高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)窯爐能源消耗嚴(yán)重，窯爐的熱損失一般約占燃料消耗的24%?25%。傳統(tǒng)工 業(yè)爐窯為達(dá)到保溫節(jié)能的目的，通常在重質(zhì)耐火磚砌體或重質(zhì)不定形耐火材料施工體外增 加保溫層。由于采用的保溫材料適用溫度較低，在中、高溫工業(yè)爐窯上的使用受到極大的限 制，而且重質(zhì)耐火磚砌筑的窯爐體積龐大、笨重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠適用于高溫窯爐用的輕質(zhì)耐火磚的 制備方法，該方法制備的輕質(zhì)耐火磚具有低密度、低導(dǎo)熱率、保溫性能優(yōu)良等特點(diǎn)。
[0004] 為此，本發(fā)明提供的高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚的制備方法包括以下步驟：
[0005] (1)配料
[0006] 原料選用硫磺澄粉、粘土、造孔劑、鞏土，硫磺澄粉和粘土比例為I. 1?1. 3,造孔 劑選用木肩和聚氯乙烯球混合料，木肩加入量為硫磺渣粉和粘土總重的12%?14%，礬土 加入量為硫磺渣粉和粘土總重的10%?15%，聚氯乙烯球加入量為硫磺渣粉和粘土總重 的1%?2% ;
[0007] ⑵粉碎
[0008] 采用對(duì)輥破碎機(jī)將硫磺渣粉碎，然后用球磨機(jī)磨成硫磺粉，并進(jìn)行篩分，硫磺粉細(xì) 度為325目，木肩和聚氯乙烯球用雷蒙磨磨細(xì)并過(guò)篩，木肩細(xì)度小于1mm，聚氯乙烯球細(xì)度 小于2mm；
[0009] ⑶混料
[0010] 采用二次攪拌工藝，第一次攪拌時(shí)間為2?3min，轉(zhuǎn)速為80?120r/min，然后加 入10 %?12 %水使之混合成可塑狀，第二次攪拌時(shí)間為3?4min，轉(zhuǎn)速為150?210r/ min；
[0011] (4)困料
[0012] 困料在困料庫(kù)中進(jìn)行，困料時(shí)間為7?9h，困料設(shè)備采用可逆移動(dòng)式布料器；
[0013] (5)燒結(jié)
[0014] 燒成溫度采用1400?1500°C，最佳溫度為1450°C;
[0015] (6)保溫
[0016] 保溫時(shí)間為4?6h;
[0017] (7)成型
[0018] 成型采用半硬塑雙級(jí)真空擠出機(jī)，成型壓力為lOMPa，尺寸為240mmX115mmX90mm 或者 390mmX190mmX190mm。
[0019] ⑶養(yǎng)護(hù)
[0020] 在室溫下養(yǎng)護(hù)48h。
[0021] 采用本發(fā)明提供的高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚的制備方法制造的輕質(zhì)耐火磚的常溫 耐壓強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性次數(shù)較高，導(dǎo)熱性能良好。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明提供的高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚的制備方法的實(shí)施例包括以下步驟：
[0023] (1)配料
[0024] 原料選用硫磺澄粉、粘土、造孔劑、鞏土。硫磺澄粉和粘土比例為1. 2,木肩加入量 為硫磺渣粉和粘土總重的13%，聚氯乙烯球加入量為硫磺渣粉和粘土總重的1. 5%，礬土 加入量為硫磺渣粉和粘土總重的12%。
[0025] 造孔劑種類與粒度對(duì)制品常溫物理性能有較大影響，木肩主要由針狀或柱狀的纖 維組成，聚氯乙烯球?yàn)榍蛐晤w粒。因此木肩燒后留下針、柱狀的不規(guī)則孔隙，而聚氯乙烯球 留下圓球形的孔隙。聚氯乙烯球由于容重較小，加入聚氯乙烯球更有利于降低制品燒后的 體積密度，干燥收縮小，成型后坯體含水量低，制品干燥變形小，成品尺寸準(zhǔn)確。另外，木肩 易吸水，有利于水份的傳遞與吸收，且容易燒失，而聚氯乙烯球吸水性差，但燒后不易變形， 二者混合使用能防止磚坯燒后開(kāi)裂。
