CN101392990A - 一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法 - Google Patents

一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法 Download PDF

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一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法，其特征是：这种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙被预先制作成耐火混凝土预制件，然后吊入炉内组装，完成砌筑作业，或采用浇注或者捣打的方法，直接用该高性能不定形耐火材料在炭素焙烧炉内施工，完成砌筑作业。其生产方法包括原料配方、产品基质相组成和具体施工方法。这种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙，在炭素焙烧炉火道墙新建、大修、或局部维修中使用。

Description

一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法
技术领域：
本发明属于供铝电解槽用的炭素制品烧结定型的焙烧炉技术领域，具体涉及到一种节能型高性能的不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产和施工方法。
技术背景：
炭素焙烧炉火道墙是炭素焙烧炉内的主要炉体。火道墙性能的优劣，直接影响火道墙的使用寿命。由于炭素焙烧炉在工作过程中需要反复装、出炭素制品，炉内温度变化大，易造成炉体开裂；又由于长期的高温作用，易造成炉体凹陷变形。当前我国的炭素焙烧炉火道墙全部采用耐火粘土砖和少量高铝砖砌筑。
砖砌火道墙的问题很多，最为关键的问题有三个，一是由于砖缝很多，整体性差，高温下砌体的整体结构强度不高，火道墙使用中容易开裂和变形。二是由于砖砌火道墙施工劳动强度大，效率低。三是，由于耐火砖在生产中要消耗大量的能源；而中国专利CN2354092Y、CN201081549Y和CN1374495A所述的预制火道墙是先将火道墙在炉外预制成大件、小件或组合件，然后在炉内组合拼装而成。它们在结构上可以较好地解决火道墙整体性的问题，但存在着在产品的主要性能上没有解决好热震性差、蠕变率低和施工效率仍然比较低的问题。由于这些产品都没有能够从根本上提高炭素焙烧炉火道墙的使用性能和寿命，因此未能在工业上投入实际使用。
为此，本发明提供了一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法。其目的在于克服当前火道墙在使用性能方面存在的严重缺陷，从而达到提高火道墙热震稳定性、抗蠕变性和整体强度，最大可能的减少炉体开裂和变形，提高火道墙寿命和施工效率。该种节能型、高性能、不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙，可以在炭素焙烧炉火道墙新建、大修、或局部维修中使用。
发明内容：
本发明从炭素焙烧炉火道墙制作时使用的原材料的材质、粒度、配入量、生产方法及其在炭素焙烧炉中的使用、施工方法等方面，提出了一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的制作方法。
本发明的炭素焙烧炉火道墙，包括火道墙的生产配方、基质相的组成、施工方法等。
其特征在于：这种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙可以预先制作成耐火混凝土预制件，然后吊入炉内组装，完成砌筑作业。也可以直接把该高性能不定形耐火材料，采用浇注的方法或者捣打的方法在炭素焙烧炉内施工，完成砌筑作业。
(1)配方：
(1.1)预制件(块)和浇注料
(1.1.1)骨料：采用硬质粘土熟料(或焦宝石)(Al2O3：40-48％)；三级高铝熟料(Al2O3：48-68％)；莫来石(Al2O3：50-75％)；或三者或两者的混合体
(1.1.2)基质部分：采用或添加下列的一种或几种原料：三级高铝熟料；二级高铝熟料(Al2O3：65-75％)；一级高铝熟料(Al2O3：75-92％)；生硅石；熟硅石；碳化硅；石墨；碳黑；刚玉、氧化铝粉；沥青粉；莫来石；硅线石；红柱石；蓝晶石。
(1.1.3)外加剂(或结合剂)采用：氧化铝微粉、树脂、氧化铝水泥、高铝水泥、铝酸钙水泥、硅微粉、钢纤维以及减水剂。
(1.2)捣打料
(1.2.1)骨料部分：采用硬质粘土熟料(或焦宝石)(Al2O3：40-48％)；三级高铝熟料(Al2O3：48-68％)；莫来石(Al2O3：50-75％)；或三者或两者的混合体。
(1.2.2)基质部分：采用或添加下列的一种或几种原料：三级高铝熟料(Al2O3：48-68％)；二级高铝熟料(Al2O3：65-75％)；一级高铝熟料(Al2O3：75-92％)；生硅石、熟硅石；碳化硅、石墨、碳黑、刚玉、氧化铝粉、沥青粉、莫来石、硅线石、红柱石、蓝晶石；
(1.2.3)结合剂部分：采用或添加下列的一种或几种原料：酚醛树脂、沥青、石墨、土状石墨、氧化铝水泥、高铝水泥、铝酸钙水泥、硅酸及其盐、硫酸及其盐、磷酸及其盐、硅微粉、氧化铝微粉、钢纤维。
(2)基质相的组成：采用上述配方后，在为火道墙所制作的预制件或不定形耐火材料的基质中：
在低温下(施工前、施工中或施工后未烘炉前)会形成下面的一种或几种矿物相：碳化硅；石墨；a-氧化铝(即：阿尔法氧化铝)；沥青；莫来石(数量≥骨料中的含量)；硅线石；红柱石；蓝晶石；刚玉(数量≥骨料中的含量)；酚醛树脂、沥青、石墨、硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐、钢纤维。
在高温下(≥1300℃或其以上试验温度下或在炭素焙烧炉使用后)会形成下面的一种或几种矿相：莫来石(数量≥骨料中的含量)、碳、刚玉(数量≥骨料中的含量)、硫酸铝、磷酸铝、硅酸钙、铝酸钙以及数量明显大于其它产品的、微小的、有利于提高产品热震稳定性的微裂纹。
用本发明的不定形耐火材料的配方和基质相组成制作的高性能炭素焙烧炉火道墙，其产品热震稳定性、蠕变率等性能都有较大幅度的改善。
热震稳定性(检测方法按照YB/T2206.2-1998执行)(1000℃水冷×3hr)≥30次
蠕变率(检测方法按照GB/T5073-2005执行)(1250℃×50hr)≤0.8％
(3)施工方法
(3.1)在供户车间内用浇注或捣打的方法将本发明的高性能不定形耐火材料生产成用于火道墙组装用的预制件(块)后，送到用户炭素焙烧炉内组装；
(3.2)直接将该高性能不定形耐火材料(浇注料或捣打料)送往用户，在用户炭素焙烧炉内安装上模具，进行浇注或捣打。
(3.3)施工完毕后，浇注料砌体应该养生，按照升温曲线烘炉后使用。
(3.4)施工完毕后，捣打料砌体可实现不需经过养生阶段，直接快速烘炉后使用。
(3.5)该种节能型高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙，可以在炭素焙烧炉火道墙新建、大修、或局部维修中使用。
具体实施办法：
和用户协商，在已经取得的在一座54室炭素焙烧炉的三个室里使用已获成功的经验的基础上，继续扩大在整个炉子内的使用，取得成功后在全国推广。

