專利名稱：一種搗打料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不定形耐火材料，具體說是一種氧化鋯搗打料，尤其是一種電熔 鋯搗打料。
背景技術(shù)：
搗打料是由比例很高的粒狀料及所占比例很低的結(jié)合劑和其他添加劑配制而成 的，甚至全部由粒、粉狀料組成，要經(jīng)強(qiáng)力搗打的方式施工的散狀料。搗打料廣泛應(yīng)用于冶 金，建材，有色金屬冶煉，化工，機(jī)械等制造行業(yè)，主要應(yīng)用于工業(yè)爐窯的中高溫部位，比如 高爐鐵溝、電弧爐熔蓋、爐內(nèi)襯、熔煉爐的修補(bǔ)或者不方便澆注施工的部位?，F(xiàn)有的搗打料 材料品種主要有硅質(zhì)、剛玉質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂鈣質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、鎂鋁尖晶石質(zhì)和Al2O3-SiC-C質(zhì)等。氧化鋯的特性為耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、抗氧化、耐磨、熱膨脹系數(shù)大、比熱容和導(dǎo) 熱系數(shù)小，因此是非常理想的高溫耐火材料、研磨材料和高溫隔熱材料。氧化鋯還具有馬氏 體相變的特性，使得氧化鋯具有很好的熱震穩(wěn)定性。氧化鋯按制作工藝的不同，分為化學(xué)鋯 和電熔鋯?；瘜W(xué)鋯是采用氯堿化工及高溫煅燒的工藝生產(chǎn)出來的，電熔鋯則是采用電弧爐 熔煉的物理方法來制造的。長期以來，由于鋯英石原料自然界礦產(chǎn)稀少，價(jià)格連年上漲，再 加上氧化鋯用化學(xué)方法制造成本很高，所以，化學(xué)鋯在耐火材料行業(yè)的應(yīng)用受到極大的抑 制。一般地，氧化鋯只用在關(guān)鍵部位，且用量很少。而隨著電熔鋯技術(shù)的日趨成熟，電熔鋯 具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)異的新型高檔耐火材料，使 電熔鋯在耐火材料行業(yè)的大量應(yīng)用有了前提條件。目前市場上還沒有氧化鋯搗打料生產(chǎn)和銷售。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種氧化鋯搗打料，尤其是一種電熔鋯搗打 料，其氧化鋯含量可達(dá)85%以上，具備更好的耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性(耐侵蝕)、熱震穩(wěn)定 性、抗氧化性、抗沖刷性及更高的強(qiáng)度，使用壽命長，同時(shí)生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，適應(yīng) 工業(yè)化生產(chǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種搗打料，包括骨料、粉料、結(jié)合劑 和添加劑，所述的搗打料的組分和重量份為骨料40-80份，粉料20-60份，兩種組分之和為100份；外加結(jié)合劑2-15份，添加劑0. 5-10份；所述骨料的成分是脫硅鋯顆粒、電熔鋯顆粒的一種或兩種組分，粒度為 0. 088-25mm ；所述粉料的成分是脫硅鋯粉、電熔鋯粉、硅酸鋯粉、鋯英粉的一種或多種組分，粒 度為8000-500目； 所述結(jié)合劑為濃度60 %的磷酸二氫鋁溶液； 所述添加劑為含鋯硅灰、羧甲基纖維素、黃糊精的混合物。
為進(jìn)一步優(yōu)化本發(fā)明，所述電熔鋯為電熔半穩(wěn)定型氧化鋯。為進(jìn)一步優(yōu)化本發(fā)明，外加結(jié)合劑8-10份。為進(jìn)一步優(yōu)化本發(fā)明，外加添加劑2-5份。作為本發(fā)明的最優(yōu)選方案，所述的搗打料的組分和重量百分比含量為骨料60 份，粉料40份，兩種組分之和為100份；外加結(jié)合劑8份，添加劑2份；所述骨料的成分是電 熔鋯顆粒，其中粒度為0. 088-10mm的20份，粒度為10_25mm的40份；所述粉料的成分是脫 硅鋯粉、電熔半穩(wěn)定型氧化鋯粉、硅酸鋯粉、鋯英粉的混合物，其中電熔半穩(wěn)定型氧化鋯粉 的粒度為2000-500目，占10份，其他粉的粒度為8000-2000目，占30份；所述結(jié)合劑為濃 度60%的磷酸二氫鋁溶液；所述添加劑為含鋯硅灰、羧甲基纖維素、黃糊精的混合物。