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耐火材料行業知識

耐火原料之硅線石的性能和應用案例 附18個耐材配方專利

  硅線石有多種顏色,主要有三種顏色變種:黃色,褐色和藍色,其中黃色和褐色變種分布較硅線石有多種顏色,主要有三種顏色變種:黃色,褐色和藍色,其中黃色和褐色變種分布較廣,而藍色變種則是礦物學上的珍品,據研究,硅線石中的鐵,鉻和鈦是決定其顏色多樣性的主要原因,同時與其生成的巖石環境有關系。
  1、黃色。黃色是自深度變質巖石和共生的偉晶巖來的未蝕變的硅線石單晶的特征。黃色硅線石是由于三價鐵或在個別情況下是由于三價鉻造成的。三價鐵在八面體配位中占4/5,剩下的1/5是四面體配位。黃色主要是由四面體中的三價鐵引起的。
  三價鐵在光譜中的突出特征是兩種有462nm、440nm和412nm的吸收波段和r中有616nm、474nm和436nm以及兩種的r中有361nm的吸收波段。
  黃色硅線石含的三氧化二鐵達1.8%和達0.3的三氧化二鉻。
  2、褐色。褐色硅線石變種也是在深度變質巖石和共生偉晶巖巖石中形成的。某些褐色硅線石是來自于行于c方向的大量針狀夾層的貓眼石,褐色硅線石中三氧化二鐵的含量大于1%,見表10-1,其吸收光譜具有作為黃色硅線石特點的某些鐵的特征,突出帶是在約452nm 和542nm。
  3、藍色。 藍色硅線石與鐵含量低有關系,氧化鐵小于1%,氧化鈦為痕量,跟藍晶石一樣,顏色很可能是中間價電子轉化的結果。
  硅線石精礦的化學成分、礦物組成和耐火度
  精礦的礦物組成,經重砂分析,牌號GJ56及GJ-58精礦含硅線石礦物都在95%以上。
  硅線石精礦中硅線石礦物含量與精礦粒度一樣,均受選礦工藝流程,礦石特征所制約。牌號GJ-56精礦含硅線石96.31%,牌號GJ-58精礦含硅線石97.49%,都高于95%。硅線石精礦的三氧化二鋁含量主要是由硅線石主礦物所組成,此外由云母、石榴子石等雜質引入。
  從上述精礦的化學成分及礦物組成可見,各級硅線石精礦、雜質總量均較小,約3%左右。此雜質量是礬土媒質總量的一半左右。我國礬土中TiO2約占3.5%,Fe2O3+RO+R2O約占3%左右。精礦中雜質的來源主要由云母、金紅石、鈦鐵礦、赤褐鐵礦、石榴子石等引起。
  經酸處理的精礦,因除去硅線石表面鐵膜和赤、褐鐵礦等雜質,顏色由棕黃色變白色或灰白色。
  精礦的耐火度均較高,大于1830℃,隨Al2O3含量升高而遞增。
  硅線石的應用實例
  1、 耐高溫防磨涂料
  本發明涉及一種用于火力發電廠鍋爐受熱面的金屬管壁上的耐高溫防磨涂料。本發明由占總重量30%至40%甲料和占總重量60%至70%乙料組成。甲料為復合磷酸鹽結合劑,由雙氫磷酸鋁、硅溶膠、鉀水玻璃混合加熱反應冷卻后制得;乙料為混合粉料,由白剛玉細粉、白剛玉超微粉、棕剛玉細粉、棕剛玉超微粉、紅柱石、硅線石、生粘土、硼砂、六偏磷酸鈉混合均勻制成。本發明使用時在現場將甲料和乙料攪拌混合后,直接刷涂或噴涂在鍋爐爐管金屬管壁上,經常溫養護及高溫固化,即形成一層表面光滑、耐磨性能好的防磨涂料。能起到保護鍋爐爐管免受高溫高速煙氣流的沖刷和腐蝕的作用,有效地延長了爐管的使用壽命。
  2 、硅線石質耐火球及其生產方法
  本發明涉及一種直徑為60~70mm的硅線石質耐火球及其生產方法,主要適用于500m3以下煉鐵高爐球式熱風爐上部的熱交換材料。該耐火球通過合理的配料,經均勻混煉、半干機壓成型、燒成等工序制做而成。該耐火球具有熱震穩定性好、熱容大、抗侵蝕、球與球之間不粘結、不易炸裂、剝落,能提高熱風爐換熱效率等優點,是500m3以下煉鐵高爐球式熱風爐上部理想的熱交換材料。
  3、 聚苯乙烯法高嶺土-硅線石質隔熱耐火制品本發明涉及一種聚苯乙烯法硅線石質新型隔熱耐火制品,其特點是制品的氧化鐵含量低,耐壓強度高,抗熱沖擊性好,特別適宜使用在含炭還原氣氛的工業窯爐中作隔熱內襯;制品勿需燒成后的切、磨精整,節省原料。
