CN109053153A - 一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，它是由致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土、结合剂按照特定含量配置而成，其中，结合剂由42‑61%的浓度85%的工业磷酸、20‑40%的自来水、33‑47%氢氧化铝粉配置得到。本发明制得的抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，1100℃水冷热震稳定性已达到50次，解决低气孔粘土砖热震稳定性低和抗剥落性差的瓶颈，有效提高高温窑炉使用寿命。

Description

一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及高温炉窑用材料粘土砖的技术领域，尤其涉及到一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖及其制备方法。
背景技术
低气孔粘土砖广泛应用于玻璃窑蓄热室、碳素焙烧炉等抗侵蚀要求较为严格的高温窑炉，因显气孔率低，耐压强度高，所以对弱酸弱碱气氛的侵蚀和抗磨损都有很大的作用。但是，低气孔粘土砖有一个通病一直有待解决，对有频繁温度急变的部位抗热震性能是个难题。低气孔粘土砖1100℃水冷热震稳定性一般都在 1-5 次。
目前国内外很多窑炉都需要低气孔粘土砖作为内衬，解决抗热震耐剥落难题，未来也将会被大量推广和应用，因此，低气孔粘土砖热震稳定性低和抗剥落性差是当下要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖及其制备方法，本发明制得的抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，1100℃水冷热震稳定性已达到 50 次，解决低气孔粘土砖热震稳定性低和抗剥落性差的瓶颈，有效提高高温窑炉使用寿命。
本发明采用的技术方案如下：一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，它是由致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土、结合剂按照下述含量配置而成：
粒度5-3mm的致密粘土熟料10-18%，1mm≦粒度＜3mm的致密粘土熟料24-27%，0.074mm≦粒度＜1mm的致密粘土熟料8-14%，粒度＜0.074的致密粘土熟料15-40%；粒度3-1mm的红柱石5-11%，0.074mm≦粒度＜1mm的红柱石7-14%，粒度＜0.074mm的红柱石15-23%；0.074mm≦粒度＜1mm的熔融石英8-14%，粒度＜0.074mm的熔融石英2-8%；粒度＜0.074mm的脱硅锆2-8%；粒度＜0.001mm的氧化铝超细粉2-6%；粒度＜0.005mm的可塑性粘土2-6%；结合剂0.08-0.2%；
所述结合剂由42-61%的浓度85%的工业磷酸、 20-40%的自来水、33-47%氢氧化铝粉配置得到。
优选的，所述致密粘土熟料的标准为Al2O3不低于42%，Fe2O3不高于1.2%。
优选的，所述红柱石的标准为Al2O3不低于59%，Fe2O3不高于1.0%。
优选的，所述熔融石英的标准为SiO2 不低于99.5%，Fe2O3不高于0.3%。
优选的，所述脱硅锆的标准为ZrO2 不低于95%，Fe2O3不高于0.5%。
优选的，所述氧化铝超细粉的标准为Al2O3不低于99.5%，Fe2O3不高于0.2%。
优选的，所述可塑性粘土的标准为Al2O3不低于35%，Fe2O3不高于1.0%。
一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将浓度85%的工业磷酸、自来水、氢氧化铝粉按配比加入到容器中，在40-60℃的温度下搅拌20-40min，待变成透明胶状体后冷却至常温即可得结合剂；
（2）将2/3的结合剂、致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土依次加入到强制式搅拌机中混合均匀1-3min；
（3）将剩余的1/3的结合剂加入到强制式搅拌机混合2-3min，随后将混合物料卸出备用；
