氧化鋯耐火磚的意義
氧化鋯耐火磚具有許多優(yōu)秀功能，例如耐火性好，運(yùn)用溫度可達(dá)2500℃左右，在氧化或還原氣氛中都很安穩(wěn)，對(duì)許多金屬熔液和熔渣的抗腐蝕功能強(qiáng)等。此外，氧化鋯耐火磚在高溫下(1000℃以上)還具有導(dǎo)電性。
制作氧化鋯耐火磚用的氧化鋯(ZrO2)質(zhì)料有兩種結(jié)晶型態(tài)，即低溫型和高溫型。低溫型屬單斜晶系，高溫型為細(xì)密的四方晶系，它們?cè)诩訜岷屠鋮s進(jìn)程中，在930?1230℃溫度范圍內(nèi)會(huì)發(fā)作可逆的晶型轉(zhuǎn)化，并發(fā)作快速的和很大的體積改變(7~9%).因此，直接用純氧化鋯作質(zhì)料不可能生產(chǎn)出細(xì)密而又不開裂的氧化鋯耐火磚。
制作氧化鋯耐火磚的關(guān)鍵在于怎么安穩(wěn)氧化鋯質(zhì)料。在氧化鋯質(zhì)料中參加必定數(shù)量氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)等氧化物安穩(wěn)劑，使他們?cè)诟邷叵屡c氧化鋯構(gòu)成立方晶系固溶體，從而消除ZrO2固有的單斜與四方晶型之間可逆轉(zhuǎn)化所發(fā)作的體積驟變。ZrO2MgO構(gòu)成的立方晶系固溶體，在1000?1400℃溫度下長(zhǎng)時(shí)間加熱后發(fā)作分化而導(dǎo)致耐火磚破壞;固溶體雖然較安穩(wěn)，但在長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)也會(huì)發(fā)作部分分化而使力ZrO2失掉安穩(wěn)作用。與上述兩種固溶體相比較，ZrO2-Y2O3固溶體安穩(wěn)性最好。但Y2O3這類氧化物稀缺和價(jià)格昂貴，因此，現(xiàn)在還只能局限于制作某些具有特別運(yùn)用要求的氧化鋯耐火磚。
因?yàn)檠趸喌膶?dǎo)熱性低，熱膨脹系數(shù)大，因此氧化鋯耐火磚的熱安穩(wěn)性很差。但選用部分安穩(wěn)氧化鋯質(zhì)料制得的氧化鋯耐火磚的熱安穩(wěn)性比用全安穩(wěn)性質(zhì)料制得的為好，其間以含30%單斜晶型和70%立方晶型組成的氧化鋯質(zhì)料所制得的氧化鋯耐火磚熱安穩(wěn)性最好。因此，制作氧化鋯耐火磚時(shí)往往對(duì)氧化鋯質(zhì)料進(jìn)行部分安穩(wěn)，而不是徹底安穩(wěn)。
安穩(wěn)氧化鋯質(zhì)料的工藝大致如下：直接將ZrO2含量大于98.5%的氧化鋯質(zhì)料放入橡膠襯球磨內(nèi)，并參加氧化鋯3?5%(質(zhì)量〉氧化鈣，或參加7~15%的氧化釔對(duì)質(zhì)料進(jìn)行部分安穩(wěn)。研磨介質(zhì)大都選用鋯質(zhì)球研磨。磨細(xì)后的粉料經(jīng)成型壓塊后，在溫度不低于1450℃溫度下煅燒，即制得部分安穩(wěn)的氧化鋯質(zhì)料。
近年來(lái)，為了進(jìn)步對(duì)氧化鋯質(zhì)料的安穩(wěn)作用和合理運(yùn)用氧化物安穩(wěn)劑。已研究成功了多種復(fù)合安穩(wěn)劑。如配料組成為90%ZrO2、8% CaO、2%Y2O3,試樣在1550?1570℃℃溫度下保溫4h煅燒成安穩(wěn)性氧化鋯。這種安穩(wěn)性氧化鋯在1200℃溫度下等溫加熱500h后仍徹底是立方晶型。
選用全安穩(wěn)或部分安穩(wěn)氧化鋯質(zhì)料制作氧化鋯耐火磚的工藝進(jìn)程與上述氧化物耐火磚的制 造工藝相似，耐火磚的燒成溫度一般控制在1750?1850℃之間。
燒成鋯英石可制得磚和空心耐火磚。耐火磚的運(yùn)用首要限于玻璃和有色金屬工業(yè)。鋯英石在 煉鋼的運(yùn)用限于接連澆注中的全體水口或復(fù)合水口的鑲襯。
安穩(wěn)性氧化鋯也用于接連澆鑄，特別是用作澆注沸騰鋼的水口磚或復(fù)合水口的鑲襯。安穩(wěn)的氧化鋯與鋯英石相比，其優(yōu)點(diǎn)是氧化硅含量低，因此減少了因?yàn)檠趸F與二氧化硅反響所構(gòu)成的低熔相的體積。還有少數(shù)的用在氧化鋯的窯用支架磚和真空感應(yīng)熔化用的等靜壓成型的坩堝。安穩(wěn)的氧化鋯耐火磚用于高溫爐襯的覆面層。鋯英石耐火磚與覆面層不發(fā)作相互作用的安全運(yùn)用溫度是900℃，覆面于高鋁耐火磚、鉻磚、鉻鎂磚、鎂橄欖石磚、鎂磚和硅磚則 1600℃，而超級(jí)粘土磚是1550℃。最高運(yùn)用溫度是2200?2500℃，其上限隨純度而增加。
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