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熔融石英制品生产新工艺的探讨.pdf

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熔融石英制品生产新工艺的探讨.pdf

熔融石英制品生产新工艺的探讨 周永涛鄢凤明郭江华娄来宾郑学杰 山东中齐耐材有限公司科技开发部青岛266043 摘要选用颗粒形状比较规则,且粒度细、表面易溶胶化的特制熔融石英粉为原料,适当降低颗粒临 界粒度,由原有的1mm降到了o.5mnl,增加细粉含量,加入合适的减水剂,并选用硅溶胶作结合剂, 硅溶胶的加八量小于5%,从而成功地实现了直接配料制浆,并达到或超过了原有磨制科浆效果.采取 直接配料混合制浆,减少了磨制工艺环节,降低了生产操作难度和生产成本,缩短了生产周期,提高了 生产灵活性。同时通过适当调整粒度组成,选择合适的添加剂及采用无氧化烧成等措施,有效地减缓了 坯体的方石英化,使烧成温度得以大幅度提高,从而使坯体充分烧结,致密度明显改善,提高制品的性 能. 关键词熔融石英,直接配料制浆,生产工艺 熔融石英制品热膨胀系数小(0.5×104℃“),热导率低(O.8 W·(m·K)‘1),抗热震性好,耐化学侵蚀 (特别是酸和氯),高温时粘度大,强度高,导电率低,,“泛应用了二冶金、化工、轻工业中。在钢铁工 业中,因其具有抗热震性好,不粘钢与渣,浇注时不堵塞,成本低,可以不烘烤使用等优点,可广泛应 用于连铸生产中…。 传统石英水口的生产采用磨制制浆工艺,质量不易控制,周期长且不适合小规模生产及试验,生产 灵活性差。针对上述弊端,通过大量试验,采取直接配料混合制浆,减少了制浆工艺环节,降低了生产 操作难度和成本,提高了生产灵活性和产品性能。 1试验过程 于介稳状态,在无其他氧化物存在时于1000℃以上能缓慢地析山*方石英晶粒(即高温析晶),洳方石 英在低温时又转化为9.方石英,发生体积变化(-3.7%),造成制品松散、剥落甚至开裂而降低其抗热震 性【l】。因此,只要保证原料在烧成中产生的方石英量在一定范围内,就能确保其良好的抗热震性;而制 品在铸钢中损毁的主要原因是,耐火材料在使用过程中气孔被钢水及熔渣侵入而加速其损毁。所以,提 高制品密度,减少析晶量,就可提高产品寿命。制品的密度可由下列两个生产环节加以调控:(1)完善 烧成制度,使制品烧成良好;(2)提高浇注生坯的密度。 1.1原料选择及对比分析 要实现直接配料制浆,首先要选好原料。传统工艺采用磨制制浆,熔融石英在湿磨过程中Si02发 生水化作用,生成硅酸胶体,增强料浆的悬浮性能,通过控制湿磨时间、加水量可以控制料浆的粒度组 ·146· 成、流动性等性能。而直接配料制浆则不然,必须先把合适粒度的原料进行配料,并在混合搅拌过程中, 使料浆形成合适的粘度及流动性。由于小于5lam的微粒具有很好的结合性能,如果其含量过少,料浆 悬浮性差,大颗粒会因重力作用很快的沉淀,造成坯体体积密度与气孔率分布不均,因此.小于5.am 的微粒的加入,显得尤其重要。 试验所用各种石英粉的粒度分布见表1。 表1各种石英粉的粒度分布 选用以上细粉,配合其他粒度的东海石英作混合对比试验,试验结果如下: (1)将磨制好的料浆烘干打碎,保持其原有颗粒组成不变,加水重混,结果在原有加水量(15% =以下.根本无法还原其原有流动性,在加水量增至30%后才接近原有流动效果。 (2)将东海熔融石英细粉加少量水在瓷罐中磨制浆体,结果仅打磨2h,料浆便拥有了很好的流 动性;而相同配比的料和水,直接搅拌却几乎无法使之形成流动体。 (3)分别采用东海熔融石英、特制熔融石英,在相同条什‘r按一定配比混合搅拌,发现在泥料达 到相同流动性时,前者的加水量为30%,而后者仅为17%。 在光学显微镜下可以看到:特制熔融石英粉颗粒形状比较规则,呈立方体,且粒度细,表面易溶胶 化;而同粒度的东海熔融石英粉颗粒形状不规则,多菱形,粒度较粗,表面溶胶化不明显,有的还存在 气孔。 通过以上试验可知,要直接配料混合制得合适的料浆,必须选用一种颗粒形状比较规则,且粒度细、 表面易溶胶化的原料; 原料的形状和粒度分布对料浆的浇注性能影响很大,而且颗粒愈细,其颗粒形 状对料浆的浇注性能影响也愈大。 1.2料浆的制备 料浆的浇注性能对砖坯的密度、气孔率、强度都有很大影响,而影响料浆浇注性能的主要因素是料 浆的粒度组成、比重及流动性。 1.2.I料浆的粒度组成 传统认为,细粉料在烧成中易析晶,其含量不宜太大,而增加粗颗粒含

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