CN107573030A - 一种免烧复合耐火砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种免烧复合耐火砖及其制备方法,涉及耐火材料制备技术领域,包括楔形的砖体,所述砖体包括由原生基质制成的工作层和由再生基质制成的复合层,所述工作层和复合层的长度比为1.5‑2:1,所述复合层包括连接在一起的若干层再生基质层,所述再生基质由以下重量百分比的材料:骨料75‑78 wt%、结合剂4.5‑5.5 wt%、氧化铝粉2.5‑2.8 wt%、塑性黏土4.5‑5 wt%、硅粉4.5‑5 wt%、石墨5‑7wt%,将废砖回收利用,能够有效的降低成本、节约资源,具有很高的经济效益和环境效益;本发明通过模具及挤压机将工作层和复合层一体挤压成型,避免烧结,成型速度快,且节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料制备技术领域,尤其涉及一种用于冶炼容器中的免烧型复合耐火砖。
背景技术
在冶金行业的冶炼容器中,需要用到大量的耐火砖,由于长期处于恶劣的环境中,耐火材料容易损坏,需要定期更换,出于安全考虑,根据钢铁行业制定的安全规范,所用的耐火材料衬体有60mm以上的厚度被废弃,对资源造成很大的浪费,同时成本大幅度增加。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种利用率高、成本低的免烧复合耐火砖及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种免烧复合耐火砖,包括楔形的砖体,所述砖体包括由原生基质制成的工作层和由再生基质制成的复合层,所述工作层和复合层的长度比为1.5-2:1,所述复合层包括连接在一起的若干层再生基质层,所述再生基质由以下重量百分比的材料:骨料75-78 wt%、结合剂4.5-5.5 wt%、氧化铝粉2.5-2.8 wt%、塑性黏土4.5-5 wt%、硅粉4.5-5 wt%、石墨5-7wt%。
进一步地,所述再生基质由以下重量百分比的材料:骨料77-78 wt%、结合剂5.2-5.5 wt%、氧化铝粉2.5-2.8 wt%、塑性黏土4.8-5 wt%、硅粉4.7-5 wt%、石墨5-5.5 wt%。
进一步地,所述再生基质由以下重量百分比的材料:骨料77 wt %、结合剂5.2wt%、氧化铝粉2.8 wt%、塑性黏土4.8 wt%、硅粉4.7 wt%,石墨5.5 wt%。
进一步地,所述结合剂选自酚醛树脂,水玻璃、磷酸、磷酸二氢铝其中的一种或者多种。
进一步地,所述骨料由AL2O3-SiC-C质废砖粉碎后混合得到。
进一步地,所述复合层与工作层之间设置有粘结层,所述粘结层材料与再生基质层材料相同。
一种免烧复合耐火砖的制备方法,包括以下步骤:
A,选取AL2O3-SiC-C质废砖,粉碎得到3-5mm和1-3mm两种粒径,然后分别经过磁选,得到3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒;
B,将A步骤所得的3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒以重量比为5:2-3的比例加至混碾机内混碾3-5分钟,得到骨料;
C,向B步骤中的混碾机加入结合剂,混碾3-5分钟;
D,向C步骤中的混碾机加入石墨,混碾1-2分钟;
F,向D步骤中的混碾机加入氧化铝粉、塑性黏土、硅粉,添加间隔为1-2分钟,期间保持混碾,所有物料添加完成后,混碾20-25分钟后出料,得到再生基质;
E,选取AL2O3-SiC-C质废砖,经截取、打磨,制成工作层,将工作层放入磨具中,填充再生基质,得到粘结层,然后填充多层再生基质,填充完成后经挤压机挤压成型,得到成品免烧复合耐火砖。
进一步地,所述A-D步骤中的混碾温度为30-40℃。
进一步地,所述E步骤中挤压机的挤压压力为100-150t。