本發(fā)明搗打料按上述原料配好后，按照如下制備工藝混合加工成搗打料先將搗 打料的骨料和粉料、添加劑進(jìn)行混合均勻，再加濃度為60%的磷酸二氫鋁溶液在攪拌機(jī)中 充分?jǐn)嚢杈鶆颍怪纬赡苁帜蟪蓤F(tuán)的物料，再用塑料包裝袋包裝成品。然后，根據(jù)現(xiàn)場需 要進(jìn)行人工搗打或氣動(dòng)錘搗打，搗打密度必須大于3. 6g/cm3。本發(fā)明搗打料的技術(shù)原理及突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)在于1、以氧化鋯尤其是電熔鋯作為搗打料的主要原料，通過一定的顆粒級(jí)配，加入適 量的結(jié)合劑和添加劑，使本發(fā)明搗打料具備了優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱震穩(wěn)定性、抗氧化性、 抗沖刷性及更高的強(qiáng)度，同時(shí)生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于成型，無污染。2、本發(fā)明在電熔鋯種類的選擇上，優(yōu)選電熔半穩(wěn)定型氧化鋯，使本發(fā)明搗打料的 抗熱震性得到進(jìn)一步改善。其原理在于半穩(wěn)定型氧化鋯只有一部分氧化鋯與穩(wěn)定劑生成了 固溶體，由高溫冷卻到常溫時(shí)，仍有一部分氧化鋯發(fā)生相變，由立方相或四方相轉(zhuǎn)化為單斜 相，并伴隨發(fā)生一定的體積變化。由于此體積變化較小，所以不會(huì)造成制品燒結(jié)體的破壞。 相反，由于此體積的變化，可在制品燒結(jié)體內(nèi)產(chǎn)生一定量的顯微裂紋，這種顯微裂紋在材料 受到熱應(yīng)力作用時(shí)，能起到吸收裂紋擴(kuò)展能量的作用，抑制裂紋的擴(kuò)展，提高材料的抗熱震 能力。本發(fā)明搗打料產(chǎn)生的有益效果
1、開拓了氧化鋯搗打料工業(yè)化生產(chǎn)的先河，彌補(bǔ)了市場空缺，生產(chǎn)的氧化鋯搗打 料的氧化鋯含量可高達(dá)85%以上；2、可在1600度以上的超高溫環(huán)境下長期使用，具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性(耐侵蝕)、 熱震穩(wěn)定性、抗氧化性、抗沖刷性及更高的機(jī)械強(qiáng)度；3、生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于成型，無污染。本發(fā)明搗打料可廣泛應(yīng)用于冶金，建材，有色金屬冶煉，化工，機(jī)械等制造行業(yè)，主 要應(yīng)用于工業(yè)爐窯的中高溫部位，比如高爐鐵溝、電弧爐熔蓋、爐內(nèi)襯、熔煉爐的修補(bǔ)或者 不方便澆注施工的部位。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)思原理、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式 詳予說明。實(shí)例1 搗打料的組分和重量百分比含量為骨料60份，粉料40份，外加結(jié)合劑 2份，添加劑10份；所述骨料的成分是電熔半穩(wěn)定型氧化鋯顆粒，粒度為0. 088-10mm的
430份，粒度為10-25mm的30份；所述粉料的成分是電熔半穩(wěn)定型氧化鋯粉，粒度為2000 目-500目的20份，粒度為8000-2000目的20份；所述結(jié)合劑為濃度60 %的磷酸二氫鋁溶 液；所述添加劑為含鋯硅灰、羧甲基纖維素與黃糊精的混合物。濃度60%的磷酸二氫鋁溶液是一種常用的耐火材料結(jié)合劑，它的優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)度能 從低溫保持到高溫，比較適合做氧化鋯這種難以燒結(jié)材料的結(jié)合劑。含鋯硅灰、羧甲基纖維素與黃糊精的混合物作為添加劑的作用一是增加搗打料 的可塑性，二是增加搗打料中、低溫時(shí)的燒結(jié)強(qiáng)度。配好上述原料后，按照如下制備工藝混合加工成搗打料先將搗打料的骨料和粉 料、添加劑進(jìn)行混合均勻，再加濃度為60%的磷酸二氫鋁溶液在攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢杈鶆?，?之形成能手捏成團(tuán)的物料，再用塑料包裝袋包裝成品。然后，根據(jù)現(xiàn)場需要進(jìn)行人工搗打或 氣動(dòng)錘搗打，搗打密度必須大于3. 6g/cm3。