成ZrO₂，均匀包裹在α-Al₂O₃微粉的表面，有效降低了二次莫来石化的速度，提高捣打料的体积稳定性，且使得捣打料中的裂纹尺寸大为减小，同时生成的ZrO₂在晶型转变时发生的体积变化会导致微裂纹的增加，改善了高铝质捣打料的热震稳定性。

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体说是涉及一种采用氯氧化锆ZrOCl₂·8H₂O为添加剂的高铝质捣打料。

背景技术

高铝质捣打料作为一种不定形耐火材料，具有优良的高温和抗渣性等特点，在冶金、建材、石油化工等行业得以广泛应用。高铝质捣打料在使用过程中，当温度升高到一定程度时，结合粘土中的主要成分高岭石（Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O）分解生成莫来石（3Al₂O₃·2SiO₂）及二氧化硅（SiO₂），二氧化硅与高铝质捣打料中的氧化铝微粉再次反应生成莫来石，该过程的化学方程式如下：   

3(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O)=3Al₂O₃·2SiO₂ +4SiO₂+12H₂O        (1) 

2SiO₂+3Al₂O₃=3Al₂O₃·2SiO₂ (二次莫来石化)                       (2)

由于二次莫来石的生成速度很快且伴随比较大的体积膨胀，容易在捣打料体系中产生大量尺寸较大的裂纹，使得捣打料在使用过程中的体积稳定性急剧下降，热震稳定性也大为降低，严重时产生结构损毁或剥落，从而限制了高铝质捣料的性能和应用。

近年来，通过合理设计在捣打料中添加一些细粉改善耐火材料的性能和延长使用寿命的报道日益增多。文章名“α-Al₂O₃微粉加入量对刚玉干式捣打料性能的影响，耐火材料，2012, 46（3）：194-196”提供了一种以棕刚玉、电熔镁砂、α-Al₂O₃微粉为原料制备的刚玉干式捣打料，并研究了α-Al₂O₃微粉加入量(其质量分数为0、l%、2%和3%)对刚玉干式捣打料性能的影响。文章名“锆英石对Al₂O₃-SiC-C捣打料抗渣性的影响，河北理工大学学报（自然科学版），2007, 29（3）：95-98”采用静态坩埚法研究了ZrO₂·SiO₂对Al₂O₃-SiC-C捣打料抗渣性的影响。公开号为200310113597.2中国专利申请公开的“一种含氮化硅铁的免烘烤铁钩捣打料”提供了一种含氮化硅铁的免烘烤铁钩捣打料及其制备方法：硅酸铝材料为43～80%，碳化硅为7～25%，碳素材料为2～10%，碳化硅铁为5～15%，硅粉为0～4%，铝粉为0～3%。