Claims (5)

1、一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法，其特征是：这种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙被预先制作成耐火混凝土预制件，然后吊入炉内组装，完成砌筑作业，或采用浇注或者捣打的方法，直接用该高性能不定形耐火材料在炭素焙烧炉内施工，完成砌筑作业。
2、根据权利要求1所述的一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法，其特征是：所述生产方法的原料配方为：
(1.1)预制件(块)和浇注料
(1.1.1)骨料：采用硬质粘土熟料(或焦宝石)(Al2O3：40-48％)；三级高铝熟料(Al2O3：48-68％)；莫来石(Al2O3：50-75％)；或三者或两者的混合体；
(1.1.2)基质部分：采用或添加下列的一种或几种原料：三级高铝熟料；二级高铝熟料(Al2O3：65-75％)；一级高铝熟料(Al2O3：75-92％)；生硅石；熟硅石；碳化硅；石墨；碳黑；刚玉、氧化铝粉；沥青粉；莫来石；硅线石；红柱石；蓝晶石；
(1.1.3)外加剂(或结合剂)采用：氧化铝微粉、树脂、氧化铝水泥、高铝水泥、铝酸钙水泥、硅微粉、钢纤维以及减水剂；
(1.2)捣打料
(1.2.1)骨料部分：采用硬质粘土熟料(或焦宝石)(Al2O3：40-48％)；三级高铝熟料(Al2O3：48-68％)；莫来石(Al2O3：50-75％)；或三者或两者的混合体；
(1.2.2)基质部分：采用或添加下列的一种或几种原料：三级高铝熟料(Al2O3：48-68％)；二级高铝熟料(Al2O3：65-75％)；一级高铝熟料(Al2O3：75-92％)；生硅石、熟硅石；碳化硅、石墨、碳黑、刚玉、氧化铝粉、沥青粉、莫来石、硅线石、红柱石、蓝晶石；
(1.2.3)结合剂部分：采用或添加下列的一种或几种原料：酚醛树脂、沥青、石墨、土状石墨、氧化铝水泥、高铝水泥、铝酸钙水泥、硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅微粉、氧化铝微粉、钢纤维。
3、根据权利要求1所述的一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法，其特征是：所述生产方法的产品基质相的组成为：
在低温下形成下面的一种或几种矿相：碳化硅；石墨；a-氧化铝(即：阿尔法氧化铝)；沥青；莫来石(数量≥骨料中的含量)；硅线石；红柱石；蓝晶石；刚玉(数量≥骨料中的含量)；酚醛树脂、沥青、石墨、硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐、钢纤维；
在高温下形成下面的一种或几种矿相：莫来石(数量≥骨料中的含量)、碳、刚玉(数量≥骨料中的含量)、硫酸铝、磷酸铝、硅酸钙、铝酸钙、钢纤维以及数量明显大于其它产品的、微小的、有利于提高产品热震稳定性的微裂纹。
4、根据权利要求1所述的一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法，其特征是：所述生产方法的施工方法是：在供户车间内，用浇注或捣打的方法，将所述高性能不定形耐火材料生产成用于火道墙组装用的预制件(块)后，送到用户炭素焙烧炉内组装。
5、根据权利要求1所述的一种高性能不定形耐火材料炭素焙烧炉火道墙的生产方法，其特征是：所述生产方法的施工方法是：直接将该高性能不定形耐火材料(浇注料或捣打料)送往用户，在用户炭素焙烧炉内安装上模具，进行浇注或捣打。
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