制備好的搗打料經(jīng)過測試，氧化鋯搗打料300°C X 24h烘干后抗壓強(qiáng)度29. IMpa, 1700 0C X3h燒后抗壓強(qiáng)度74. 3Mpa。實(shí)例2 搗打料的組分和重量百分比含量為骨料80份，粉料20份，外加結(jié)合劑15 份，添加劑0. 5份；所述骨料的成分是脫硅鋯顆粒和電熔半穩(wěn)定型氧化鋯顆粒的混合物，粒 度為0. 088-10mm的占30份，粒度為10_25mm的占50份；所述粉料的成分是脫硅鋯粉、電熔 半穩(wěn)定型氧化鋯粉、硅酸鋯粉、鋯英粉的混合物，其中電熔半穩(wěn)定型氧化鋯粉的粒度為2000 目-500目，占10份，其他粉的粒度為8000-2000目，占10份；所述結(jié)合劑為濃度60%的磷 酸二氫鋁溶液；所述添加劑為含鋯硅灰、羧甲基纖維素、黃糊精的混合物。配好上述原料后，按照如下制備工藝混合加工成搗打料先將搗打料的骨料和粉 料、添加劑進(jìn)行混合均勻，再加濃度為60%的磷酸二氫鋁溶液在攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢杈鶆颍?之形成能手捏成團(tuán)的物料，再用塑料包裝袋包裝成品。然后，根據(jù)現(xiàn)場需要進(jìn)行人工搗打或 氣動(dòng)錘搗打，搗打密度必須大于3. 6g/cm3。制備好的搗打料經(jīng)過測試，氧化鋯搗打料300°C X 24h烘干后抗壓強(qiáng)度29. 6Mpa, 1700 °C X3h燒后抗壓強(qiáng)度75. 6Mpa。實(shí)例3 搗打料的組分和重量百分比含量為骨料40份，粉料60份，外加結(jié)合劑 10份，添加劑5份；所述骨料的成分是電熔半穩(wěn)定型氧化鋯顆粒，粒度為0. 088-10mm的占 20份，粒度為10-25mm的占20份；所述粉料的成分是電熔半穩(wěn)定型氧化鋯粉，粒度為2000 目-500目的30份，8000-2000目的占30份；所述結(jié)合劑為濃度60%的磷酸二氫鋁溶液；所 述添加劑為含鋯硅灰、羧甲基纖維素、黃糊精的混合物。配好上述原料后，按照如下制備工藝混合加工成搗打料先將搗打料的骨料和粉 料、添加劑進(jìn)行混合均勻，再加濃度為60%的磷酸二氫鋁溶液在攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢杈鶆?，?之形成能手捏成團(tuán)的物料，再用塑料包裝袋包裝成品。然后，根據(jù)現(xiàn)場需要進(jìn)行人工搗打或 氣動(dòng)錘搗打，搗打密度必須大于3. 6g/cm3。制備好的搗打料經(jīng)過測試，氧化鋯搗打料300°C X 24h烘干后抗壓強(qiáng)度30. 8Mpa, 1700 °C X3h燒后抗壓強(qiáng)度76. 2Mpa。實(shí)例4 搗打料的組分和重量百分比含量為骨料60份，粉料40份，外加結(jié)合劑8 份，添加劑2份；所述骨料的成分是電熔半穩(wěn)定型氧化鋯顆粒，粒度為0. 088-10mm的占20 份，粒度為10_25mm的占40份；所述粉料的成分是脫硅鋯粉、電熔半穩(wěn)定型氧化鋯粉、硅酸鋯粉、鋯英粉的混合物，其中電熔半穩(wěn)定型氧化鋯粉的粒度為2000-500目，占10份，其他粉 的粒度為8000-2000目，占30份；所述結(jié)合劑為濃度60%的磷酸二氫鋁溶液；所述添加劑 為含鋯硅灰、羧甲基纖維素、黃糊精的混合物。配好上述原料后，按照如下制備工藝混合加工成搗打料先將搗打料的骨料和粉 料、添加劑進(jìn)行混合均勻，再加濃度為60%的磷酸二氫鋁溶液在攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢杈鶆?，?之形成能手捏成團(tuán)的物料，再用塑料包裝袋包裝成品。然后，根據(jù)現(xiàn)場需要進(jìn)行人工搗打或 氣動(dòng)錘搗打，搗打密度必須大于3. 6g/cm3。制備好的搗打料經(jīng)過測試，氧化鋯搗打料300°C X 24h烘干后抗壓強(qiáng)度31. 6Mpa, 1700 °C X3h燒后抗壓強(qiáng)度77. 8Mpa。本發(fā)明以氧化鋯尤其是電熔鋯作為搗打料的主要原料，通過一定的顆粒級(jí)配，加 入適量的結(jié)合劑和添加劑，使本發(fā)明搗打料具備了優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱震穩(wěn)定性、抗氧化 性、抗沖刷性及更高的強(qiáng)度，同時(shí)生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于成型，無污染。