  4 、高強度不定型耐火材料
  高強度不定型耐火材料,是砌筑高溫窯爐之用耐火泥。該不定型耐火材料由藍晶石或紅柱石、硅線石以及結合粘土、鈉質水玻璃組成,其中藍晶石或紅柱石、硅線石含量60~75%,結合粘土含量5~15%,鈉質水玻璃含量12~25%。根據以上配方制作的高強度不定型耐火材料,其常溫下粘結彎曲強度可達17.03MPa,燒結后彎曲強度達20.82,耐火度大于1790℃,達到和優于國內外同類材料,并且其生產成本大大低于用鋁粉和鋯粉為原料的同類耐火泥。
  5、稀土復合碳化硅材料及其用途
  一種稀土復合碳化硅材料及其用途,屬于耐火材料及其成型制品。包括碳化硅和天然硅線石組成的骨料50%—80%,稀土氧化物Y2O3、La2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3之一或兩種以上組合0.5—4%;粘土、Al2O3、BaCO3、滑石、天然硅線石組成的結合劑20%—49%。用于制造在1400℃以下長期使用的抗氧化,耐腐蝕裝置,如循環流化床鍋爐分離器使用壽命3年以上,燃燒器噴嘴、耐腐蝕輸液泵密封件、窯爐器具等。
  6、 耐磨耐火材料
  本發明公開了一種尤其適合循環流化床、沸騰爐等工業爐中使用的耐磨耐火材料,其主要改進在組成耐火材料的骨架料和基質料中均使用了一定量的天然硅線石類礦物。本發明耐磨耐火材料較通常使用高鋁質和碳化硅質耐磨耐火材料,在不增加或很少增加成本下,大大提高了耐火材料制品的機械強度、熱穩定性和耐磨損沖刷性,提高了連續使用壽命。
  7、一種復合隔熱高溫耐火涂料的生產方法
  本發明提供一種復合隔熱高溫耐火涂料的生產方法,是以瓷土、漂珠、硅線石、稀土高溫膠、改性硅藻土、稀土粘合劑、改性膨脹珍珠巖和水為原料,經原料處理、浸泡、按比例混合攪拌、靜置消泡等工序復合制作而成,浸泡可在常溫下進行,混合攪拌時可同時將所有原料一次混合攪拌,因而本發明具有工藝簡單、設備少、成本低、效率高等優點。生產的涂料隔熱保溫效果好,完全阻燃耐煅燒,粘結力強,施工速度快,適用于800℃~1400℃的各種工業爐窯及設備的保溫隔熱工程,可使耐火層和隔熱層合二為一,省工省時。
  8、具有高溫自增強作用的耐火澆注料及其生產方法本發明涉及一種耐火澆注料及其生產方法。這種澆注料在高溫使用過程中可通過內部組織結構的調整具有自增強作用,其生產方法是將藍晶石族礦物(包括藍晶石、紅柱石、硅線石三種礦物)的微米級粉體(簡稱微粉)與高鋁礬土熟料及結合劑按一定比例配合,制成耐火澆注料,該材料可以做為各類高溫窯爐的砌筑材料,也可制成預制件或不燒磚使用。本發明原料來源廣泛、工藝簡單、產品高溫強度大、便于實施推廣。
  9、 多功能復合型保溫氈(膏)
  本發明公開了一種多功能復合型保溫氈(膏),屬新型保溫材料。由硅線石、海泡石、硅酸鋁等十四種化工原料經化學反應而成。其反應后所產生的膏狀流體為高級絕熱涂料,其固體型材為多功能復合型保溫氈,具有阻燃、絕熱、保溫、防水、隔音、抗震、耐酸堿腐蝕,無環境污染、對人體無危害、無毒負作用、能彎曲、易切割等特點,是一種良好的水、汽管道、爐體等保溫及室內裝飾材料。
  10、 蓄熱式陶瓷球和蜂窩體的原料配方及成型工藝本發明涉及一種用于蓄熱式燃燒裝置的蓄熱式陶瓷球和蜂窩體的原料配方及成型工藝。其原料配方按重量百分比計為堇青石40~70%,硅線石5~15%,紅柱石10~20%和鋯英石15~35%。其成型工藝是采用熱壓灌漿成型工藝。本發明的產品性能優于現有的普通氧化鋁球,其成型工藝適用于生產陶瓷球和陶瓷蜂窩體。
  11、 密孔芯型過濾器
  “密孔芯型過濾器”是高溫金屬熔體過濾凈化的元件。該過濾器由于采用硅線石、高鋁釩土等高級耐火材料為主要原料燒結而成,因而彌補了現有芯型過濾器的不足。由于本過濾器的過濾孔徑小,數目多,提高了過濾效果,同時,高的耐火度和良好的熱穩定性使本過濾器特別用于鑄鋼、鋁銅合金、灰口鑄鐵、球墨鑄鐵等金屬的熔體過濾凈化。而且造價低,制造簡單。
