锆质耐火材料应用及原料介绍

锆质耐火材料有耐火砖、浇注料、捣打料、锆质耐火泥等，常用于冶金、玻璃窑炉。

锆英石捣打料

其成分(质量%)为ZrO2 62、SiO2 32、Al2O3 2、Fe2O3  0.5，体积密度大于3g/cm3，耐火度约1790℃，上限颗粒度0.5mm。结合剂为磷酸二氢铝，黏结牢、强度高、耐高温，但易风干结块、不宜久放。

锆刚玉捣打料

以熔铸AZS熟料作耐火骨料。该捣打料的成分(质量%)为ZrO2 30、Al2O3 48、SiO2  20，物相为α-Al2O3、莫来石、斜锆石、玻璃相，上限颗粒度为5mm。  使用时只需加水搅拌，体积密度达3.2g/cm3，气孔率为12%，析出气泡倾向弱，在1400℃下耐玻璃液侵蚀性能强，也可用作密封层和泥浆料。

低收缩AZSC捣打料

它是在AZS基本成分上引入一定量的含铬物料，体积密度>2.9g/cm3，重烧线收缩(1400℃，3h)<0.2%，耐玻璃液侵蚀性能优于以上两种捣打料。使用时只要加水搅拌，也可作密封层和浇注料。

锆英石质耐火泥

含量和质量同砖一致，用于玻璃窑炉池底的安全层、池壁保护层及上部结构的冷修和热修、热补。耐火泥用于锆英石砖的砌筑。

锆质耐火材料原材料--斜锆石

天然的斜锆石(ZrO2)常呈不规则块状，黑色、褐色、黄色或无色。我国天然的斜锆石矿体很少。工业上使用的ZrO2，属化工原料，是由锆英石(ZrO2·SiO2) 采用化学方法制得的白色或微黄色粉末。纯的ZrO2在常压下共有三种晶型：从低温到高温依次为单斜相、四方相和立方相。立方相氧化锆为萤石结构，四方晶型相当于萤石型结构沿着c轴伸长而变形的晶体结构;而单斜晶型则可以看作四方晶型沿着β角偏转一个角度而成的。在不同温度范围内可相互转化。

四方晶型与单斜晶型之间的逆转化带来的体积效应，往往会使ZrO2产品烧成时产生开裂，因此常加入稳定剂，使其在高温下和ZrO2形成立方固溶体。此固溶体在较宽的组成范围和温度范围内维持固有的结构，不发生晶型转变，无体积变化。但此立方型固溶体在常温某些情况下，也不是长期稳定的，只是变化慢而已。常用的稳定剂是CaO、MgO、Y2O3、CeO2或它们的复合体。

稳定的ZrO2，依其稳定程度的不同，又有部分稳定的ZrO2和全稳定的ZrO2之分，由于全稳定的ZrO2的热膨胀系数较大，其热震稳定性不及部分稳定的好，故后者常用来做陶瓷和耐火材料的增韧材料。

锆质捣打料在玻璃窑上的应用

锆质捣打料是一种可塑性低的不定形耐火材料，主要由锆质骨料、粉料、结合剂、添加剂组成，按照一定配比拌匀后捣打成型，广泛应用于玻璃窑炉池底密封、保温。

虽然捣打料的用量占玻璃窑炉耐火材料总用量的比例不大，但是它所处的部位是非常重要和特殊的池底。一方面，它所在的环境复杂苛刻，温度高，被玻璃液侵蚀并承受玻璃液长期的静压渗透;另一方面，在窑炉运行周期内难以热修或无法热修，一旦造成玻璃液渗漏，其危险性和损失都是巨大的。

近年来，出于对增加玻璃窑炉的熔化率和节约能源的需要，池底温度被不断提高，致使池底捣打料的损耗速度明显加快;另外，回收利用的碎玻璃中，金属杂质会沉积在池底，逐步渗入捣打层，形成向下钻孔的侵蚀，使捣打料的侵蚀破坏加重。池底捣打层的过早损耗已成为影响玻璃窑炉窑龄的重要因素之一。

不同锆质捣打料在受到不同组分的玻璃液侵蚀时，发生的物理化学反应是不完全一致的，因此，根据不同窑炉所熔化的玻璃组分，选用合适的锆质捣打料，以获得理想的搭配使用效果。

常用锆质捣打料有两种，分别是锆英石质捣打料和电熔AZS质捣打料。两种锆质捣打料虽然有着相近的抗玻璃液侵蚀性能，但由于锆英石质捣打料中AM),含量低，且两种捣打料的显气孔率有区别，通过分析对比，电熔AZS质捣打料更适用于钠钙硅玻璃、电真空玻璃和其它碱性玻璃窑炉的池底捣打层，而锆英石质捣打料则更适用于硼硅酸盐等弱碱性玻璃窑炉的池底捣打层。