CN108516847B - 一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺及其带温砖 - Google Patents

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Abstract

一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺及其带温砖，其制备工艺，包括如下步骤：(1)将以重量份数比计的18～22份黑泥、18～22份压排泥、55～65份耐火砖废渣、0.03～0.05份PVA、0.4～0.5份木质素、0.75～0.81份偏硅酸钠和43～48份水进行混合球磨形成浆料，并经过喷雾干燥获得带温砖粉料；(2)将带温砖粉料布施于压制模具中压制成型后，入窑烧成即可获得成品；由本发明制备获得的带温砖不仅高温耐火，而且强度更高，有利于反复使用，同时大大降低了制备成本，更加环保节能，工艺步骤简单。

Description

一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺及其带温砖
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种低成本的环境友好型带温砖 的制备工艺及其带温砖。
背景技术
现有在陶瓷砖的生产工厂，使用辊道窑烧制成型，一般采取的是24小时不 间断生产。而在不间断生产过程中，为了稳定产品的质量，则需要窑炉的温度， 气氛，压力均保持稳定，但在实际生产中，由于生产事故或是产品衔接不当， 经常会导致空窑的现象，即无砖进窑，导致窑炉空烧；空窑会直接对窑炉的温 度，气氛和压力产生很大的影响，直接的危害就是空窑后再次进砖，在不正常 的温度，气氛，压力下烧出的砖基本难以满足质量控制要求，导致次品率提高， 并且空窑后再进砖，稳定窑炉往往需要数个小时，严重影响生产效率，因此空 窑导致的直接损失是巨大的。
现有通常会引入带温砖来解决上述生产不连续的问题，但传统带温砖的制 作一般采用较高温的砂和石粉，以及塑性较高的泥作为原材料，而自然界的泥 砂原材料往往铝含量达不到要求，仍需要通过外加化工级氧化铝提高温度，从 而导致了其原材料成本大大提高，并且在生产过程中，常因带温砖的强度不足 而容易在排砖、运输等的过程中产生破损，难以有效进行重复利用，存在使用 寿命低，高温耐火性能不稳定的不足。
发明内容
本发明的目的在于提出一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其制 备获得的带温砖不仅高温耐火，而且强度更高，有利于反复使用，同时大大降 低了制备成本，更加环保节能，工艺步骤简单。
本发明的另一个目的在于提出一种低成本的环境友好型带温砖。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，包括如下步骤：
(1)将以重量份数比计的18～22份黑泥、18～22份压排泥、55～65份耐火砖 废渣、0.03～0.05份PVA、0.4～0.5份木质素、0.75～0.81份偏硅酸钠和43～48份 水进行混合球磨形成浆料，并经过喷雾干燥获得带温砖粉料；
(2)将带温砖粉料布施于压制模具中压制成型后，入窑烧成即可获得成品。 本发明提出低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，主要是通过在配方中采用 窑炉年终维修时需要丢弃的耐火砖废渣，及原料车间废水过滤沉淀提取的压排 泥来作为主要坯体原材料，同时结合了PVA、木质素、硅酸钠等助剂，不仅能 够获得具有强度高、高温耐火性能的带温砖，而且还可以大大减少原材料的投 入成本，以及就地取材可以节省耐火砖及压排泥的处理费用，从而实现了更加 节能环保目的。其中，PVA能够对浆料起到有效的悬浮作用，使各个组分混合 更加均匀，体系更加稳定；而偏硅酸钠作为解胶剂，并且木质素也能够进一步 提高坯体强度。因此该带温砖不仅高温耐火，有效避免了砖坯吸收热量后不至 于软化粘附窑炉辊棒的现象，而且强度更高，抗冲击力强，有利于重复使用， 延长使用寿命，同时有效降低了制备成本，使带温砖的制备工艺更加环保节能， 工艺步骤简单。
将本发明制备的带温砖运用于辊道窑烧制工艺中，能够在空窑时排入，替 代产品进窑，保证窑炉的温度，气氛，压力不受影响，为正常产品进窑创造一 个稳定合适的窑炉烧成环境，从而有效减少空窑对工厂带来的损失。
进一步说明，步骤(1)中所述浆料的球磨时间为8～10h，浆料的细度模数 为0.58～1.16，浆料的流速为30-50m/s。根据上述浆料的配方下20吨球进行球 磨，并控制一定球磨时间，从而使各个组分充分混合均匀，确保浆料达到预定 的细度和流速，最后再经过陈腐24～48h，有利于提高进行喷雾干燥形成的带温 砖粉料的颗粒质量，使成粒更加均匀。
进一步说明，所述喷雾干燥获得的带温砖粉料的颗粒粒度控制在20目筛余 小于1％，40目筛余35-45％，60目筛余80-90％，100目筛余大于93％，各目 数筛余为累计数值。通过在喷雾干燥工序的过程中控制其带温砖粉料的颗粒粒 度，并设置上述不同的颗粒粒度的级配，不仅能够使其压制形成的砖坯结构更 加均匀平整，而且有利于提高砖坯的强度，结构更加稳定，降低因其重复使用 的过程，如排砖，运输，储存等遇到反复的撞击的损耗，提高抗冲击力，从而 保证带温砖的使用寿命。
