锆英石砖在玻璃窑的应用及生产工艺介绍

玻璃窑用锆英石砖的原料及性质

玻璃窑用锆英石砖的主要以单一锆英石烧结而制成的，为了改善锆英石砖的性能，还有加入其他成分(如氧化锆、高铝矾土、电熔刚玉或氧化铬等)的特殊锆英石砖。

锆英石原料的性质

锆英石(ZrSiO4)的理论组成为ZrO2 67.2%， SiO2 32.8%。它经常含有0.5%-3.0% HfO， 0%-2% 

TiO2和微量的稀土氧化物，因而带有微量的放射性。

锆英石属正方晶系，比重变动范围很广，为3.9-4.9。硬度为7-8。有完全无色的，亦有淡黄、浅灰、淡黄绿、棕黄和淡红褐色。

锆英石的热导率较低，线膨胀系败较其结晶相比低，锆英石是化学惰性的，难与酸发生作用，一些熔金属也不与其发生作用，而玻璃和炉液在较小程度上与之发生反应，熔融的碱的氟化物，氢氧化物，碳酸盐和亚硫酸盐能将锆英石分解，除此之外，碱和酸的溶液在加热时不与锆英石作用。

玻璃熔窑用锆英石砖技术要求

锆英石砖是玻璃窑砌筑常用耐火砖之一，其主体原料为锆英石(ZrO2·SiO2)。锆英石为正方晶系矿物，硬度7.8，熔点为2550℃，锆英石的化学性能相当稳定，不受熔化玻璃和炉渣的侵蚀影响。在玻璃池窑的应用上，主要在玻璃熔窑大碹碹渣、看火孔、检测孔，以及熔化部的胸墙，拱脚池底密封层等部位使用。锆英石砖抗无碱玻璃液侵蚀性较好，可以用作与无碱玻璃液接触、温度较低部位的耐火材料。抗热冲击性较好的骨料型锆英石砖，可用于温度变化不大的上部结构。此外，锆刚玉砖在1650℃以下电绝缘性能好，还可用作电部位材料。

锆英石砖的生产工艺

锆英石砖是以锆英石为主晶相的耐火砖，是含锆质耐火材料的重要品种之一。今天介绍下锆英石砖的生产工艺。

(1)原料的处理。

锆英石砖的原料是精选的锆英石矿砂，简称锆砂。其中含锆英石约90%。锆英石精矿砂粒度很细，而且单一，一般为0.1—0.2mm，不宜直接制耐火砖。

欲制成有粗颗粒的纯锆英石耐火砖，为便于调整耐火砖的粒度组成，并减少烧成收缩，通常，要对精矿砂预先煅烧或高温熔融制成锆英石熟料团块。煅烧熟料时首先将精矿砂的一部分磨成细粉，与另一部分精矿砂混合，用暂时性有机结合剂粘结制成料球或荒坯，在1500—1700℃(低于锆英石分解温度)下煅烧成密实的团块。若存在碱金属氧化物或MgO、CaO等矿化剂，则也可在1050℃以上的较低温度下煅烧。锆英石砂在煅烧时从900℃开始产生收缩，约到1350℃收缩趋于停止，此后反而有所膨胀，在1700℃以后又急剧收缩。锆英石精矿砂团块经煅烧后致密性提高，体积密度可达3.5g/cm3以上。若以细粉料生产纯锆英石砖，则可直接将精矿砂在1450℃下煅烧，经急冷使其疏松，然后再磨细。

(2)耐火砖的生产。

生产纯锆英石砖宜采用暂时性的结合剂，如亚硫酸盐纸浆废液、糊精和木质素等。也可用乙基硅酸盐，烷基酸钙和磷酸以及水玻璃等。若用可塑耐火粘土作结合剂，耐火砖便于成型和烧结，但往往会引起耐火砖耐火度和体积稳定性的幽降低。特别是当配料中加入的粘土量较高时，影响尤为显著。为促进纯锆英石砖的烧结，在配料中常加入少量CaO或Ca(OH)2、MgO或MgF2以及其他矿化剂。这种外加剂在高温下促使ZrO2·SiO2分解，并与ZrO2形成ZrO2固溶体和进入玻璃相中，从而促进烧结。

用纯锆英石配料时，为保证耐火砖有良好的性质及的形状，其颗粒粒度，结合剂和外加剂的数量等部须配合。对含有各级粗颗粒的耐火砖，需多级颗粒配料，细扮的比表面积和含量应比普通耐火砖高，以利于制成致密的坯体和便于烧结。若坯体完全由细颗粒组成，细粉的大粒度通常为44/μm以下，其中数微米级者应占多数。成型时，根据对耐火砖密度的要求，普通耐火砖一般以挤泥法和干压法成型;致密者多用泥浆浇注法;高致密者常用泥浆浇注和等静压法。配料中各种组成应与成型方法相对应。这种纯锆英石耐火砖须在较高的温度下烧成。高致密的耐火砖需更高的温度根据坯体中细粉的性质、含量和矿化剂的种类与数量，高烧成温度一般在1700℃左右，应控制在坯体烧结而不发生显著变形的温度下，并与保温时间相对应。

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