CN104072160B - 超低气孔莫来石砖 - Google Patents

Abstract

一种超低气孔莫来石砖，属于耐火材料技术领域，其特征是，所述超低气孔莫来石砖理化指标为：气孔率≤9.5％，体积密度≥2.4g/cm³，机械耐压强度≥300MPa，耐火度≥1550℃，0.2MPa荷重软化开始温度(℃)≥1500℃；所述超低气孔莫来石砖由如下重量份的原料制成：烧结煤矸石细粉40～55份，锆英石粉10～20份，石英粉10-20份，金属硅微粉3～6份，金属铝粉3-6份，高铝粘土5～10份，硼酸盐3～9份；其中，所述金属硅粉是从硅片线切割液废弃物提取而得。本发明采用烧结煤矸石替代高铝矿物原料，且本发明气孔率低于9.5％，致密度高，使用寿命长。

Description

超低气孔莫来石砖

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种超低气孔莫来石砖。

背景技术

随着国内外工业窑炉向优质、高效、节能、长寿方向发展，尤其在近年来，耐火材料的技术含量和自身质量要与国际市场接轨，耐火材料的技术要求和产品质量将加大改善力度。

现代大型玻璃熔窑如浮法玻璃熔窑，目前都使用蓄热室来回收热量，它是周期性换向工况不稳定的热交换装置。由于玻璃窑内气氛大多为碱性气氛，作为蓄热室格子体的材料必须是碱性材料或者中性材料，故目前玻璃窑大多采用碱性镁质材料作为格子体材料。蓄热室的温度环境，上火时上部温度为800～1000℃，下火时上部温度为1400℃，现在大多数玻璃生产厂家为了节约燃料成本，大多采用煤焦油作为燃料。由于煤焦油在不同温度下都会结焦，在玻璃窑内燃烧不充分的情况下，烟气中还存在有焦油成分，在与格子体交换传递热量的同时也会在格子体表面结焦。而烧结镁砖表面由于在制造过程中不可避免地存在分散性气孔，焦油结焦就会牢固附着在气孔周围，从而影响格子体的热交换效果。另外，烟气中含有20％左右水蒸汽，镁质材料遇水蒸汽及硫化物发生分解，久而久之，容易使格子体堵塞，厂家通常3～5年就需要更换格子体，因此开发高档中性耐火材料，用于蓄热室，成为目前制约蓄热室性能以及寿命的关键因素。

传统的莫来石质耐火材料属于中性材料，气孔率大于15％，应用于蓄热室虽然解决了蠕变、强度以及耐烟气腐蚀等问题，但结焦问题仍难以解决。

发明内容

本发明提供一种超低气孔莫来石砖，采用烧结煤矸石替代高铝矿物原料，且本发明气孔率低于9.5％，致密度高，使用寿命长。

本发明具体采用了如下技术方案：

一种超低气孔莫来石砖，其特征是，所述超低气孔莫来石砖理化指标为：

气孔率≤9.5％，体积密度≥2.4g/cm³，机械耐压强度≥300MPa，耐火度≥1550℃，0.2MPa荷重软化开始温度(℃)≥1500℃；

其由如下重量份的原料制成：

其中，所述金属硅粉是从硅片线切割液废弃物提取而得。

进一步，采用20-40份硅片线切割液替代金属硅微粉，其中硅片线切割液中含有15-18wt％的金属硅微粉。

所述煤矸石的化学成分是：SiO₂43.05％，Al₂O₃38.44％，Fe₂O₃0.27％，CaO0.24％，MgO0.38％，灼失16.07％。

所述高铝粘土的化学成分是：SiO₂7.2％，Al₂O₃89％，Fe₂O₃0.8％，TiO₂1.6％。

所述石英粉的化学成分是：SiO₂99.8％，Fe₂O₃0.01％。

所述石英粉中SiO₂含量大于94.5％。

本发明采用粉状原料中，按照现有技术的粒度配合即可。

所述硼酸盐是硼酸钠、硼酸钾、硼酸铝、硼酸镁、硼酸钙中的一种或者多种任意混合使用。

所述超低气孔莫来石砖的制法包括如下步骤：

1)原料混合、粉碎、困料；

2)成型：所述成型是压力注浆成型或等静压成型

3)干燥、烧结：所述烧结包括在高温1450℃下保温1.5～2.5小时；

4)冷加工、包装。

本发明中采用的原料均为市售商品，本技术领域内普通人员很容易在市场上获得。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用部分固体废弃物，如煤矸石、金属硅线切割废料等，节约了矿物原料与化工原料资源，降低了生产成本；

(2)金属硅微粉与金属铝粉的加入，由于金属微粉在成型时可发生塑形变形，成型坯体的致密度提高；高温下金属硅微粉与金属铝粉反应生成针状莫来石晶体，均匀分布到制品中，同时作为晶种使莫来石的结晶更加容易进行，提高莫来石的生成率。

(3)总气孔率低于9.5％，强度高、蠕变低，可替代碱性耐火材料应用于玻璃窑炉蓄热室，减少蓄热室结焦，并延长了蓄热室使用寿命。

具体实施方式

一、基础配方

表1 配方表(单位：重量份)

	实施例1	实施例2	实施例3
				烧结煤矸石细粉	40	50	55
锆英石粉	15	10	20
				石英粉	15	10	20
金属硅微粉	3	5	6
				金属铝粉	3	5	6
高铝粘土	8	5	10
				硼酸盐	4	3	9

实施例4：采用30份硅片线切割液替代金属硅微粉，其中硅片线切割液中含有15-18wt％的金属硅微粉。

二、制法

1)细磨、混合、成型

将细粉原料按照实施例1-4配方称量后，在球磨机内研磨，混合均匀后采用压力注浆成型。

2)干燥

采用的烘干窑炉，适合坯体低温干燥的要求，经过48小时干燥，即能满足下一步生产工艺的要求。

3)烧结

把成型干燥后的坯体装炉烧结，烧结温度为1400、1450、1500℃，进行测试。样块中心部位未烧透，反应不完全，说明烧结温度不够。经过分析对比，在保温时间相同时，1450℃是比较适宜的烧结温度。

4)冷加工、包装。

Claims (3)

1.一种超低气孔莫来石砖，其特征是，

所述超低气孔莫来石砖理化指标为：

气孔率≤9.5％，体积密度≥2.4g/cm³，机械耐压强度≥300MPa，耐火度≥1550℃，0.2MPa荷重软化开始温度(℃)≥1500℃；

所述超低气孔莫来石砖由如下重量份的原料制成：

其中，所述金属硅粉是从硅片线切割液废弃物提取而得。

2.根据权利要求1所述的超低气孔莫来石砖，其特征是，采用20-40份硅片线切割液替代金属硅微粉，其中硅片线切割液中含有15-18wt％的金属硅微粉。

3.根据权利要求1或2所述的超低气孔莫来石砖，其特征是，所述超低气孔莫来石砖的制法包括如下步骤：

1)原料混合、粉碎、困料；

2)成型：所述成型是压力注浆成型或等静压成型

3)干燥、烧结：所述烧结包括在高温1450℃下保温1.5～2.5小时；

4)冷加工、包装。