一种玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及无机非金属材料技术领域，具体涉及一种玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料及其制备方法，属于耐火材料技术分支。


背景技术：

2.旋转管是玻璃拉管系统最主要部件，目前玻璃窑旋转管常用铝硅系耐火材料，制备原料种类繁多，所得旋转管的组分和其中氧化铝含量不同，其性能优劣直接影响玻璃管的产量、质量，也直接影响着玻璃熔窑的整体价值与效益。目前玻璃窑拉管机旋转管用材主要是铝硅系耐火材料，其主要物相是莫来石，以及较少量的硅线石族矿物、刚玉、石英和非晶相。旋转管在使用过程中，刚玉相遇到碱性氧化物会发生生晶相转变，引发体积膨胀，造成基体酥松；莫来石、石英及所含非晶相和玻璃液中的钠、硼氧化物发生反应，产生低熔物钠长石等。工作过程中产生的低熔物会发生摔入玻璃液中现象，形成玻璃管中的瑕疵物，降低产品的成品率。
3.在旋转管用耐火材料的各类性能指标中，抗碱蚀性是其主要指标。抗碱蚀性能良好的旋转管在使用时，能够减少或避免向玻璃液中甩出低熔物，不易污染玻璃液，产品合格率高。旋转管用耐火材料的抗碱蚀性与其中所含的氧化铝量，以及硅线石族矿物种类和含量有关。耐火材料中氧化铝含量的不同，必然会引起其所含物相及含量的变化，与玻璃液中的钠、硼氧化物的反应程度不同；材料中所含的硅线石族矿物中在热处理过程中发生不同程度的莫来石化行为，所形成的组分和结构也会影响到材料的抗碱蚀性。
4.目前，国内外厂家提供的旋转管用耐火材料产品中，矿物组成多样，氧化铝的含量波动范围很大，覆盖55％-80％之间。通过选择不同粒度，不同氧化铝含量的莫来石和硅线石族矿物原料，确定旋转管材料中合理的氧化铝含量范围，以获得最佳的的抗侵蚀性。现有技术的旋转管的主要改进主要为针对其结构设计的发明专利，涉及抗侵蚀旋转管的研究处于空白。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料，能够抵抗碱性溶液侵蚀，不易产生低熔物污染玻璃液，适用于玻璃窑拉管机旋转管用材。
6.具体的，本发明玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料的制备方法，包括如下步骤：
7.1)以20～30wt％高纯烧结莫来石、15～25wt％电熔莫来石、0～15wt％硅线石、10～30wt％红柱石和8～15wt％结合粘土进行配料；
8.2)将上述原料在搅拌锅内干混5～10分钟，再加入占原料总量2～ 5wt％的结合剂，在湿碾机内湿混10～15分钟得到坯料；
9.3)坯料经冷等静压成型，坯体经烘干后置于电炉内，在 1500-1550℃下进行热处理，冷却后取出即得。
10.优选的，所述高纯烧结莫来石的主要化学成分是al2o3： 65～75wt％，sio2：25～30wt％，粒度分别为1-0.2mm，0.2-0mm，≤0.074mm，≤0.044mm。
11.优选的，所述电熔莫来石的主要化学成分是al2o3：65～75wt％， sio2：25～30wt％，粒度分别为0.2-0mm，≤0.074mm，≤0.044mm。
12.优选的，所述硅线石的主要化学成分是al2o3：56～60wt％，sio2： 35～44wt％，粒度为≤0.074mm。
13.优选的，所述红柱石的主要化学成分是al2o3：56～62wt％，sio2： 36～42wt％，粒度分别为0.2-0mm，≤0.074mm。
14.优选的，所述结合粘土的主要化学成分是al2o3：30～40wt％，sio2： 45～60wt％，粒度≤0.044mm。
15.优选的，步骤2)中所述结合剂为聚乙烯醇水溶液，浓度为1.0％。
16.优选的，步骤3)中成型压力为200mpa，烘干温度为110℃，烘干时间为48h。
17.优选的，步骤3)中热处理时间为6h。
18.本发明还涉及上述的制备方法制备得到的玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料。
19.本发明玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料，其主要特点是利用高纯莫来石、硅线石、红柱石和结合粘土为原料，经过混料、冷等静压成型、高温热处理制得。通过选用不同粒度、不同化学组成的原料，可形成含有硅线石族矿物，以及确定氧化铝含量的旋转管用抗碱蚀耐火材料。这种旋转管用抗碱蚀耐火材料能够抵抗玻璃液中碱性氧化物的侵蚀，不易产生低熔物污染玻璃液，有利于提高玻璃管制品的成品率。
20.本发明制得的玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料，经检测：体积密度为2.55～2.66g/cm3，显气孔率20～24％；48h的埋件法碱蚀实验后，试样没有发生肉眼可见的侵蚀损毁。
具体实施方式
21.实施例1：
22.玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料，经配料、干混、湿混、冷等静压成型、热处理后制得，所用原料由30wt％的高纯烧结莫来石、 15wt％的电熔莫来石、15wt％的硅线石、30wt％的红柱石和10wt％的结合粘土组成。将上述原料在搅拌锅内干混8分钟，再加入占原料总量 3wt％的聚乙烯醇水溶液，在湿碾机内湿混15分钟得到坯料。经200mpa 冷等静压成型，坯体经110℃
×
48h下烘干后置于电炉内，在1500℃下进行6h热处理，冷却后取出即得到旋转管用耐火材料。检测得到：体积密度为2.60g/cm3，显气孔率23％；48h的埋件法碱蚀实验后，试样没有发生肉眼可见的侵蚀损毁。
23.实施例2：
24.玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料，经配料、干混、湿混、冷等静压成型、热处理后制得，所用原料由30wt％的高纯烧结莫来石、 20wt％的电熔莫来石、10wt％的硅线石、30wt％的红柱石和10wt％的结合粘土组成。将上述原料在搅拌锅内干混7分钟，再加入占原料总量 3wt％的聚乙烯醇水溶液，在湿碾机内湿混12分钟得到坯料。经200mpa 冷等静压成型，坯体经110℃
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48h下烘干后置于电炉内，在1500℃下进行6h热处理，冷却后取出即得到
旋转管用耐火材料。检测得到：体积密度为2.61g/cm3，显气孔率23％；48h的埋件法碱蚀实验后，试样没有发生肉眼可见的侵蚀损毁。
25.实施例3：
26.一种玻璃窑拉管机旋转管用抗碱蚀耐火材料，经配料、干混、湿混、冷等静压成型、热处理后制得，所用原料由30wt％的高纯烧结莫来石、20wt％的电熔莫来石、10wt％的硅线石、27wt％的红柱石和13wt％的结合粘土组成。将上述原料在搅拌锅内干混8分钟，再加入占原料总量5wt％的聚乙烯醇水溶液，在湿碾机内湿混12分钟得到坯料。经 200mpa冷等静压成型，坯体经110℃
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48h下烘干后置于电炉内，在1500℃下进行6h热处理，冷却后取出即得到旋转管用耐火材料。检测得到：体积密度为2.64g/cm3，显气孔率21％；48h的埋件法碱蚀实验后，试样没有发生肉眼可见的侵蚀损毁。
27.最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。