[0026] 從粘土與硫磺渣粉在加熱過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)可知，出現(xiàn)體積收縮的主要原因是由 于造孔劑的燒失、粘土在燒成過(guò)程中發(fā)生脫水、分解、化合及其燒結(jié)致密。但隨著硫磺渣粉 和粘土比例的增加，足量的硫磺渣粉與粘土分解的SiO2充分反應(yīng)生成莫來(lái)石，莫來(lái)石生成 的量越多，抵消體積收縮的量越大；但硫磺渣粉加入量過(guò)多，硫磺渣粉會(huì)促進(jìn)制品的進(jìn)一步 燒結(jié)，使制品收縮又增大，燒后強(qiáng)度會(huì)隨硫磺渣粉加入量的增加而增大，在1.1時(shí)強(qiáng)度達(dá)到 最大值；但二者比例大于1. 3時(shí)，由于硫磺渣粉過(guò)多導(dǎo)致制品而使燒后收縮增大。因此硫磺 澄粉/粘土的比例在I. 1?1. 3之間最佳。
[0027] 適當(dāng)增加礬土的加入量能提高制品的熱震穩(wěn)定性，礬土在高溫下主要的礦物組成 為剛玉、莫來(lái)石、石英及少量玻璃相，由于莫來(lái)石是一種低膨脹率的礦物相，其柱形晶體在 顯微結(jié)構(gòu)中形成呈交叉的骨架結(jié)構(gòu)，有利于熱震穩(wěn)定性和強(qiáng)度的提高。礬土加入量越多，高 溫下莫來(lái)石生成相愈多，同時(shí)，石英相有利于增加液態(tài)的粘度，提高了制品高溫下抗蠕變性 能及熱震穩(wěn)定性。另外，礬土的加入有利于降低制品的成本及增強(qiáng)燒結(jié)性能，由于高溫?zé)?后生成莫來(lái)石，莫來(lái)石膨脹抵消了制品部分燒后引起的收縮，在適量的范圍內(nèi)能減小了燒 后的體積密度與燒后線收縮。
[0028] (2)粉碎
[0029] 采用對(duì)輥破碎機(jī)將硫磺渣粉碎，然后用球磨機(jī)磨成硫磺粉，并進(jìn)行篩分，硫磺粉細(xì) 度為325目；木肩和聚氯乙烯球用雷蒙磨磨細(xì)并過(guò)篩，木肩細(xì)度小于Imm;聚氯乙烯球細(xì)度 小于2mm〇
[0030] 硫磺澄粉的粒度越大，比表面積越小，燒結(jié)接觸面積小，影響固相燒結(jié)速度。硫磺 渣粉的粒度越細(xì)，比表面積越大，反應(yīng)活化能增強(qiáng)，更有利于硫磺渣粉與粘土分解出無(wú)定形 的SiO2生成莫來(lái)石，并且由于莫來(lái)石的膨脹抵消了因內(nèi)部組織燒結(jié)引起的收縮。
[0031] ⑶混料
[0032] 采用二次攪拌工藝，第一次攪拌時(shí)間為2?3min，轉(zhuǎn)速為80?120r/min，然后加 入10 %?12 %水使之混合成可塑狀；第二次攪拌時(shí)間為3?4min，轉(zhuǎn)速為150?2lOr/min。 因物料質(zhì)輕，應(yīng)采用強(qiáng)制攪拌機(jī)才能使物料混合均勻，增加密實(shí)度，給成型創(chuàng)造條件。攪拌 時(shí)間也影響成型水分和成型質(zhì)量。
[0033] (4)困料
[0034] 困料在困料庫(kù)中進(jìn)行，最佳困料時(shí)間為8h，困料設(shè)備采用可逆移動(dòng)式布料器。
[0035] 困料有以下作用：一是通過(guò)加水，使混合料在堆積過(guò)程中，借助毛細(xì)管和蒸汽壓的 作用，使混合料中的水分分布更加均勻；二是粘結(jié)料的顆粒充分水化和進(jìn)行離子交換，從而 提高物料的塑性；三是增加腐植酸類物質(zhì)的含量，改善泥料成型性能。困料可以增加塑性， 提高原料的流動(dòng)性和粘結(jié)性，使成型胚體表面光滑平整。
[0036] (5)燒結(jié)
