CN107141016A - 一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐火材料制备技术领域，具体涉及一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法。本发明首先以锆英石、铝矾土等为原料，经球磨、过筛和煅烧，得氮化锆基陶瓷粉末，再将特级高铝矾土粉碎过筛后与蔗糖、氧化铝微粉等混合研磨，以蔗糖为粘结剂和起泡剂，并将氧化铝等填补进大孔中，煅烧得微孔特级高铝矾土熟料，将其研磨后，筛选出各级粒度微孔特级高铝矾土熟料，将筛选出的各级粒度微孔特级高铝矾土熟料与氮化锆基陶瓷粉末等混合压制成砖坯后煅烧即可。本发明制备的微孔抗渗透高铝砖气孔率小，显气孔率低，显气孔率达到12～14%，提高了其耐磨性能，常温磨损量低于5cm3；常温抗折强度达到29MPa以上，常温耐压强度达到151MPa以上。

Description

一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料制备技术领域，具体涉及一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法。
背景技术
高铝砖是耐火材料的一种，其主要成分是三氧化二铝，其热稳定性高、耐火度在1790℃以上，高铝砖的氧化铝含量必须48%以上，由矾土或其他氧化铝含量较高的原料经成型和煅烧而成，高铝砖耐火度和荷重软化温度强于粘土制品，抗渣性能也较好，随着氧化铝含量的提高，高铝砖抗渣性能及其它各方面的性能也相应提高。高铝砖主要应用在炼钢电炉顶，起到遮挡电板产生的弧光和高温辐射，保持电炉炼钢的温度的作用。
目前钢铁企业所使用的电炉顶用高铝砖主要有两种：烧成高铝砖和不烧成高铝砖。烧成高铝砖的一般制备方法为：把高铝矾土颗粒破碎均匀，再放入粘土、磷酸、蓝晶石细粉混合，然后睏料24小时以上，压机成型后自然干燥2～3天，放入倒焰窑，先用煤油烧制，温度为800～1000℃，然后改用重油烧成，温度大于1450℃，最后出料。通过此制备方法制备出来的高铝砖存在以下缺陷：由于烧制温度很高，能源消耗大。不烧成高铝砖的一般制备方法为：把高铝矾土颗粒破碎均匀，再放入粘土、磷酸、蓝晶石细粉混合，然后睏料24小时以上，压机成型后自然干燥2～3天，装入窑中，进行烧制，温度为300～400℃，然后出料。通过此制备方法制备出来的高铝砖存在缺陷：由于气孔率大，耐磨性差，使用寿命很不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统的高铝砖气孔率大，耐磨性能差，降低了其使用寿命的问题，提供了一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法。
为解决所得技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法，由以下重量份原料制备：
取60～92份微孔特级高铝矾土熟料，6～8份氮化锆基陶瓷粉末，5～10份耐火粘土，4～6份去离子水，混合均匀后装入摩擦压力机中压制成砖坯，再将砖坯在1500～1600℃下煅烧3～4h，冷却至室温后，得微孔抗渗透高铝砖。
进一步所述的氮化锆基陶瓷粉末由以下重量份原料制备：
取100～120份锆英石，10～12份铝矾土，32～35份无烟煤装入球磨机中球磨，过200目筛，将过筛后的复合粉末装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至1500～1600℃煅烧3～4h，冷却至室温后装入研磨机中研磨，过320目筛，得氮化锆基陶瓷粉末。
进一步所述的微孔特级高铝矾土熟料由以下重量份原料制备：
取70～80份粉碎过200目筛后的特级高铝矾土，5～6份氧化铝微粉，0.8～1.0份电熔镁砂，40～50份质量分数为20～25%蔗糖溶液混合均匀后装入研磨机中研磨、干燥、煅烧得微孔特级高铝矾土熟料。
进一步所述的微孔特级高铝矾土熟料为10～12份3～5mm微孔特级高铝矾土熟料、20～30份1～3mm微孔特级高铝矾土熟料、10～20份0.1～1.0mm微孔特级高铝矾土熟料和20～30份0.06～0.10mm微孔特级高铝矾土熟料的混合物。
进一步所述的耐火粘土为焦作土、苏州土、太原土、淄博土中的一种或多种。
本发明的有益技术效果是：本发明以锆英石、铝矾土和无烟煤为原料，进行球磨、过筛和煅烧，得到氮化锆基陶瓷粉末，再将特级高铝矾土粉碎过筛后与蔗糖、氧化铝微粉等进行混合研磨，以蔗糖为粘结剂和起泡剂，煅烧制得微孔特级高铝矾土熟料，通过氧化铝微粉填补进大孔中，减小气孔率，随后对其进行研磨，并筛选出各级粒度微孔特级高铝矾土熟料，将筛选出的各级粒度微孔特级高铝矾土熟料与氮化锆基陶瓷粉末等混合压制成砖坯后，煅烧即可得到微孔抗渗透高铝砖。本发明利用氮化锆基陶瓷粉末，填补入微孔特级高铝矾土熟料的表面间隙中，改善高铝砖的耐磨性能，制备的微孔抗渗透高铝砖气孔率小，显气孔率低，显气孔率为12～14%，耐磨性能好，常温磨损量低于5cm3，常温抗折强度达到29MPa以上，常温耐压强度达到151MPa以上延长了其使用寿命。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