其中,氧化铝粉用作烧结剂,在使用的过程中增强永久层的氧化性气氛,促进永久层低温烧结;塑性粘土用作塑性剂,减小永久层在使用过程中的形变。
本发明的有益效果在于:将废砖回收利用,能够有效的降低成本、节约资源,具有很高的经济效益和环境效益;本发明通过模具及挤压机将工作层和复合层一体挤压成型,避免烧结,成型速度快,且节约能源。
附图说明
图1为砖体的结构图示意图;
其中:1-砖体,2-工作层,3-复合层,4-再生基质层,5-粘结层。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案进行说明。
以下各实施例中的原砖由以下重量百分比的原料制成:铝矾土60-65wt%、碳化硅8-13wt%、刚玉7-12wt%、石墨5-7wt%、、酚醛树脂4.5 wt%、粉料4.5 wt%,其中粉料由氧化铝、塑化粘土、硅微粉制成。
原砖的制备方法如下:
第一步,将铝矾土、碳化硅、刚玉加入混碾机中,干混3分钟;
第二步,将酚醛树脂加入第一步的混碾机中,混碾5分钟;
第三步,将石墨加入第二步的混碾机中,混碾3分钟;
第四步,将粉料加入第三步的混碾机中,混碾19分钟;
第五步,将第四步所得的物料装入固料箱中,自动融合反应24小时,既得成品原砖。
其中第一步至第四步的温度控制在30-40℃,第五步的温度控制为40℃。
以下各实施例中的工作为上述原砖使用后截取所得,废砖为原砖使用后的整废砖或者截取的部分废砖,多层再生基质在填充至模具之前先通过压接粘结在一起,具体步骤如下:
步骤1,将再生基质在30-50t的压力下挤压为1-2cm厚度的再生基质;
步骤2,将步骤1所得的1-2cm厚度的再生基质层叠3-5层,然后在50-60t的压力下压制成多层再生基质。
将再生基质经过三次挤压,确保其内部均匀,提高使用寿命。
再生基质层的层数根据砖体的尺寸确定,而砖体的尺寸根据实际需要确定。
实施例 1
一种免烧复合耐火砖,包括楔形的砖体1,砖体1包括由原生基质制成的工作层2和由再生基质制成的复合层3,工作层2和复合层3的长度比为1.5:1,复合层包括连接在一起的若干层再生基质层4,再生基质包括以下重量百分比的材料:骨料78 wt%、结合剂5 wt%、氧化铝粉2.5 wt%、塑性黏土5 wt%、硅粉4.5 wt%、石墨5 wt%,其中结合剂为酚醛树脂。
一种免烧复合耐火砖的制备方法,包括以下步骤:
A,选取AL2O3-SiC-C质废砖,粉碎得到3-5mm和1-3mm两种粒径,然后分别经过磁选,得到3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒;
B,将A步骤所得的3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒以重量比为5:2的比例加至混碾机内混碾3分钟,得到骨料;
C,向B步骤中的混碾机加入结合剂,混碾5分钟;
D,向C步骤中的混碾机加入石墨,混碾1分钟;
F,向D步骤中的混碾机加入氧化铝粉、塑性黏土、硅粉,添加间隔为1分钟,期间保持混碾,所有物料添加完成后,混碾20分钟后出料,得到再生基质;
E,选取AL2O3-SiC-C质废砖,经截取、打磨,制成工作层,将工作层放入磨具中,填充再生基质,得到粘结层,然后填充多层再生基质,填充完成后经挤压机挤压成型,得到成品免烧复合耐火砖。
其中A-D步骤中的混碾温度为30-40℃,E步骤中挤压机的挤压压力为100t。
所得免烧复合耐火砖的性能参数见附表1。
实施例2
一种免烧复合耐火砖,包括楔形的砖体1,砖体1包括由原生基质制成的工作层2和由再生基质制成的复合层3,工作层2和复合层3的长度比为1.5:1,复合层包括连接在一起的若干层再生基质层4,工作层2和复合层3之间通过粘结层5粘结,粘结层的厚度为1-2cm,再生基质包括以下重量百分比的材料:骨料75wt%、结合剂5.5 wt%、氧化铝粉2.5 wt%、塑性黏土5 wt%、硅粉5 wt%、石墨7 wt%,其中结合剂为酚醛树脂和磷酸二氢铝,二者的重量比为1:1.2。
