穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，屬于耐火保溫材料技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，耐火保溫材料主要有氧化鋯磚、氧化鋯空心球磚，尺寸以標準磚為主230mm*114mm*65mm，氧化鋯磚、氧化鋯空心球磚密度大，耗用材料多成本高，存在等比重大、生產(chǎn)工藝復雜、有粉塵污染等問題，施工復雜，不能現(xiàn)場加工、導熱系數(shù)大保溫效果差。
[0003]耐火纖維板，主要以立方氧化鋯纖維為主，通過針刺或真空吸濾制成纖維氈或纖維板，但全部采用全纖維制成，強度低、使用溫度低，不能直接作為窯爐內(nèi)襯使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，具有生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低、不需要復雜設備、環(huán)境友好的特點，制備得到的氧化鋯粉纖維氈強度高、耐溫高，可直接用于超高溫環(huán)境。
[0005]本發(fā)明所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，以纖維氈為載體，先經(jīng)飽和氧化鋯溶液浸泡，再經(jīng)表面鋯溶膠處理，然后高溫燒結(jié)，得到氧化鋯粉纖維氈。
[0006]表面鋯溶膠處理為將經(jīng)飽和氧化鋯溶液浸泡后的纖維氈載體浸沒于表面鋯溶膠中，處理時間為l_2h。
[0007]采用飽和氧化鋯溶液浸泡和表面鋯溶膠處理時，飽和氧化鋯溶液和表面鋯溶膠的量只要能確保將纖維氈載體完全浸沒即可。
[0008]飽和氧化鋯溶液的制備方法如下:將氧化鋯與穩(wěn)定劑混勻，經(jīng)過高溫電熔得到電熔塊，破碎加工成< 10 μm的細粉，將細粉溶于水中，即得飽和氧化鋯溶液；其中，氧化鋯與穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為92-96.2:3.8-8.0。
[0009]穩(wěn)定劑為氧化鈣或氧化釔中的一種或兩種。
[0010]表面鋯溶膠的制備方法如下:將氧化釔與氧化鋯混勻后，溶于水中，加入強氧化劑，濃縮至PH小于3，即得表面鋯溶膠；其中，氧化釔與氧化鋯的質(zhì)量比為3-5:95-97，強氧化劑的加入量為氧化釔與氧化鋯總質(zhì)量的20-30%。
[0011]強氧化劑為雙氧水或王水。
[0012]浸泡時間為6_48h。
[0013]高溫燒結(jié)為均勻升溫脫碳置換燒結(jié)。本發(fā)明穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的制備過程中，以纖維氈為載體，纖維氈在高溫下碳化，碳在高溫下?lián)]發(fā)掉。脫碳置換燒結(jié)是脫除碳的過程，具體為:每小時均勻升溫5°C進行燒結(jié)。
[0014]高溫燒結(jié)溫度為1000-1400 °C，燒結(jié)時間為200_280h。
[0015]高溫燒結(jié)后還繼續(xù)保溫2_4h，確保充分燒結(jié)完全，保證載體纖維氈被完全碳化并揮發(fā)掉。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017](I)本發(fā)明以纖維氈為載體，首先采用飽和氧化鋯溶液浸泡，確保了纖維氈所有空隙中都充滿穩(wěn)定氧化鋯粉，然后經(jīng)表面鋯溶膠處理，確保了燒結(jié)過程中穩(wěn)定氧化鋯粉不會流失，制備得到的氧化鋯粉纖維氈強度高、耐溫高，可直接用于超高溫環(huán)境(可耐2000°C高溫)。
[0018](2)本發(fā)明生產(chǎn)方法工藝簡單、成本低。
[0019](3)本發(fā)明生產(chǎn)方法不需要復雜的設備，對環(huán)境無污染。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0021 ] 實施例中用到的所有原料除特殊說明外，均為市購。
[0022]實施例1
[0023]本實施例所述的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0024](I)配制飽和氧化鋯溶液:將氧化鋯與穩(wěn)定劑混勻，經(jīng)過高溫電熔得到電熔塊，破碎加工成< 10 μ m的細粉，將細粉溶于水中，即得飽和氧化鋯溶液；
[0025]其中，氧化鋯與穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為93.2:6.8，采用的穩(wěn)定劑為氧化釔。
[0026](2)配制表面鋯溶膠:將氧化釔與氧化鋯混勻后，溶于水中，加入強氧化劑，濃縮至pH為2.9，即得表面鋯溶膠；
[0027]其中，氧化釔與氧化鋯的質(zhì)量比為5:95，強氧化劑的加入量為氧化釔與氧化鋯總質(zhì)量的20%，采用的強氧化劑為雙氧水。
[0028](3)飽和氧化鋯溶液處理:將纖維氈置于步驟(I)得到的飽和氧化鋯溶液中浸泡28小時。
[0029](4)表面鋯溶膠處理:將浸泡后的纖維氈采用步驟(2)得到的表面鋯溶膠浸泡1.5小時。
[0030](5)高溫燒結(jié):將步驟(4)得到的表面鋯溶膠處理后的纖維氈進行均勻升溫脫碳置換燒結(jié)，保溫3h，得氧化鋯粉纖維氈；
[0031]其中，燒結(jié)溫度為1400°C，燒結(jié)時間為280h，升溫速率為5°C /h。
[0032]實施例2
[0033]本實施例所述的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0034](I)配制飽和氧化鋯溶液:將氧化鋯與穩(wěn)定劑混勻，經(jīng)過高溫電熔得到電熔塊，破碎加工成< 10 μ m的細粉，將細粉溶于水中，即得飽和氧化鋯溶液；