称取100～120g锆英石，10～12g铝矾土，32～35g无烟煤，装入球磨机中，以300～400r/min球磨1～2h，过200目筛，得过筛复合粉末，将过筛复合粉末装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至1500～1600℃保温煅烧3～4h，冷却至室温后装入研磨机中研磨，过320目筛，得氮化锆基陶瓷粉末；称取10～12kg特级高铝矾土，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得过筛后特级高铝矾土粉末，再称取7～8kg过筛后特级高铝矾土粉末，0.5～0.6kg过200目筛的氧化铝微粉，80～100g过200目筛的电熔镁砂与4～5L质量分数为20～25%蔗糖溶液混合均匀后装入研磨机中研磨20～30min，得混合料；接着将所得混合料置于干燥箱中，在80～90℃下干燥3～4h，得干燥混合料，再将干燥混合料转入电阻炉中，在1600～1700℃下煅烧3～4h，冷却至室温后出料，得微孔特级高铝矾土熟料，将微孔特级高铝矾土熟料装入研磨机中研磨，随后转入振筛机中，分别筛选出粒径为3～5mm，1～3mm，0.1～1.0mm，0.06～0.10mm的各级粒度微孔特级高铝矾土熟料；按重量份数计，称取10～12份所得3～5mm微孔特级高铝矾土熟料，20～30份所得1～3mm微孔特级高铝矾土熟料，10～20份所得0.1～1.0mm微孔特级高铝矾土熟料，20～30份所得0.06～0.10mm微孔特级高铝矾土熟料，6～8份制备的氮化锆基陶瓷粉末，5～10份耐火粘土，4～6份去离子水，混合均匀后装入摩擦压力机中压制成砖坯，再将砖坯在1500～1600℃下煅烧3～4h，冷却至室温后，得微孔抗渗透高铝砖。所述的耐火粘土为焦作土、苏州土、太原土、淄博土中的一种或多种。
经检测，本发明制备的微孔抗渗透高铝砖显气孔率达到12～14%，常温磨损量低于5cm3，常温抗折强度达到29MPa以上，常温耐压强度达到151MPa以上。
实例1
称取120g锆英石，12g铝矾土，35g无烟煤，装入球磨机中，以400r/min球磨2h，过200目筛，得过筛复合粉末，将过筛复合粉末装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至1600℃保温煅烧4h，冷却至室温后装入研磨机中研磨，过320目筛，得氮化锆基陶瓷粉末；称取12kg特级高铝矾土，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得过筛后特级高铝矾土粉末，再称取8kg过筛后特级高铝矾土粉末，0.6kg过200目筛的氧化铝微粉100g过200目筛的电熔镁砂与5L质量分数为25%蔗糖溶液混合均匀后装入研磨机中研磨30min，得混合料；接着将所得混合料置于干燥箱中，在90℃下干燥4h，得干燥混合料，再将干燥混合料转入电阻炉中，在1700℃下煅烧4h，冷却至室温后出料，得微孔特级高铝矾土熟料，将微孔特级高铝矾土熟料装入研磨机中研磨，随后转入振筛机中，分别筛选出粒径为5mm，3mm，1.0mm，0.10mm的各级粒度微孔特级高铝矾土熟料；按重量份数计，称取12份所得5mm微孔特级高铝矾土熟料，30份所得3mm微孔特级高铝矾土熟料，20份所得1.0mm微孔特级高铝矾土熟料，30份所得0.10mm微孔特级高铝矾土熟料，8份制备的氮化锆基陶瓷粉末，10份焦作土，6份去离子水，混合均匀后装入摩擦压力机中压制成砖坯，再将砖坯在1600℃下煅烧4h，冷却至室温后，得微孔抗渗透高铝砖。
经检测，本发明制备的微孔抗渗透高铝砖显气孔率达到14%，常温磨损量为4.8cm3，常温抗折强度达到30MPa，常温耐压强度达到155MP。
实例2
称取100g锆英石，10g铝矾土，32g无烟煤，装入球磨机中，以300r/min球磨1h，过200目筛，得过筛复合粉末，将过筛复合粉末装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至1500℃保温煅烧3h，冷却至室温后装入研磨机中研磨，过320目筛，得氮化锆基陶瓷粉末；称取10kg特级高铝矾土，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得过筛后特级高铝矾土粉末，再称取7kg过筛后特级高铝矾土粉末，0.5kg过200目筛的氧化铝微粉，80g过200目筛的电熔镁砂与4L质量分数为20%蔗糖溶液混合均匀后装入研磨机中研磨