本發(fā)明優(yōu) 選電熔半穩(wěn)定型氧化鋯，使本發(fā)明搗打料的抗熱震性得到進(jìn)一步改善。本發(fā)明搗打料產(chǎn)生的有益效果為1、開拓了氧化鋯搗打料工業(yè)化生產(chǎn)的先河，彌補(bǔ)了市場空缺，生產(chǎn)的氧化鋯搗打 料的氧化鋯含量可高達(dá)85%以上；2、可在1600度以上的超高溫環(huán)境下長期使用，具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性(耐侵蝕)、 熱震穩(wěn)定性、抗氧化性、抗沖刷性及更高的機(jī)械強(qiáng)度；3、生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于成型，無污染。本發(fā)明搗打料可廣泛應(yīng)用于冶金，建材，有色金屬冶煉，化工，機(jī)械等制造行業(yè)，主 要應(yīng)用于工業(yè)爐窯的中高溫部位，比如高爐鐵溝、電弧爐熔蓋、爐內(nèi)襯、熔煉爐的修補(bǔ)或者 不方便澆注施工的部位。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均 同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種搗打料，包括骨料、粉料、結(jié)合劑和添加劑，其特征在于所述的搗打料的組分 和重量份為骨料40-80份，粉料20-60份，兩種組分之和為100份； 外加結(jié)合劑2-15份，添加劑0. 5-10份；所述骨料的成分是脫硅鋯顆粒、電熔鋯顆粒的一種或兩種組分，粒度為0. 088-25mm ； 所述粉料的成分是脫硅鋯粉、電熔鋯粉、硅酸鋯粉、鋯英粉中的一種或多種組分，粒度 為 8000-500 目；所述結(jié)合劑為濃度60%的磷酸二氫鋁溶液；所述添加劑為含鋯硅灰、羧甲基纖維素與黃糊精的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搗打料，其特征在于所述電熔鋯為電熔半穩(wěn)定型氧化鋯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搗打料，其特征在于外加結(jié)合劑8-10份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搗打料，其特征在于外加添加劑2-5份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的搗打料，其特征在于所述的搗打料的組分和重量份為骨料60份，粉料40份，兩種組分之和為100份；外加結(jié)合劑8份，添加劑2份；所述骨 料的成分是電熔半穩(wěn)定型氧化鋯顆粒，其中粒度為0. 088-10mm的20份，粒度為10_25mm的 40份；所述粉料的成分是脫硅鋯粉、電熔半穩(wěn)定型氧化鋯粉、硅酸鋯粉、鋯英粉的混合物， 其中電熔半穩(wěn)定氧化鋯粉的粒度為2000-500目，占10份，其他粉的粒度為8000-2000目， 占30份；所述結(jié)合劑為濃度60%的磷酸二氫鋁溶液； 所述添加劑為含鋯硅灰、羧甲基纖維素、黃糊精的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋯搗打料，尤其是一種電熔鋯搗打料，包括骨料、粉料、結(jié)合劑和添加劑，其特征在于所述的搗打料的組分和重量份為骨料40-80份，粉料20-60份，兩種組分之和為100份，外加結(jié)合劑2-15份，添加劑0.5-10份；所述骨料的成分是脫硅鋯顆粒、電熔鋯顆粒的一種或兩種組分，粒度為0.088-25mm；所述粉料的成分是脫硅鋯粉、電熔鋯粉、硅酸鋯粉、鋯英粉的一種或多種組分，粒度為8000-500目；所述結(jié)合劑為濃度60％的磷酸二氫鋁溶液；所述添加劑為含鋯硅灰、羧甲基纖維素、黃糊精的混合物；本發(fā)明搗打料具備優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱震穩(wěn)定性、抗氧化性、抗沖刷性及更高的強(qiáng)度，同時(shí)生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于成型，無污染。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102134166SQ20111009207
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者葉旦旺, 吳純橋, 朱忠雄, 范圣華, 韓雙林 申請(qǐng)人:福建三祥工業(yè)新材料有限公司