[发明专利]一种用于特种玻璃熔池的高锆陶瓷的制备工艺

说明书

本发明公开了一种用于特种玻璃熔池的高锆陶瓷的制备工艺，属于特种玻璃熔池应用技术领域的超大尺寸烧结法高锆含量陶瓷制品，尤其是电子玻璃、汽车玻璃、医用玻璃等领域的生产，至少包括以下制备工艺步骤：准备复合原料‑湿法球磨‑烘干破碎得胚体‑升温烧结和恒温烧结，本发明提供三种制备工艺获得的高锆陶瓷产品，可实现重复式循环加热开启窑炉、抗侵蚀性能极好，增加和延长特种玻璃熔池的使用寿命和降低总体能耗性能显著，与现有的技术相比，具有制造成本降低、成品率提升、综合碳排放降低等一系列优势。

技术领域

本发明涉及特种玻璃熔池应用技术领域的超大尺寸烧结法高锆含量陶瓷制品，尤其是电子玻璃、汽车玻璃、医用玻璃等领域的用于特种玻璃熔池的高锆陶瓷的烧结制备工艺。

背景技术

熔锆刚玉砖是用纯净的氧化铝粉与含氧化锆65%、二氧化硅34%左右的锆英砂在电熔炉内熔化后注入模型内冷却而形成的的白色固体，其岩相结构由刚玉与锆斜石的共析体和玻璃相组成，从相学上讲是刚玉相和锆斜石相的共析体，玻璃相充填于它们的结晶之间。因其玻璃相的存在，在长期恒定高温工作工况下，玻璃相与玻璃液中的某些物质发生反应和冲刷，导致玻璃相的液相化冲刷黏连丢失，进而造成孔隙率的开放，刚玉与锆斜石之间受溶液及低溶物的侵蚀和冲刷，造成砖体的加剧破坏，刚玉及斜锆石相伴随侵蚀及冲刷不断丢失并流失于玻璃溶液中，当冲刷和侵蚀到一定程度（或因高温活泼型化学反应造成的侵蚀），就要停产更换新的窑池电熔砖，不仅成本高，且停产维护损失巨大，给玻璃制品制造企业造成巨大的成本困难，而国内及国际同类厂家生产的电熔浇铸工艺生产的高锆砖同样存在成品率极低、内部气孔缺陷等问题。

目前市场普遍存在和应用的为熔铸33#、41#、92#、95#等，分别用在不同的部位进行组合，其中33#、41#相对价格较低1.3-3万每吨，熔铸法制作的92#、95#牌号因为成品率极低相对价格26-32万每吨；存在产品断档空白及价格断档空白区域。

发明内容

针对上述现有技术中描述的不足，本发明提出一种用于特种玻璃熔池的高锆陶瓷的烧结制备工艺。

本发明所采用的技术如下：

一种用于特种玻璃熔池的高锆陶瓷的烧结制备工艺，步骤为如下：

S1，准备复合原料；

所述复合原料包括以下组分：二氧化锆、结合剂、纯水和其他组分，所述其他组分为三氧化二钇、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铈的一种或多种；其中，所述二氧化锆在所有组分中占比大于等于10%。

S2，采用球磨机以不低于100rpm的转速进行湿法球磨200min得到D50不高于0.5μm的含水浆料；

S3，浆料烘干后破碎并在模具中成型得到胚体，胚体进行修整；

将混合均匀的浆料放在烘箱中加热烘干，当料浆水分为0.1%～3%时，将烘干后的浆料结块进行破碎，具体可采用气流破碎设备、筛分设备或任何振动和敲击设备都可进行破碎；然后将粉料装入模具压制，增加模具内部压强，使模具压强为20～300MPa范围，得到成型胚体；具体可通过冷等静压工艺成型、热压铸工艺成型、干式等静压工艺成型、挤压成型工艺、浇铸工艺成型等；并对成型后的胚体根据尺寸要求进行烧结前步骤加工和精细修整；具体是通过机械或手工将不规则处进行修整，达到图纸要求的预烧结要求的尺寸。

S4，修整后的胚体进行升温烧结和恒温烧结得到高锆陶瓷；

修整后的胚体置入烧结炉中，进行升温烧结和恒温烧结，其中恒温烧结为在1400～1850℃下烧结2～25h，恒温烧结完成后在5～100h内自然冷却降温至100℃以下，得到氧化锆晶型为单斜晶型且单斜晶型占比不低于5%的大尺寸高锆陶瓷。

作为本发明的一种优选方案，复合原料中各组分按重量份配置：二氧化锆10-95份、结合剂1-2份、纯水2-5份和其他组分5-90份。只要能够使二氧化锆在整体占比达到10%以上即可。