[0035]其中，氧化鋯與穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為95.4:4.6，采用的穩(wěn)定劑為氧化鈣。
[0036](2)配制表面鋯溶膠:將氧化釔與氧化鋯混勻后，溶于水中，加入強氧化劑，濃縮至pH為2.5，即得表面鋯溶膠；
[0037]其中，氧化釔與氧化鋯的質(zhì)量比為3:97，強氧化劑的加入量為氧化釔與氧化鋯總質(zhì)量的25%，采用的強氧化劑為雙氧水。
[0038](3)飽和氧化鋯溶液處理:將纖維氈置于步驟(I)得到的飽和氧化鋯溶液中浸泡10小時。
[0039](4)表面鋯溶膠處理:將浸泡后的纖維氈采用步驟(2)得到的表面鋯溶膠浸泡I小時。
[0040](5)高溫燒結(jié):將步驟(4)得到的表面鋯溶膠處理后的纖維氈進行均勻升溫脫碳置換燒結(jié)，保溫2h，得氧化鋯粉纖維氈；
[0041]其中，燒結(jié)溫度為1000°C，燒結(jié)時間為200h，升溫速率為5°C /h。
[0042]實施例3
[0043]本實施例所述的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0044](I)配制飽和氧化鋯溶液:將氧化鋯與穩(wěn)定劑混勻，經(jīng)過高溫電熔得到電熔塊，破碎加工成< 10 μ m的細粉，將細粉溶于水中，即得飽和氧化鋯溶液；
[0045]其中，氧化鋯與穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為95.8:4.2，采用的穩(wěn)定劑為氧化鈣和氧化釔按質(zhì)量比3.3:1.1混合得到的。
[0046](2)配制表面鋯溶膠:將氧化釔與氧化鋯混勻后，溶于水中，加入強氧化劑，濃縮至pH為2，即得表面鋯溶膠；
[0047]其中，氧化釔與氧化鋯的質(zhì)量比為4:96，強氧化劑的加入量為氧化釔與氧化鋯總質(zhì)量的30%，采用的強氧化劑為王水。
[0048](3)飽和氧化鋯溶液處理:將纖維氈置于步驟(I)得到的飽和氧化鋯溶液中浸泡48小時。
[0049](4)表面鋯溶膠處理:將浸泡后的纖維氈采用步驟(2)得到的表面鋯溶膠浸泡2小時。
[0050](5)高溫燒結(jié):將步驟(4)得到的表面鋯溶膠處理后的纖維氈進行均勻升溫脫碳置換燒結(jié)，保溫4h，得氧化鋯粉纖維氈；
[0051]其中，燒結(jié)溫度為1200°C，燒結(jié)時間為240h，升溫速率為5°C /h。
【主權(quán)項】
1.一種穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:以纖維氈為載體，先經(jīng)飽和氧化鋯溶液浸泡，再經(jīng)表面鋯溶膠處理，然后高溫燒結(jié)，得到氧化鋯粉纖維氈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:飽和氧化鋯溶液的制備方法如下:將氧化鋯與穩(wěn)定劑混勻，經(jīng)過高溫電熔得到電熔塊，破碎加工成(10 μπι的細粉，將細粉溶于水中，即得飽和氧化鋯溶液；其中，氧化鋯與穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為 92-96.2:3.8-8.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:穩(wěn)定劑為氧化鈣或氧化釔中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:表面鋯溶膠的制備方法如下:將氧化釔與氧化鋯混勻后，溶于水中，加入強氧化劑，濃縮至pH小于3，即得表面鋯溶膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:氧化釔與氧化鋯的質(zhì)量比為3-5:95-97，強氧化劑的加入量為氧化釔與氧化鋯總質(zhì)量的20-30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:強氧化劑為雙氧水或王水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:浸泡時間為6-48h0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:高溫燒結(jié)為均勻升溫脫碳置換燒結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:高溫燒結(jié)溫度為1000-1400°C，燒結(jié)時間為200-280h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:高溫燒結(jié)后還繼續(xù)保溫2-4h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定氧化鋯粉纖維氈的生產(chǎn)方法，屬于耐火保溫材料技術(shù)領域。所述的生產(chǎn)方法以纖維氈為載體，先經(jīng)飽和氧化鋯溶液浸泡，再經(jīng)表面鋯溶膠處理，然后高溫燒結(jié)，得到氧化鋯粉纖維氈。該生產(chǎn)方法具有生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低、不需要復雜設備、環(huán)境友好的特點，制備得到的氧化鋯粉纖維氈強度高、耐溫高，可直接用于超高溫環(huán)境。
【IPC分類】C04B35-622, C04B35-66
【公開號】CN104671812
【申請?zhí)枴緾N201510089084
【發(fā)明人】王光強, 劉雪燕, 陳杰, 韓雍雍, 楊前進, 高延峰
【申請人】山東磊寶鋯業(yè)科技股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月27日