氧化锆制品的制备及介绍

氧化锆特种耐火材料制品由于具有使用温度高（2200℃～2400℃）、适应范围广（窑炉内各种气氛）、抗渣侵蚀性强等优点，已成为超高温工业应用的非常重要的炉衬材料。

 1、泥浆浇注成型制品

氧化锆泥浆浇注制品是采用酸性泥浆浇注生产工艺。

以高纯氧化锆和高纯氢氧化钙为原料，按ZrO2:CaO=95:5混合细磨后压制成块，在1250℃保温4h进行稳定化处理。稳定料粉碎后配入15%的单斜氧化锆，细磨至粒度小于3µm。如在铁球磨中细磨料，还要进行酸洗除铁，金属铁含量小于0.01%。

要求氧化锆泥浆密度1.9～2.1g/㎝3，pH值=1.7～1.9。用石膏模浇注成型，模玵放尺率15%，操作方法同氧化铝泥浆浇注制品。制品脱模后立即放入电炉中经850℃保温2h进行焙烧。冷却后用砂纸修坯整形，最后在高温窑中经1800～1850℃保温4～6h烧成。

 2、热压注成型发热元件制品

氧化锆发热元件可做1700℃～2000℃高温电阻炉的发热体。

使用高纯的气阀 经锆、氧化钙、氧化钇、氧化铈做原料可分别按如下配料：氧化锆87%，气阀 经钙13%，氧化锆90%，氧化钇10%；氧化锆75%，氧化铈25%三种配料。配料在球磨机中混合细磨，粒度小于3µm在80%以上。在细磨的粉料中加入6%的聚乙烯醇水溶液（浓度10%），混合均匀后通过0.5mm筛子，以100MPa压力制成坯体，经1730℃保温4h制成稳定氧化锆熟料。

稳定后熟料细磨粒度小于10µm点95%以上，如若在铁球磨机中磨料，还要进行酸洗除铁、干燥、制粉。

蜡浆料的配制是稳定氧化锆干粉85%、石蜡13.5%，黄蜡1%，混脂酸0.5%。在70～８０℃温度下进行热混料。蜡浆料要无粉料团、无气泡。

用金属模在热压注机上成型，蜡浆温度保持在60～70℃，模具的放尺率13%～15%。具体操作方法同氧化铝热压注制品。

热压注坯体在匣钵中用工业氧化铝做填料，经1200℃保温4h脱蜡。制品用吊挂方法，在真空炉内，真空度1×10-5kPa（1×10-4mmHg），1650℃保温3h烧成。

 3、等静压成型制品

以氧化钇稳定氧化锆为原料，经过细磨后进行造粒，在等静压机上采用干压法生产TZP氧化锆陶瓷研磨介质球。这种介质球密度大、韧性好、硬度高、研磨效率高和效果好，可作为特种耐火材料的研磨介质球。

用等静压成型炼钢连铸用滑板砖的理化笥能指标：ZrO2≥94%，Y2O3≥1.5%，Y2O3+CaO+MgO%～5%，Al2O3<0.2%，稳定度70%～80℃，体积密度4.65～5.0g/cm³，显气孔率15%～20%，耐压强度100MPa，抗热震性（1100℃水冷）≥3次。

 4、压制法成型氧化锆砖

    以电熔稳定氧化锆为原料，按机压法成型生产工艺，在1800℃保温6～10h烧成制成的氧化锆砖可用于各种超高温电炉的热衬，炭黑炉的炉衬，使用温度可达到2000℃～2400℃。

 5、熔铸法成型氧化锆砖

这种制品主要用于各种低碱玻璃窑炉上，如硬硼硅酸盐玻璃窑（实验室器皿玻璃、烹饪用玻璃、封闭式大灯玻璃以及E-玻璃窑炉），铝硅酸盐玻璃窑（光电掩膜玻璃、玻璃陶瓷和S玻璃纤维窑）。这种熔铸砖致密度大，抗玻璃液侵蚀性强，使用效果好，对各种玻璃都不产生条纹和斑点。

这种制品的生产工艺是采用三相电弧炉将氧化锆电熔后浇铸在锆质铸模中，然后在保温箱中或退火炉中进行缓冷处理、防止产生裂纹。

 6、氧化锆制品的应用

    氧化锆的熔点2650℃，真密度5.63g/cm³，莫氏硬度6.5，温度在20～1000℃，平均线膨胀系数(℃-1)10×10-6，热导率3～4W/(m·k)。氧化锆材料的化学稳定发兵 极好，不易分解，不易与其他氧化物发生反应，抗炉渣、钢水和玻璃液侵蚀能力强。在高温具有导电性，氧化锆制品有很广泛地应用。

钢铁行业：连铸长水口、滑动水口、定径水口、不平连铸分离环

建材行业：玻璃窑，玻璃纤维窑、高温窑具

高温工程：可使用2000～2300℃的高温窑炉、中频炉、高频炉、钼丝炉、钨棒炉、燃油（汽）炉、炭黑炉等炉衬制品

陶瓷制品：熔炼稀有金属，贵金属坩埚、高温炉管、保护管、耐磨球，柱塞泵泵芯、拉金属丝模，发动机结构陶瓷，刀剪工具，轴承、弹簧

导电制品：发热元件，定氧仪锆管，磁流体发电电极

不定形材料：氧化锆纤维，轻质砖、等离子喷涂料、钛合金精铸砂、浇注料

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