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耐火材料行业知识

耐火原料之硅线石的性能和应用案例 附18个耐材配方专利

  硅线石有多种颜色,主要有三种颜色变种:黄色,褐色和蓝色,其中黄色和褐色变种分布较硅线石有多种颜色,主要有三种颜色变种:黄色,褐色和蓝色,其中黄色和褐色变种分布较广,而蓝色变种则是矿物学上的珍品,据研究,硅线石中的铁,铬和钛是决定其颜色多样性的主要原因,同时与其生成的岩石环境有关系。
  1、黄色。黄色是自深度变质岩石和共生的伟晶岩来的未蚀变的硅线石单晶的特征。黄色硅线石是由于三价铁或在个别情况下是由于三价铬造成的。三价铁在八面体配位中占4/5,剩下的1/5是四面体配位。黄色主要是由四面体中的三价铁引起的。
  三价铁在光谱中的突出特征是两种有462nm、440nm和412nm的吸收波段和r中有616nm、474nm和436nm以及两种的r中有361nm的吸收波段。
  黄色硅线石含的三氧化二铁达1.8%和达0.3的三氧化二铬。
  2、褐色。褐色硅线石变种也是在深度变质岩石和共生伟晶岩岩石中形成的。某些褐色硅线石是来自于行于c方向的大量针状夹层的猫眼石,褐色硅线石中三氧化二铁的含量大于1%,见表10-1,其吸收光谱具有作为黄色硅线石特点的某些铁的特征,突出带是在约452nm 和542nm。
  3、蓝色。 蓝色硅线石与铁含量低有关系,氧化铁小于1%,氧化钛为痕量,跟蓝晶石一样,颜色很可能是中间价电子转化的结果。
  硅线石精矿的化学成分、矿物组成和耐火度
  精矿的矿物组成,经重砂分析,牌号GJ56及GJ-58精矿含硅线石矿物都在95%以上。
  硅线石精矿中硅线石矿物含量与精矿粒度一样,均受选矿工艺流程,矿石特征所制约。牌号GJ-56精矿含硅线石96.31%,牌号GJ-58精矿含硅线石97.49%,都高于95%。硅线石精矿的三氧化二铝含量主要是由硅线石主矿物所组成,此外由云母、石榴子石等杂质引入。
  从上述精矿的化学成分及矿物组成可见,各级硅线石精矿、杂质总量均较小,约3%左右。此杂质量是矾土媒质总量的一半左右。我国矾土中TiO2约占3.5%,Fe2O3+RO+R2O约占3%左右。精矿中杂质的来源主要由云母、金红石、钛铁矿、赤褐铁矿、石榴子石等引起。
  经酸处理的精矿,因除去硅线石表面铁膜和赤、褐铁矿等杂质,颜色由棕黄色变白色或灰白色。
  精矿的耐火度均较高,大于1830℃,随Al2O3含量升高而递增。
  硅线石的应用实例
  1、 耐高温防磨涂料
  本发明涉及一种用于火力发电厂锅炉受热面的金属管壁上的耐高温防磨涂料。本发明由占总重量30%至40%甲料和占总重量60%至70%乙料组成。甲料为复合磷酸盐结合剂,由双氢磷酸铝、硅溶胶、钾水玻璃混合加热反应冷却后制得;乙料为混合粉料,由白刚玉细粉、白刚玉超微粉、棕刚玉细粉、棕刚玉超微粉、红柱石、硅线石、生粘土、硼砂、六偏磷酸钠混合均匀制成。本发明使用时在现场将甲料和乙料搅拌混合后,直接刷涂或喷涂在锅炉炉管金属管壁上,经常温养护及高温固化,即形成一层表面光滑、耐磨性能好的防磨涂料。能起到保护锅炉炉管免受高温高速烟气流的冲刷和腐蚀的作用,有效地延长了炉管的使用寿命。
  2 、硅线石质耐火球及其生产方法
  本发明涉及一种直径为60~70mm的硅线石质耐火球及其生产方法,主要适用于500m3以下炼铁高炉球式热风炉上部的热交换材料。该耐火球通过合理的配料,经均匀混炼、半干机压成型、烧成等工序制做而成。该耐火球具有热震稳定性好、热容大、抗侵蚀、球与球之间不粘结、不易炸裂、剥落,能提高热风炉换热效率等优点,是500m3以下炼铁高炉球式热风炉上部理想的热交换材料。
  3、 聚苯乙烯法高岭土-硅线石质隔热耐火制品本发明涉及一种聚苯乙烯法硅线石质新型隔热耐火制品,其特点是制品的氧化铁含量低,耐压强度高,抗热冲击性好,特别适宜使用在含炭还原气氛的工业窑炉中作隔热内衬;制品勿需烧成后的切、磨精整,节省原料。
