玻璃窯用鋯英石磚的原料及性質

玻璃窯用鋯英石磚的主要以單一鋯英石燒結而制成的，為了改善鋯英石磚的性能，還有加入其他成分(如氧化鋯、高鋁礬土、電熔剛玉或氧化鉻等)的特殊鋯英石磚。

鋯英石原料的性質

鋯英石(ZrSiO4)的理論組成為ZrO2 67.2%， SiO2 32.8%。它經常含有0.5%-3.0% HfO， 0%-2% 

TiO2和微量的稀土氧化物，因而帶有微量的放射性。

鋯英石屬正方晶系，比重變動范圍很廣，為3.9-4.9。硬度為7-8。有完全無色的，亦有淡黃、淺灰、淡黃綠、棕黃和淡紅褐色。

鋯英石的熱導率較低，線膨脹系敗較其結晶相比低，鋯英石是化學惰性的，難與酸發生作用，一些熔金屬也不與其發生作用，而玻璃和爐液在較小程度上與之發生反應，熔融的堿的氟化物，氫氧化物，碳酸鹽和亞硫酸鹽能將鋯英石分解，除此之外，堿和酸的溶液在加熱時不與鋯英石作用。

玻璃熔窯用鋯英石磚技術要求

鋯英石磚是玻璃窯砌筑常用耐火磚之一，其主體原料為鋯英石(ZrO2·SiO2)。鋯英石為正方晶系礦物，硬度7.8，熔點為2550℃，鋯英石的化學性能相當穩定，不受熔化玻璃和爐渣的侵蝕影響。在玻璃池窯的應用上，主要在玻璃熔窯大碹碹渣、看火孔、檢測孔，以及熔化部的胸墻，拱腳池底密封層等部位使用。鋯英石磚抗無堿玻璃液侵蝕性較好，可以用作與無堿玻璃液接觸、溫度較低部位的耐火材料。抗熱沖擊性較好的骨料型鋯英石磚，可用于溫度變化不大的上部結構。此外，鋯剛玉磚在1650℃以下電絕緣性能好，還可用作電部位材料。

鋯英石磚的生產工藝

鋯英石磚是以鋯英石為主晶相的耐火磚，是含鋯質耐火材料的重要品種之一。今天介紹下鋯英石磚的生產工藝。

(1)原料的處理。

鋯英石磚的原料是精選的鋯英石礦砂，簡稱鋯砂。其中含鋯英石約90%。鋯英石精礦砂粒度很細，而且單一，一般為0.1—0.2mm，不宜直接制耐火磚。

欲制成有粗顆粒的純鋯英石耐火磚，為便于調整耐火磚的粒度組成，并減少燒成收縮，通常，要對精礦砂預先煅燒或高溫熔融制成鋯英石熟料團塊。煅燒熟料時首先將精礦砂的一部分磨成細粉，與另一部分精礦砂混合，用暫時性有機結合劑粘結制成料球或荒坯，在1500—1700℃(低于鋯英石分解溫度)下煅燒成密實的團塊。若存在堿金屬氧化物或MgO、CaO等礦化劑，則也可在1050℃以上的較低溫度下煅燒。鋯英石砂在煅燒時從900℃開始產生收縮，約到1350℃收縮趨于停止，此后反而有所膨脹，在1700℃以后又急劇收縮。鋯英石精礦砂團塊經煅燒后致密性提高，體積密度可達3.5g/cm3以上。若以細粉料生產純鋯英石磚，則可直接將精礦砂在1450℃下煅燒，經急冷使其疏松，然后再磨細。

(2)耐火磚的生產。

生產純鋯英石磚宜采用暫時性的結合劑，如亞硫酸鹽紙漿廢液、糊精和木質素等。也可用乙基硅酸鹽，烷基酸鈣和磷酸以及水玻璃等。若用可塑耐火粘土作結合劑，耐火磚便于成型和燒結，但往往會引起耐火磚耐火度和體積穩定性的幽降低。特別是當配料中加入的粘土量較高時，影響尤為顯著。為促進純鋯英石磚的燒結，在配料中常加入少量CaO或Ca(OH)2、MgO或MgF2以及其他礦化劑。這種外加劑在高溫下促使ZrO2·SiO2分解，并與ZrO2形成ZrO2固溶體和進入玻璃相中，從而促進燒結。

用純鋯英石配料時，為保證耐火磚有良好的性質及的形狀，其顆粒粒度，結合劑和外加劑的數量等部須配合。對含有各級粗顆粒的耐火磚，需多級顆粒配料，細扮的比表面積和含量應比普通耐火磚高，以利于制成致密的坯體和便于燒結。若坯體完全由細顆粒組成，細粉的大粒度通常為44/μm以下，其中數微米級者應占多數。成型時，根據對耐火磚密度的要求，普通耐火磚一般以擠泥法和干壓法成型;致密者多用泥漿澆注法;高致密者常用泥漿澆注和等靜壓法。配料中各種組成應與成型方法相對應。這種純鋯英石耐火磚須在較高的溫度下燒成。高致密的耐火磚需更高的溫度根據坯體中細粉的性質、含量和礦化劑的種類與數量，高燒成溫度一般在1700℃左右，應控制在坯體燒結而不發生顯著變形的溫度下，并與保溫時間相對應。

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