[0037] 表1為燒成溫度對(duì)磚物理性能的影響，表中反映隨著燒成溫度的升高，顯氣孔率 增大，但體積密度與燒后線收縮減小，1450°C情況下磚體積密度與燒后線收縮和1500°C情 況下磚體積密度與燒后線收縮波動(dòng)不大，1450 °C情況下強(qiáng)度最高；莫來(lái)石的生成量與網(wǎng)狀 組織越明顯。綜合考慮常溫物理性能、工業(yè)生成成本以及滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，最佳燒成溫 度為 1450°C。
[0038] 表1燒成溫度對(duì)磚物理性能的影響
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚，其特征包括以下制作步驟： (1) 配料 原料選用硫磺澄粉、粘土、造孔劑、鞏土，硫磺澄粉和粘土比例為I. 1?1. 3,造孔劑選 用木肩和聚氯乙烯球混合料，木肩加入量為硫磺渣粉和粘土總重的12%?14%，礬土加 入量為硫磺渣粉和粘土總重的10%?15%，聚氯乙烯球加入量為硫磺渣粉和粘土總重的 1%?2% ; (2) 粉碎 采用對(duì)輥破碎機(jī)將硫磺渣粉碎，然后用球磨機(jī)磨成硫磺粉，并進(jìn)行篩分，硫磺粉細(xì)度為 325目，木肩和聚氯乙烯球用雷蒙磨磨細(xì)并過(guò)篩，木肩細(xì)度小于1mm，聚氯乙烯球細(xì)度小于 2mm ； (3) 混料 采用二次攪拌工藝，第一次攪拌時(shí)間為2?3min，轉(zhuǎn)速為80?120r/min，然后加入 10%?12%水使之混合成可塑狀，第二次攪拌時(shí)間為3?4min，轉(zhuǎn)速為150?210r/min ; (4) 困料 困料在困料庫(kù)中進(jìn)行，困料時(shí)間為7?9h，困料設(shè)備采用可逆移動(dòng)式布料器； (5) 燒結(jié) 燒成溫度采用1400?1500°C ; ￠)保溫 保溫時(shí)間為4?6h ; (7) 成型 成型采用半硬塑雙級(jí)真空擠出機(jī)，成型壓力為lOMPa，尺寸為240mmX 115mmX90mm或 者 390mmX 190mmX 190mm ； (8) 養(yǎng)護(hù) 在室溫下養(yǎng)護(hù)48h。
2. 按照權(quán)利要求1所述的高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚，其特征是最佳困料時(shí)間為7?9h。
3. 按照權(quán)利要求1所述的高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚，其特征是燒成溫度采用1400? 1500°C，最佳溫度為1450°C。
4. 按照權(quán)利要求1所述的高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚，其特征是保溫時(shí)間為5h。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫窯爐用輕質(zhì)耐火磚，其特征包括以下制作步驟：(1)配料，原料選用硫磺渣粉、粘土、造孔劑、礬土，硫磺渣粉和粘土比例為1.1～1.3，造孔劑選用木屑和聚氯乙烯球混合料，木屑加入量為硫磺渣粉和粘土總重的12％～14％，礬土加入量為硫磺渣粉和粘土總重的10％～15％，聚氯乙烯球加入量為硫磺渣粉和粘土總重的1％～2％；(2)粉碎；(3)混料，采用二次攪拌工藝；(4)困料；(5)燒結(jié)，燒成溫度采用1400～1500℃；(6)保溫，保溫時(shí)間為4～6h；(7)成型；(8)養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明常溫耐壓強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性次數(shù)較高，導(dǎo)熱性能良好。
【IPC分類】C04B35-66
【公開(kāi)號(hào)】CN104557073
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410648912
【發(fā)明人】葉香菲
【申請(qǐng)人】葉香菲
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年10月24日