CN108395264A - 一种碳素炉窑用再生砖及其制备方法 - Google Patents

一种碳素炉窑用再生砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳素炉窑用再生砖及其制备方法，涉及再生砖及其制备技术领域。所述再生砖包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖60‑80％、高铝粉10‑20％、纯铝酸钙水泥4‑16％、硅微粉4‑5％、三聚磷酸钠0.05‑0.15％、六偏磷酸钠0.05‑0.15％、防爆纤维0.05‑0.17％和添加剂3‑4％；制作方法为将各原料混合搅拌成混合浆料后，浇筑成型，脱模，于25‑35℃下恒温烘干，即得。本发明再生砖通过优化原料配制和优化制作方法，解决了碳素窑炉废砖处理难以及再生砖制作耗能大、成本高的问题，实现了资源的绿色回收再利用和节能环保，在免烧结的情况下，制得的再生砖的耐火度、耐压强度、高温抗折强度等各项性能较好，均达到使用标准。

Description

一种碳素炉窑用再生砖及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及再生砖及其制备技术领域，具体涉及一种碳素炉窑用再生砖及其制备方法。
【背景技术】
目前，我国碳素材料生产过程产生许多废弃材料，这些废弃材料主要是碳素窑炉产生的废砖，这些废砖主要为粘土砖、高铝砖和硅砖等。现阶段这些废砖的主要处理方法为掩埋，不但会占用大量土地，破坏环境，还使资源得不到合理利用，导致资源浪费。因此，利用废砖产生再生砖，使其重新用于生产应用，变废为宝，是当前碳素材料生产中亟需解决的问题。
当前，再生砖制作方法很多，主要工艺流程为：配制原料→成型→养护→干燥→烧结，其中烧结的温度较高，一般为1000℃以上，且烧结时间较长，不但工序繁琐，还导致能源的浪费。因此，免烧结再生砖的制作已成为主要研究方向。
【发明内容】
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种碳素炉窑用再生砖及其制备方法，该再生砖通过优化原料配制和优化制作方法，解决了碳素窑炉废砖处理难以及再生砖制作耗能大、成本高的问题，实现了资源的绿色回收再利用和节能环保，在免烧结的情况下，制得的再生砖各项性能较好，均达到使用标准。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种碳素炉窑用再生砖，包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖60-80％、高铝粉10-20％、纯铝酸钙水泥4-16％、硅微粉4-5％、三聚磷酸钠0.05-0.15％、六偏磷酸钠0.05-0.15％、防爆纤维0.05-0.17％和添加剂3-4％。
较优的，一种碳素炉窑用再生砖，包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖65-75％、高铝粉12-17％、纯铝酸钙水泥5-11％、硅微粉4.3-4.8％、三聚磷酸钠0.07-0.10％、六偏磷酸钠0.07-0.10％、防爆纤维0.07-0.15％和添加剂3.2-3.8％。
较优的，一种碳素炉窑用再生砖，包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖70％、高铝粉15％、纯铝酸钙水泥7％、硅微粉4.5％、三聚磷酸钠0.1％、六偏磷酸钠0.1％、防爆纤维0.1％和添加剂3.2％。
进一步地，所述添加剂为白泥、木质素或塘泥中的一种。
进一步地，所述高铝粉的颗粒粗细度为300目。
根据上述原料，本发明还提供了上述一种碳素炉窑用再生砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量百分数称取各原料；
(2)用球磨机将碳素窑炉修炉废砖磨碎成所需的大小，备用；
(3)将磨碎后的碳素窑炉修炉废砖料与高铝粉、纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、防爆纤维和添加剂混合搅拌均匀，并加入适量的水搅拌成混合浆料；
(4)将所述混合浆料浇筑到模具内成型；
(5)待混合浆料硬化后脱模，并于25-35℃下恒温烘干，即得所述再生砖。
以上的高铝粉可使用颗粒粗细度相同的粘土粉代替。
本发明废砖作为骨料，对产品起到骨架支撑的作用；粘土粉或高铝粉可填充孔隙，确保产品密实度；纯铝酸钙水泥起到凝固的作用；硅微粉可调节凝固缓慢的作用；三聚磷酸钠和六偏磷酸钠共同作用可增强骨料流动性，调节加水量；防爆纤维有助于内部水分排出，防止爆裂；白泥、木质素、塘泥等添加剂可作为稳定剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明再生砖通过优化原料配制和优化制作方法，解决了碳素窑炉废砖处理难以及再生砖制作耗能大、成本高的问题，实现了资源的绿色回收再利用和节能环保，在免烧结的情况下，制得的再生砖的耐火度、耐压强度、高温抗折强度等各项性能较好，均达到使用标准。
【具体实施方式】
以下结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例1
本实施例一种碳素炉窑用再生砖，包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖70％、高铝粉15％、纯铝酸钙水泥7％、硅微粉4.5％、三聚磷酸钠0.1％、六偏磷酸钠0.1％、防爆纤维0.1％和木质素3.2％。
所述高铝粉的颗粒粗细度为300目。
本实施例一种碳素炉窑用再生砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量百分数称取各原料；
(2)用球磨机将碳素窑炉修炉废砖磨碎成所需的大小，备用；
(3)将磨碎后的碳素窑炉修炉废砖料与高铝粉、纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、防爆纤维和添加剂混合搅拌均匀，并加入适量的水搅拌成混合浆料；
(4)将所述混合浆料浇筑到模具内成型；
(5)待混合浆料硬化后脱模，并于35℃下恒温烘干，即得所述再生砖。
实施例2
本实施例一种碳素炉窑用再生砖，包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖60％、高铝粉20％、纯铝酸钙水泥12.53％、硅微粉4％、三聚磷酸钠0.15％、六偏磷酸钠0.15％、防爆纤维0.17％和白泥3％。
所述高铝粉的颗粒粗细度为300目。