进一步说明，所述喷雾干燥获得的带温砖粉料的水分控制在6.75-7.45％。 控制带温砖粉料的水分，使在压制成型以及后期的烧制过程的砖坯结构更加稳 定，避免出现裂砖、翘边等缺陷而影响带温砖的强度和耐高温性能。
进一步说明，所述带温砖粉料按照质量百分比计，包括如下化学组分： 32～38Al2O3、52～58SiO2、0.5～1.2Fe2O3、0.3～0.9TiO2、0.2～0.5CaO、0.1～0.3MgO、 0.3～0.8Na2O、0.8～1.9K2O和2.1～2.9烧失量。通过利用一定量的耐火砖废渣及 压排泥来提高带温砖粉料的铝含量，使获得的带温砖的耐高温性能更好，且砖 坯的塑性好，结构稳定。
进一步说明，步骤(2)中所述压制成型的压力为38000KN±2000KN，形 成砖坯的厚度为10.0±0.2mm。在高压压力下将带温砖粉料进行压制，能够形 成与普通瓷砖相接近的厚度，从而使带温砖有效代替产品，更精确地保持正常 的窑炉的温度，气氛和压力。
进一步说明，所述压制成型后还包括干燥工序，将压制成型后的砖坯入干 燥窑中进行干燥30-40min，所述干燥的温度为100-170℃，所述砖坯干燥后的 水分小于0.5％。通过干燥工序控制砖坯的一定水分，进一步提高砖坯的强度， 干燥后的抗折强度可达到1.1-2.0N/cm2。
进一步说明，步骤(2)中所述烧成的温度为1210-1280℃，烧成周期为 45-55min。控制一定的烧成温度和烧成时间，使砖坯烧成后的抗折强度可达到 18-25N/cm2，有效保持带温砖的稳定性和使用寿命。
进一步说明，所述浆料按照重量份数比计，包括如下组分：20份黑泥、20 份压排泥、60份耐火砖废渣、0.04份PVA、0.45份木质素、0.78份偏硅酸钠和 45份水。
一种由上述的低成本的环境友好型带温砖的制备工艺制备的带温砖。
本发明的有益效果：本发明通过在配方中采用窑炉年终维修时需要丢弃的 耐火砖废渣，及原料车间废水过滤沉淀提取的压排泥来作为主要坯体原材料， 同时结合了PVA、木质素、硅酸钠等助剂，不仅能够获得具有强度高、高温耐 火性能的带温砖，而且还可以大大减少原材料的投入成本，以及就地取材可以 节省耐火砖及压排泥的处理费用，从而实现了更加节能环保目的；该带温砖不 仅高温耐火，而且强度更高，有利于反复使用，同时有效降低了制备成本，使 带温砖的制备工艺更加环保节能，工艺步骤简单。将其运用于辊道窑烧制工艺 中，能够在空窑时排入，替代产品进窑，保证窑炉的温度，气氛，压力不受影 响，为正常产品进窑创造一个稳定合适的窑炉烧成环境，有效减少空窑对工厂 带来的损失。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例组-一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，包括如下步骤：
(1)将以重量份数比计的18份黑泥、22份压排泥、55份耐火砖废渣、0.03 份PVA、0.5份木质素、0.81份偏硅酸钠和43份水进行混合球磨形成浆料，并 经过喷雾干燥获得带温砖粉料；
(2)将带温砖粉料布施于压制模具中压制成型后，入窑烧成即可获得成品。
根据上述制备步骤，并按照重量份数仅改变浆料的各个配方组分的配比如 下表1，获得相应的带温砖成品，并测试所获得的带温砖成品的坯体性能；
表1不同带温砖成品的砖坯性能测试
Figure BDA0001637267170000051
由上表可以看出，由一定配比的耐火砖废渣和压排泥作为主要坯体原材料， 并结合一定量的PVA、木质素、硅酸钠等助剂，能够有效提高带温砖的强度和 高温耐火的性能，并且实现了大大减少原材料的投入成本以及节省了对耐火砖 废渣和压排泥的处理费用，有效降低制备成本，使带温砖的制备工艺更加环保 节能。其中，优选实施例3中的各组分配比，其获得的带温砖在干燥后的抗折 强度达到了2.0N/cm2，烧成后的抗折强度能够达到25N/cm2。
实施例7-一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，包括如下步骤：
(1)将以重量份数比计的20份黑泥、20份压排泥、60份耐火砖废渣、0.04 份PVA、0.45份木质素、0.78份偏硅酸钠和45份水进行混合球磨8h后形成浆 料，浆料的细度模数为0.58，浆料的流速为30m/s，并经过喷雾干燥获得带温砖 粉料；
其中，喷雾干燥获得的带温砖粉料的颗粒粒度控制在20目筛余小于1％， 40目筛余35-45％，60目筛余80-90％，100目筛余大于93％，各目数筛余为累 计数值；带温砖粉料的水分控制在6.75％；
(2)将带温砖粉料布施于压制模具中，采用压力为38000KN进行压制成 型后，砖坯的厚度为10.0mm，入窑烧成，烧成的温度为1210℃，烧成周期为 45min，获得低成本的环境友好型带温砖1，并测试其烧成后的抗折强度为 27N/cm2，耐火度≥1785℃。
实施例8-一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，包括如下步骤：
(1)将以重量份数比计的20份黑泥、20份压排泥、60份耐火砖废渣、0.04 份PVA、0.45份木质素、0.78份偏硅酸钠和45份水进行混合球磨10h后形成浆 料，浆料的细度模数为1.16，浆料的流速为50m/s，并经过喷雾干燥获得带温砖 粉料；