一种免烧复合耐火砖的制备方法,包括以下步骤:
A,选取AL2O3-SiC-C质废砖,粉碎得到3-5mm和1-3mm两种粒径,然后分别经过磁选,得到3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒;
B,将A步骤所得的3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒以重量比为5:2的比例加至混碾机内混碾5分钟,得到骨料;
C,向B步骤中的混碾机加入结合剂,混碾3分钟;
D,向C步骤中的混碾机加入石墨,混碾2分钟;
F,向D步骤中的混碾机加入氧化铝粉、塑性黏土、硅粉,添加间隔为2分钟,期间保持混碾,所有物料添加完成后,混碾25分钟后出料,得到再生基质;
E,E,选取AL2O3-SiC-C质废砖,经截取、打磨,制成工作层,将工作层放入磨具中,填充再生基质,得到粘结层,然后填充多层再生基质,填充完成后经挤压机挤压成型,得到成品免烧复合耐火砖。
其中A-D步骤中的混碾温度为30-40℃,E步骤中挤压机的挤压压力为130t。
所得免烧复合耐火砖的性能参数见附表1。
实施例3
一种免烧复合耐火砖,包括楔形的砖体1,砖体1包括由原生基质制成的工作层2和由再生基质制成的复合层3,工作层2和复合层3的长度比为1.5:1,复合层包括连接在一起的若干层再生基质层4,工作层2和复合层3之间通过粘结层5粘结,粘结层的厚度为1-2cm,再生基质包括以下重量百分比的材料:骨料77wt%、结合剂4.5 wt%、氧化铝粉2.8 wt%、塑性黏土4.7 wt%、硅粉4.5wt%、石墨6.5 wt%,其中结合剂为磷酸和磷酸二氢铝,二者的重量比为2:1。
一种免烧复合耐火砖的制备方法,包括以下步骤:
A,选取AL2O3-SiC-C质废砖,粉碎得到3-5mm和1-3mm两种粒径,然后分别经过磁选,得到3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒;
B,将A步骤所得的3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒以重量比为5:3的比例加至混碾机内混碾3分钟,得到骨料;
C,向B步骤中的混碾机加入结合剂,混碾4分钟;
D,向C步骤中的混碾机加入石墨,混碾2分钟;
F,向D步骤中的混碾机加入氧化铝粉、塑性黏土、硅粉,添加间隔为2分钟,期间保持混碾,所有物料添加完成后,混碾23分钟后出料,得到再生基质;
E,选取AL2O3-SiC-C质废砖,经截取、打磨,制成工作层,将工作层放入磨具中,填充再生基质,得到粘结层,然后填充多层再生基质,填充完成后经挤压机挤压成型,得到成品免烧复合耐火砖。
其中A-D步骤中的混碾温度为30-40℃,E步骤中挤压机的挤压压力为150t。
所得免烧复合耐火砖的性能参数见附表1。
实施例4
一种免烧复合耐火砖,包括楔形的砖体1,砖体1包括由原生基质制成的工作层2和由再生基质制成的复合层3,工作层2和复合层3的长度比为1.5:1,复合层包括连接在一起的若干层再生基质层4,工作层2和复合层3之间通过粘结层5粘结,粘结层的厚度为1-2cm,再生基质包括以下重量百分比的材料:骨料77wt%、结合剂5.2 wt%、氧化铝粉2.8 wt%、塑性黏土4.8 wt%、硅粉4.7wt%、石墨5.5 wt%,其中结合剂为水玻璃。
一种免烧复合耐火砖的制备方法,包括以下步骤:
A,选取AL2O3-SiC-C质废砖,粉碎得到3-5mm和1-3mm两种粒径,然后分别经过磁选,得到3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒;
B,将A步骤所得的3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒以重量比为5:2的比例加至混碾机内混碾4分钟,得到骨料;
C,向B步骤中的混碾机加入结合剂,混碾3分钟;
D,向C步骤中的混碾机加入石墨,混碾1分钟;