本实施例一种碳素炉窑用再生砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量百分数称取各原料；
(2)用球磨机将碳素窑炉修炉废砖磨碎成所需的大小，备用；
(3)将磨碎后的碳素窑炉修炉废砖料与高铝粉、纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、防爆纤维和添加剂混合搅拌均匀，并加入适量的水搅拌成混合浆料；
(4)将所述混合浆料浇筑到模具内成型；
(5)待混合浆料硬化后脱模，并于25℃下恒温烘干，即得所述再生砖。
实施例3
本实施例一种碳素炉窑用再生砖，包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖76％、高铝粉10％、纯铝酸钙水泥4.85％、硅微粉5％、三聚磷酸钠0.05％、六偏磷酸钠0.05％、防爆纤维0.05％和塘泥4％。
所述高铝粉的颗粒粗细度为300目。
本实施例一种碳素炉窑用再生砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量百分数称取各原料；
(2)用球磨机将碳素窑炉修炉废砖磨碎成所需的大小，备用；
(3)将磨碎后的碳素窑炉修炉废砖料与高铝粉、纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、防爆纤维和添加剂混合搅拌均匀，并加入适量的水搅拌成混合浆料；
(4)将所述混合浆料浇筑到模具内成型；
(5)待混合浆料硬化后脱模，并于30℃下恒温烘干，即得所述再生砖。
实施例4
本实施例一种碳素炉窑用再生砖，包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖71％、粘土粉11％、纯铝酸钙水泥9％、硅微粉5％、三聚磷酸钠0.1％、六偏磷酸钠0.1％、防爆纤维0.1％和木质素3.7％。
所述粘土粉的颗粒粗细度为300目。
本实施例一种碳素炉窑用再生砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量百分数称取各原料；
(2)用球磨机将碳素窑炉修炉废砖磨碎成所需的大小，备用；
(3)将磨碎后的碳素窑炉修炉废砖料与高铝粉、纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、防爆纤维和添加剂混合搅拌均匀，并加入适量的水搅拌成混合浆料；
(4)将所述混合浆料浇筑到模具内成型；
(5)待混合浆料硬化后脱模，并于33℃下恒温烘干，即得所述再生砖。
本发明再生砖性能参数：
为了说明本发明效果，申请人均对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的再生砖的性能进行性能检测，结果见表1：
表1各组再生砖性能
项目/组别 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
耐火度(℃) 1840 1820 1831 1836
体积密度(g/cm3) 2.49 2.40 2.42 2.43
显气孔率 17 19 18 18
常温耐压强度(Mpa) 68 60 63 61
荷重软化点(0.2Mpa，0.6％) 1539 1500 1522 1520
高温蠕变率(1280℃，0.2MPa，25h) 0.61 0.7 0.65 0.63
热膨胀率(20℃～1000℃)％ 0.52 0.6 0.53 0.55
高温抗折强度MP(≥1350℃) 6.6 5.0 5.9 6.3
从表1可知，本发明再生砖的耐火度≥1820℃，体积密度≥2.40g/cm3，显气孔率≤19，常温耐压强度≥60Mpa，荷重软化点≥1500(0.2Mpa，0.6％)，高温蠕变率≤0.7(1280℃，0.2MPa，25h)，热膨胀率≤0.6(20℃～1000℃)％，高温抗折强度≥5MP(≥1350℃)。各项性能都较好，均符合标准。
因此，本发明再生砖通过优化原料配制和优化制作方法，解决了碳素窑炉废砖处理难以及再生砖制作耗能大、成本高的问题，实现了资源的绿色回收再利用和节能环保，在免烧结的情况下，制得的再生砖的各项性能较好，均达到使用标准。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种碳素炉窑用再生砖，其特征在于：包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖60-80％、高铝粉10-20％、纯铝酸钙水泥4-16％、硅微粉4-5％、三聚磷酸钠0.05-0.15％、六偏磷酸钠0.05-0.15％、防爆纤维0.05-0.17％和添加剂3-4％。
2.根据权利要求1所述的一种碳素炉窑用再生砖，其特征在于：包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖65-75％、高铝粉12-17％、纯铝酸钙水泥5-11％、硅微粉4.3-4.8％、三聚磷酸钠0.07-0.10％、六偏磷酸钠0.07-0.10％、防爆纤维0.07-0.15％和添加剂3.2-3.8％。
3.根据权利要求1所述的一种碳素炉窑用再生砖，其特征在于：包括以下重量百分数的原料：碳素窑炉修炉废砖70％、高铝粉15％、纯铝酸钙水泥7％、硅微粉4.5％、三聚磷酸钠0.1％、六偏磷酸钠0.1％、防爆纤维0.1％和添加剂3.2％。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种碳素炉窑用再生砖，其特征在于：所述添加剂为白泥、木质素或塘泥中的一种。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种碳素炉窑用再生砖，其特征在于：所述高铝粉的颗粒粗细度为300目。
6.一种根据权利要求1、2或3所述的碳素炉窑用再生砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按上述重量百分数称取各原料；
(2)用球磨机将碳素窑炉修炉废砖磨碎成所需的大小，备用；
(3)将磨碎后的碳素窑炉修炉废砖料与高铝粉、纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、防爆纤维和添加剂混合搅拌均匀，并加入适量的水搅拌成混合浆料；
(4)将所述混合浆料浇筑到模具内成型；
(5)待混合浆料硬化后脱模，并于25-35℃下恒温烘干，即得所述再生砖。
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