其中，喷雾干燥获得的带温砖粉料的颗粒粒度控制在20目筛余小于1％， 40目筛余35-45％，60目筛余80-90％，100目筛余大于93％，各目数筛余为累 计数值；带温砖粉料的水分控制在7.45％；
(2)将带温砖粉料布施于压制模具中，采用压力为40000KN进行压制成 型后，砖坯的厚度为10.2mm，将压制成型后的砖坯入干燥窑中进行干燥40min， 所述干燥的温度为170℃，所述砖坯干燥后的水分0.45％，入窑烧成，烧成的温 度为1280℃，烧成周期为55min，获得低成本的环境友好型带温砖2，并测试 其烧成后的抗折强度为27N/cm2，耐火度≥1788℃。
实施例9-一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，包括如下步骤：
(1)将以重量份数比计的20份黑泥、20份压排泥、60份耐火砖废渣、0.04 份PVA、0.45份木质素、0.78份偏硅酸钠和45份水进行混合球磨9h后形成浆 料，浆料的细度模数为1.02，浆料的流速为40m/s，并经过喷雾干燥获得带温砖 粉料；
其中，喷雾干燥获得的带温砖粉料的颗粒粒度控制在20目筛余小于1％， 40目筛余35-45％，60目筛余80-90％，100目筛余大于93％，各目数筛余为累 计数值；带温砖粉料的水分控制在7.25％；
(2)将带温砖粉料布施于压制模具中，采用压力为36000KN进行压制成 型后，砖坯的厚度为9.8mm，将压制成型后的砖坯入干燥窑中进行干燥30min， 所述干燥的温度为100℃，所述砖坯干燥后的水分0.4％，入窑烧成，烧成的温 度为1250℃，烧成周期为50min，获得低成本的环境友好型带温砖3，并测试 其烧成后的抗折强度为28N/cm2，耐火度≥1790℃。
由实施例7～9制备获得的带温砖的抗折强度性能可以看出，通过控制上述 的带温砖的制备工艺参数，能够有效保证带温砖均能达到较高的强度和较好的 高温耐火的性能。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本 发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的 解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具 体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将以重量份数比计的18～22份黑泥、18～22份压排泥、55～65份耐火砖废渣、0.03～0.05份PVA、0.4～0.5份木质素、0.75～0.81份偏硅酸钠和43～48份水进行混合球磨形成浆料，并经过喷雾干燥获得带温砖粉料；
其中，所述喷雾干燥获得的带温砖粉料的颗粒粒度控制在20目筛余小于1％，40目筛余35-45％，60目筛余80-90％，100目筛余大于93％，各目数筛余为累计数值；
(2)将带温砖粉料布施于压制模具中压制成型后，入窑烧成即可获得成品。
2.根据权利要求1所述的一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中所述浆料的球磨时间为8～10h，浆料的细度模数为0.58～1.16，浆料的流速为30-50m/s。
3.根据权利要求1所述的一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其特征在于：所述喷雾干燥获得的带温砖粉料的水分控制在6.75-7.45％。
4.根据权利要求1所述的一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其特征在于：所述带温砖粉料按照质量百分比计，包括如下化学组分：32～38Al2O3、52～58SiO2、0.5～1.2Fe2O3、0.3～0.9TiO2、0.2～0.5CaO、0.1～0.3MgO、0.3～0.8Na2O、0.8～1.9K2O和2.1～2.9烧失量。
5.根据权利要求1所述的一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中所述压制成型的压力为38000KN±2000KN，形成砖坯的厚度为10.0±0.2mm。
6.根据权利要求1所述的一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其特征在于：所述压制成型后还包括干燥工序，将压制成型后的砖坯入干燥窑中进行干燥30-40min，所述干燥的温度为100-170℃，所述砖坯干燥后的水分小于0.5％。
7.根据权利要求1所述的一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中所述烧成的温度为1210-1280℃，烧成周期为45-55min。
8.根据权利要求1所述的一种低成本的环境友好型带温砖的制备工艺，其特征在于：所述浆料按照重量份数比计，包括如下组分：20份黑泥、20份压排泥、60份耐火砖废渣、0.04份PVA、0.45份木质素、0.78份偏硅酸钠和45份水。
9.一种由如权利要求1～8中任意一项所述的低成本的环境友好型带温砖的制备工艺制备的带温砖。
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