F,向D步骤中的混碾机加入氧化铝粉、塑性黏土、硅粉,添加间隔为1分钟,期间保持混碾,所有物料添加完成后,混碾20分钟后出料,得到再生基质;
E,选取AL2O3-SiC-C质废砖,经截取、打磨,制成工作层,将工作层放入磨具中,填充再生基质,得到粘结层,然后填充多层再生基质,填充完成后经挤压机挤压成型,得到成品免烧复合耐火砖。
其中A-D步骤中的混碾温度为30-40℃,E步骤中挤压机的挤压压力为150t。
所得免烧复合耐火砖的性能参数见附表1。
附表1
附表1中的平均使用寿命为砖体自使用至出现凹坑或者裂纹所经历的时间。
由附表1可知,实施例1-4所得的免烧复合耐火砖,体积密度、耐火度、平局使用寿命的降低均在10%以内,但本发明将废砖回收利用,能够有效的降低成本、节约资源,具有很高的经济效益和环境效益;本发明通过模具及挤压机将工作层和复合层一体挤压成型,避免烧结,成型速度快,且节约能源,具有很好的推广效果。
Claims (9)
1.一种免烧复合耐火砖,其特征在于,包括楔形的砖体,所述砖体包括由原生基质制成的工作层和由再生基质制成的复合层,所述工作层和复合层的长度比为1.5-2:1,所述复合层包括连接在一起的若干层再生基质层,所述再生基质由以下重量百分比的材料:骨料75-78 wt%、结合剂4.5-5.5 wt%、氧化铝粉2.5-2.8 wt%、塑性黏土4.5-5 wt%、硅粉4.5-5 wt%、石墨5-7wt%。
2.根据权利要求1所述的一种免烧复合耐火砖,其特征在于:所述再生基质由以下重量百分比的材料:骨料77-78 wt%、结合剂5.2-5.5 wt%、氧化铝粉2.5-2.8 wt%、塑性黏土4.8-5 wt%、硅粉4.7-5 wt%、石墨5-5.5 wt%。
3.根据权利要求1所述的一种免烧复合耐火砖,其特征在于:所述再生基质由以下重量百分比的材料:骨料77 wt %、结合剂5.2 wt%、氧化铝粉2.8 wt%、塑性黏土4.8 wt%、硅粉4.7 wt%、石墨5.5 wt%。
4.根据权利要求1所述的一种免烧复合耐火砖,其特征在于,所述结合剂选自酚醛树脂,水玻璃、磷酸、磷酸二氢铝其中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的一种免烧复合耐火砖,其特征在于,所述骨料由AL2O3-SiC-C质废砖粉碎后混合得到。
6.根据权利要求1所述的一种免烧复合耐火砖,其特征在于,所述复合层与工作层之间设置有粘结层,所述粘结层材料与再生基质层材料相同。
7.一种制备根据权利要求1-6任一项所述的一种免烧复合耐火砖的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A,选取AL2O3-SiC-C质废砖,粉碎得到3-5mm和1-3mm两种粒径,然后分别经过磁选,得到3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒;
B,将A步骤所得的3-5mm和1-3mm两种粒径的颗粒以重量比为5:2-3的比例加至混碾机内混碾3-5分钟,得到骨料;
C,向B步骤中的混碾机加入结合剂,混碾3-5分钟;
D,向C步骤中的混碾机加入石墨,混碾1-2分钟以上;
F,向D步骤中的混碾机加入氧化铝粉、塑性黏土、硅粉,添加间隔为1-2分钟,期间保持混碾,所有物料添加完成后,混碾20-25分钟后出料,得到再生基质;
E,选取AL2O3-SiC-C质废砖,经截取、打磨,制成工作层,将工作层放入磨具中,填充再生基质,得到粘结层,然后填充多层再生基质,填充完成后经挤压机挤压成型,得到成品免烧复合耐火砖。
8.根据权利要求7所述的一种制备免烧复合耐火砖的方法,其特征在于,所述A-D步骤中的混碾温度为30-40℃。
9.根据权利要求7所述的一种制备免烧复合耐火砖的方法,其特征在于,所述E步骤中挤压机的挤压压力为100-150t。
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