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轻质氧化锆制品的成型原理及物理性能

―、氧化锆空心球制品及空心球砖

采用电熔法吹制氧化锆空心球,在氧化锆空心球中加人结合剂,经过成型和烧成制成氧化锆空心球制品。

氧化锆空心球制品是一种可以在1800 ~2400℃的超高温节能型轻质特种耐火材料。由于这种制品的热导率低为0.3~0.4W/ (m.Kr在各种超高温电炉、钼丝炉、钨棒炉上不仅做隔热炉衬材料,还可以直接做工作层的炉衬材料。

(一) 原料及其配制

使用化学纯氧化锆和氧化钙(可以用方解石、轻质碳酸钙、氢氧化钙代替)为原料。氧化锆:氧化钙=%: 4。在无铁质球磨机中混合细磨6h。

(二) 氧化锆空心球的吹制与性能

将混合细磨好的原料,在三相电弧炉中吹制成氧化锆空心球,其操作方法同氧化铝空心球。 由于氧化锆的熔点高、溶液的黏度大,在每次熔炼时要加人小于10mm的石墨块。这样可以提高溶液温度,进而提高空心球的质量和收得率。氧化锆空心球的理化性能:化学成分:ZrO2 96. 1%,CaO 3. 78%,Fe2O3 0• 04% , MgO 0. 07%,Al2O3 0. 17%。相组成:立方晶体70% ~ 80% 单斜晶体20% ~ 30%。其物理性能见表6-41。

表6-41氧化锆空心球的物理性能

氧化锆轻质砖

轻质氧化锆制品的成型原理及物理性能

(三)氧化锆空心球制品

(1) 配料。氧化锆空心球的一般配料,是使用粒度混级球(小于5mm),亦可使用粒度分级球。结合剂使用磷酸(60%)或四硼酸钠水溶液(密度为1.25g/cm3)。电熔氧化锆粉,小于 320目。其配料见表6-42。

(2) 混料、成型。混料后采用木模成型,模型不加放尺。在振动加压机上成型。

(3) 干燥、烧成。坯体经干燥后在1800℃,IOh烧成、总烧成时间约为45~55h。

表6-42氧化锆空心球制品的配料(%)

氧化锆轻质砖

轻质氧化锆制品的成型原理及物理性能

(4) 制品的理化性能。其制品的性能见表6-43。

表6-43氧化锆空心球制品的理化性能

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轻质氧化锆制品的成型原理及物理性能

(四) 氧化锆空心球保温罩的生产与使用

(1) 粒度组成。氧化锆空心球的粒度组成:2〜lmm30%,l〜0.5mm20%,小于0.5mml0%。

(2) 配料、成型。加入电熔氧化锆粉(300目)40%,加入适量结合剂混合后,在钢模内加 压50MPa成型。

(3) 干燥、烧成。干燥后经1800℃保温4~6h烧成。

(4) 理化性能。氧化锆空心球保温罩的理化性能及其比较见表6-44。在TDK单晶炉上,使用温度1900℃,拉制单晶时电能消耗情况比较见表6- 45。

表6- 44 ZrO2空心球与重质保温罩理化性能比较

氧化锆轻质砖

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表6-45两种保温罩拉制不同单晶的电能消耗(kV)

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