  4 、高强度不定型耐火材料
  高强度不定型耐火材料,是砌筑高温窑炉之用耐火泥。该不定型耐火材料由蓝晶石或红柱石、硅线石以及结合粘土、钠质水玻璃组成,其中蓝晶石或红柱石、硅线石含量60~75%,结合粘土含量5~15%,钠质水玻璃含量12~25%。根据以上配方制作的高强度不定型耐火材料,其常温下粘结弯曲强度可达17.03MPa,烧结后弯曲强度达20.82,耐火度大于1790℃,达到和优于国内外同类材料,并且其生产成本大大低于用铝粉和锆粉为原料的同类耐火泥。
  5、稀土复合碳化硅材料及其用途
  一种稀土复合碳化硅材料及其用途,属于耐火材料及其成型制品。包括碳化硅和天然硅线石组成的骨料50%—80%,稀土氧化物Y2O3、La2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3之一或两种以上组合0.5—4%;粘土、Al2O3、BaCO3、滑石、天然硅线石组成的结合剂20%—49%。用于制造在1400℃以下长期使用的抗氧化,耐腐蚀装置,如循环流化床锅炉分离器使用寿命3年以上,燃烧器喷嘴、耐腐蚀输液泵密封件、窑炉器具等。
  6、 耐磨耐火材料
  本发明公开了一种尤其适合循环流化床、沸腾炉等工业炉中使用的耐磨耐火材料,其主要改进在组成耐火材料的骨架料和基质料中均使用了一定量的天然硅线石类矿物。本发明耐磨耐火材料较通常使用高铝质和碳化硅质耐磨耐火材料,在不增加或很少增加成本下,大大提高了耐火材料制品的机械强度、热稳定性和耐磨损冲刷性,提高了连续使用寿命。
  7、一种复合隔热高温耐火涂料的生产方法
  本发明提供一种复合隔热高温耐火涂料的生产方法,是以瓷土、漂珠、硅线石、稀土高温胶、改性硅藻土、稀土粘合剂、改性膨胀珍珠岩和水为原料,经原料处理、浸泡、按比例混合搅拌、静置消泡等工序复合制作而成,浸泡可在常温下进行,混合搅拌时可同时将所有原料一次混合搅拌,因而本发明具有工艺简单、设备少、成本低、效率高等优点。生产的涂料隔热保温效果好,完全阻燃耐煅烧,粘结力强,施工速度快,适用于800℃~1400℃的各种工业炉窑及设备的保温隔热工程,可使耐火层和隔热层合二为一,省工省时。
  8、具有高温自增强作用的耐火浇注料及其生产方法本发明涉及一种耐火浇注料及其生产方法。这种浇注料在高温使用过程中可通过内部组织结构的调整具有自增强作用,其生产方法是将蓝晶石族矿物(包括蓝晶石、红柱石、硅线石三种矿物)的微米级粉体(简称微粉)与高铝矾土熟料及结合剂按一定比例配合,制成耐火浇注料,该材料可以做为各类高温窑炉的砌筑材料,也可制成预制件或不烧砖使用。本发明原料来源广泛、工艺简单、产品高温强度大、便于实施推广。
  9、 多功能复合型保温毡(膏)
  本发明公开了一种多功能复合型保温毡(膏),属新型保温材料。由硅线石、海泡石、硅酸铝等十四种化工原料经化学反应而成。其反应后所产生的膏状流体为高级绝热涂料,其固体型材为多功能复合型保温毡,具有阻燃、绝热、保温、防水、隔音、抗震、耐酸碱腐蚀,无环境污染、对人体无危害、无毒负作用、能弯曲、易切割等特点,是一种良好的水、汽管道、炉体等保温及室内装饰材料。
  10、 蓄热式陶瓷球和蜂窝体的原料配方及成型工艺本发明涉及一种用于蓄热式燃烧装置的蓄热式陶瓷球和蜂窝体的原料配方及成型工艺。其原料配方按重量百分比计为堇青石40~70%,硅线石5~15%,红柱石10~20%和锆英石15~35%。其成型工艺是采用热压灌浆成型工艺。本发明的产品性能优于现有的普通氧化铝球,其成型工艺适用于生产陶瓷球和陶瓷蜂窝体。
  11、 密孔芯型过滤器
  “密孔芯型过滤器”是高温金属熔体过滤净化的元件。该过滤器由于采用硅线石、高铝钒土等高级耐火材料为主要原料烧结而成,因而弥补了现有芯型过滤器的不足。由于本过滤器的过滤孔径小,数目多,提高了过滤效果,同时,高的耐火度和良好的热稳定性使本过滤器特别用于铸钢、铝铜合金、灰口铸铁、球墨铸铁等金属的熔体过滤净化。而且造价低,制造简单。