20min，得混合料；接着将所得混合料置于干燥箱中，在80℃下干燥3h，得干燥混合料，再将干燥混合料转入电阻炉中，在1600℃下煅烧3h，冷却至室温后出料，得微孔特级高铝矾土熟料，将微孔特级高铝矾土熟料装入研磨机中研磨，随后转入振筛机中，分别筛选出粒径为3mm，1mm，0.1mm，0.06mm的各级粒度微孔特级高铝矾土熟料；按重量份数计，称取10份所得3mm微孔特级高铝矾土熟料，20份所得1mm微孔特级高铝矾土熟料，10份所得0.1mm微孔特级高铝矾土熟料，20份所得0.06mm微孔特级高铝矾土熟料，6份制备的氮化锆基陶瓷粉末，5份太原土，4份去离子水，混合均匀后装入摩擦压力机中压制成砖坯，再将砖坯在1500℃下煅烧3h，冷却至室温后，得微孔抗渗透高铝砖。
经检测，本发明制备的微孔抗渗透高铝砖显气孔率达到12%，常温磨损量为4.5cm3，常温抗折强度达到30MPa，常温耐压强度达到157MPa。
实例3
称取110g锆英石，11g铝矾土，33g无烟煤，装入球磨机中，以350r/min球磨2h，过200目筛，得过筛复合粉末，将过筛复合粉末装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至1550℃保温煅烧3h，冷却至室温后装入研磨机中研磨，过320目筛，得氮化锆基陶瓷粉末；称取11kg特级高铝矾土，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得过筛后特级高铝矾土粉末，再称取7kg过筛后特级高铝矾土粉末，0.6kg过200目筛的氧化铝微粉，90g过200目筛的电熔镁砂与4L质量分数为23%蔗糖溶液混合均匀后装入研磨机中研磨25min，得混合料；接着将所得混合料置于干燥箱中，在85℃下干燥3h，得干燥混合料，再将干燥混合料转入电阻炉中，在1650℃下煅烧3h，冷却至室温后出料，得微孔特级高铝矾土熟料，将微孔特级高铝矾土熟料装入研磨机中研磨，随后转入振筛机中，分别筛选出粒径为4mm，2mm，0.7mm，0.08mm的各级粒度微孔特级高铝矾土熟料；按重量份数计，称取11份所得4mm微孔特级高铝矾土熟料，25份所得2mm微孔特级高铝矾土熟料，15份所得0.5mm微孔特级高铝矾土熟料，25份所得0.07mm微孔特级高铝矾土熟料，7份制备的氮化锆基陶瓷粉末，8份苏州土，5份去离子水，混合均匀后装入摩擦压力机中压制成砖坯，再将砖坯在1550℃下煅烧3h，冷却至室温后，得微孔抗渗透高铝砖。
经检测，本发明制备的微孔抗渗透高铝砖显气孔率达到13%，常温磨损量为4cm3，常温抗折强度达到35MPa，常温耐压强度达到160MPa。

Claims (5)

1.一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法，其特征在于由以下重量份原料制备：
取60～92份微孔特级高铝矾土熟料，6～8份氮化锆基陶瓷粉末，5～10份耐火粘土，4～6份去离子水，混合均匀后装入摩擦压力机中压制成砖坯，再将砖坯在1500～1600℃下煅烧3～4h，冷却至室温后，得微孔抗渗透高铝砖。
2.如权利要求1所述的一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法，其特征在于，所述的氮化锆基陶瓷粉末由以下重量份原料制备：
取100～120份锆英石，10～12份铝矾土，32～35份无烟煤装入球磨机中球磨，过200目筛，将过筛后的复合粉末装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至1500～1600℃煅烧3～4h，冷却至室温后装入研磨机中研磨，过320目筛，得氮化锆基陶瓷粉末。
3.如权利要求1所述的一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法，其特征在于，所述的微孔特级高铝矾土熟料由以下重量份原料制备：
取70～80份粉碎过200目筛后的特级高铝矾土，5～6份氧化铝微粉，0.8～1.0份电熔镁砂，40～50份质量分数为20～25%蔗糖溶液混合均匀后装入研磨机中研磨、干燥、煅烧得微孔特级高铝矾土熟料。
4.如权利要求1所述的一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法，其特征在于，所述的微孔特级高铝矾土熟料为10～12份3～5mm微孔特级高铝矾土熟料、20～30份1～3mm微孔特级高铝矾土熟料、10～20份0.1～1.0mm微孔特级高铝矾土熟料和20～30份0.06～0.10mm微孔特级高铝矾土熟料的混合物。
5.如权利要求1所述的一种微孔抗渗透高铝砖的制备方法，其特征在于，所述的耐火粘土为焦作土、苏州土、太原土、淄博土中的一种或多种。
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