  12、 復方硅線石預制式整體坩堝
  本實用新型公開了一種復方硅線石預制式整體坩堝,其特征是采用白剛玉,電熔莫來石,剛玉粉,鋯英石和硅線石粉等材料將坩堝預制成型,坩堝內表面為球底柱形,外表面為圓柱形。按本實用新型預制的坩堝包括0.3噸至5噸的酸性,堿性和中性坩堝,使用爐次可達40爐以上,安全系數大大提高,大大縮短工序周期,并大幅度降低原材料費用。
  13、高耐磨磚及其制造方法
  高耐磨磚,由50-60%的燒結莫來石、20-30%的硅線石、5-15%的軟質粘土、5-15%的鋯英砂、2-3%的復合結合劑混配而成,應用中效果明顯,最大表現為磨損小、耐堿侵蝕、熱震穩定性好、使用壽命長,除適用于造紙行業中,還可應用于大型水泥回轉窯下下側過渡、分解帶、窯口、冷卻機。
  14、 剛玉-莫來石絕熱磚
  一種剛玉-莫來石絕熱磚,各組分的重量配比為(%):電熔白剛玉<325 目30-40%,αAl2O3<325目20-30%,γAl2O3<10μm 20-30%,硅線石<120 目10-20%,蘇州1號泥<280目8-15%,外加:水25-30%,聚苯乙烯發泡球 0.5-2mm體積比為0.075-0.085m2/100kg,鋸木屑0-0.5mm體積比為0.07- 0.08m2/100kg,本發明的剛玉-莫來石絕熱磚,使用壽命長,可耐1700℃以上的高溫,能直接接觸火焰,耐各種氣氛腐蝕,低導熱,低熱容,并具有優異的熱震穩定性能。
  15、 泥漿結合成型的抗熱震耐火磚及其生產方法本發明是一種由泥漿結合成型的抗熱震耐火磚及其生產方法,可有效解決耐火磚抗震性能差、使用壽命短的問題,其解決的技術方案是,本發明耐火磚由莫來石、硅線石粉、高鋁粉、紅柱石、堇青石粉和白泥構成基料,再加入基料重量的3-15%的泥漿結合劑成型后燒結制成,其生產方法是按基料組方要求加入泥漿結合劑,經混碾均勻,用成型機成型,再在≥1350℃高溫下的燒結爐內燒制而成,本發明產品抗熱震性能好,在使用中有效防止掉磚、碎裂,使用壽命長,生產效率高,避免因停爐維修給企業造成的極大經濟損失,推廣應用前景廣闊,經濟和社會效益巨大。
  16、 高熱震性莫來石-堇青石耐火組合物
  本發明涉及一種耐火材料,尤其是煉鐵熱風爐陶瓷燃燒器用高熱震性耐火材料,其特征是基本由30-50wt%合成莫來石,15-25wt%合成堇青石,10-20wt%硅線石,5-10wt%紅柱石,5-10wt%α氧化鋁超微粉,4-6wt%粘土組成。不僅保留了原堇青石耐火材料優異性能,而且極大提高了抗熱震性,及常溫耐壓強度,具有優良的綜合性能,用于鋼廠煉鐵熱風爐,經模擬試驗可以達到一代爐齡 20-25年的使用壽命。本發明耐火組合物,特別適用于溫度變化較大,對熱震穩定性要求較高,且對工作氣氛無特別要求場合使用。
  17、 硅線石、紅柱石微粉結合的耐火球
  本發明涉及一種耐火材料,特別是涉及一種硅線石、紅柱石微粉結合的耐火球。以重量百分比表示,原料中含有高鋁料40~60%,氣化SiO2微粉1~5 %,硅線石2~8%,紅柱石2~14%,焦寶石10~30%,白干粘土8~15%,另外加入占原料總重2~8%的外加劑。本發明耐火球具有以下優點:(1)其高溫蠕變率在0.2MPa×1400℃×5h條件下,降低到0.3%以下。(2)耐壓強度高,達到2.5萬N/球。(3)抗高溫性能好,1500℃高溫下,球體不變形,不軟化。(4) 產品壽命長,一次爐役均在5年以上,節省了大量檢修費用,具有較好的經濟和社會效益。
  18、 抗水泥熟料浸蝕高鋁磚及其制造方法
  抗水泥熟料浸蝕高鋁磚,屬耐火材料領域,由礬土顆粒、礬土細粉、硅線石、鋯英砂微粉、粘土外加磷酸鋁配比而成,制得的高鋁磚抗堿浸性能高、耐磨系數大、磚使用壽命長且成本低廉,適用范圍廣,可應用于水泥窯后燒成帶及玻璃窯承重強、承重爐條、出料槽以及水玻璃窯的熔池大弦及爐墻等重要部位。


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