  12、 复方硅线石预制式整体坩埚
  本实用新型公开了一种复方硅线石预制式整体坩埚,其特征是采用白刚玉,电熔莫来石,刚玉粉,锆英石和硅线石粉等材料将坩埚预制成型,坩埚内表面为球底柱形,外表面为圆柱形。按本实用新型预制的坩埚包括0.3吨至5吨的酸性,碱性和中性坩埚,使用炉次可达40炉以上,安全系数大大提高,大大缩短工序周期,并大幅度降低原材料费用。
  13、高耐磨砖及其制造方法
  高耐磨砖,由50-60%的烧结莫来石、20-30%的硅线石、5-15%的软质粘土、5-15%的锆英砂、2-3%的复合结合剂混配而成,应用中效果明显,最大表现为磨损小、耐碱侵蚀、热震稳定性好、使用寿命长,除适用于造纸行业中,还可应用于大型水泥回转窑下下侧过渡、分解带、窑口、冷却机。
  14、 刚玉-莫来石绝热砖
  一种刚玉-莫来石绝热砖,各组分的重量配比为(%):电熔白刚玉<325 目30-40%,αAl2O3<325目20-30%,γAl2O3<10μm 20-30%,硅线石<120 目10-20%,苏州1号泥<280目8-15%,外加:水25-30%,聚苯乙烯发泡球 0.5-2mm体积比为0.075-0.085m2/100kg,锯木屑0-0.5mm体积比为0.07- 0.08m2/100kg,本发明的刚玉-莫来石绝热砖,使用寿命长,可耐1700℃以上的高温,能直接接触火焰,耐各种气氛腐蚀,低导热,低热容,并具有优异的热震稳定性能。
  15、 泥浆结合成型的抗热震耐火砖及其生产方法本发明是一种由泥浆结合成型的抗热震耐火砖及其生产方法,可有效解决耐火砖抗震性能差、使用寿命短的问题,其解决的技术方案是,本发明耐火砖由莫来石、硅线石粉、高铝粉、红柱石、堇青石粉和白泥构成基料,再加入基料重量的3-15%的泥浆结合剂成型后烧结制成,其生产方法是按基料组方要求加入泥浆结合剂,经混碾均匀,用成型机成型,再在≥1350℃高温下的烧结炉内烧制而成,本发明产品抗热震性能好,在使用中有效防止掉砖、碎裂,使用寿命长,生产效率高,避免因停炉维修给企业造成的极大经济损失,推广应用前景广阔,经济和社会效益巨大。
  16、 高热震性莫来石-堇青石耐火组合物
  本发明涉及一种耐火材料,尤其是炼铁热风炉陶瓷燃烧器用高热震性耐火材料,其特征是基本由30-50wt%合成莫来石,15-25wt%合成堇青石,10-20wt%硅线石,5-10wt%红柱石,5-10wt%α氧化铝超微粉,4-6wt%粘土组成。不仅保留了原堇青石耐火材料优异性能,而且极大提高了抗热震性,及常温耐压强度,具有优良的综合性能,用于钢厂炼铁热风炉,经模拟试验可以达到一代炉龄 20-25年的使用寿命。本发明耐火组合物,特别适用于温度变化较大,对热震稳定性要求较高,且对工作气氛无特别要求场合使用。
  17、 硅线石、红柱石微粉结合的耐火球
  本发明涉及一种耐火材料,特别是涉及一种硅线石、红柱石微粉结合的耐火球。以重量百分比表示,原料中含有高铝料40~60%,气化SiO2微粉1~5 %,硅线石2~8%,红柱石2~14%,焦宝石10~30%,白干粘土8~15%,另外加入占原料总重2~8%的外加剂。本发明耐火球具有以下优点:(1)其高温蠕变率在0.2MPa×1400℃×5h条件下,降低到0.3%以下。(2)耐压强度高,达到2.5万N/球。(3)抗高温性能好,1500℃高温下,球体不变形,不软化。(4) 产品寿命长,一次炉役均在5年以上,节省了大量检修费用,具有较好的经济和社会效益。
  18、 抗水泥熟料浸蚀高铝砖及其制造方法
  抗水泥熟料浸蚀高铝砖,属耐火材料领域,由矾土颗粒、矾土细粉、硅线石、锆英砂微粉、粘土外加磷酸铝配比而成,制得的高铝砖抗碱浸性能高、耐磨系数大、砖使用寿命长且成本低廉,适用范围广,可应用于水泥窑后烧成带及玻璃窑承重强、承重炉条、出料槽以及水玻璃窑的熔池大弦及炉墙等重要部位。


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