（4）随后采用1250吨的液压机对混合物料进行液压成型，随后将成型后的砖坯进入干燥窑进行干燥，其中干燥窑进口的温度为65-85℃，干燥窑出口的温度为110-130℃，干燥时间为20min；
（5）将干燥好的砖坯进行高温隧道窑烧成，其中最高烧成温度为1380℃，时间为45min；
（6）烧成后先进行6-9h的自然冷却，随后采用风机冷却至室温即可。
优选的，所述步骤（2）中致密粘土熟料、红柱石、熔融石英在添加时，均按照粒度逐渐减小的顺序添加。
本发明的优点在于：本发明制得的适用于大型玻璃熔窑蓄热室和碳素焙烧炉火道墙的抗温度急变低气孔粘土砖，原材料选取合理且更加优化，采用科学的最紧密堆积密度的颗粒级配，1100℃水冷热震稳定性已达到50次，解决低气孔粘土砖热震稳定性低和抗剥落性差的瓶颈，有效提高高温窑炉使用寿命，从而减少生产的投入，带来更大的经济效益。依据要求进行产品检测物理和化学指标，
其中，Al2O3 的检测执行 GB/T6900-2016；
Fe2O3 的检测执行 GB/T6900-2016；
ZrO2 的检测执行 GB/T 4984-2007；
SiO2 的检测执行 GB/T6900-2016；
显气孔率的检测执行 YB/T5200-1993；
常温耐压强度的检测执行 YB/T5072-2008；
体积密度的检测执行 YB/T5200-1993；
荷重软化开始温度的检测执行 YB/T370-2016；
高温抗折强度检测执行 GB/T3002-2017；
热膨胀率的检测执行 GB/T7320-2008；
导热系数的检测执行 YB/T4130-2005；
热震稳定性的检测执行 YB/T376.3-2010；
常温耐磨性的检测执行 GB/T18301-2012；
满足的性能如下表所示：
具体实施方式
下面对本发明一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖及其制备方法作进一步详细描述。
实施例1
一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，它是由致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土、结合剂按照下述含量配置而成：
粒度5-3mm的致密粘土熟料10%，1mm≦粒度＜3mm的致密粘土熟料24%，0.074mm≦粒度＜1mm的致密粘土熟料8%，粒度＜0.074的致密粘土熟料15%；粒度3-1mm的红柱石5%，0.074mm≦粒度＜1mm的红柱石7%，粒度＜0.074mm的红柱石15%；0.074mm≦粒度＜1mm的熔融石英8%，粒度＜0.074mm的熔融石英2%；粒度＜0.074mm的脱硅锆2%；粒度＜0.001mm的氧化铝超细粉2%；粒度＜0.005mm的可塑性粘土2%；结合剂0.08%；
其中，结合剂由42%的浓度85%的工业磷酸、 25%的自来水、33%氢氧化铝粉配置得到。
其中，采用的致密粘土熟料的标准为Al2O3不低于42%，Fe2O3不高于1.2%。
采用的红柱石的标准为Al2O3不低于59%，Fe2O3不高于1.0%。
采用的熔融石英的标准为SiO2 不低于99.5%，Fe2O3不高于0.3%。
采用的脱硅锆的标准为ZrO2 不低于95%，Fe2O3不高于0.5%。
采用的氧化铝超细粉的标准为Al2O3不低于99.5%，Fe2O3不高于0.2%。
采用的可塑性粘土的标准为Al2O3不低于35%，Fe2O3不高于1.0%。
一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将浓度85%的工业磷酸、自来水、氢氧化铝粉按配比加入到容器中，在40℃的温度下搅拌20min，待变成透明胶状体后冷却至常温即可得结合剂；
（2）将2/3的结合剂、致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土依次加入到强制式搅拌机中混合均匀1min；
（3）将剩余的1/3的结合剂加入到强制式搅拌机混合2min，随后将混合物料卸出备用；
（4）随后采用1250吨的液压机对混合物料进行液压成型，随后将成型后的砖坯进入干燥窑进行干燥，其中干燥窑进口的温度为65℃，干燥窑出口的温度为110℃，干燥时间为20min；
（5）将干燥好的砖坯进行高温隧道窑烧成，其中最高烧成温度为1380℃，时间为45min；
（6）烧成后先进行6h的自然冷却，随后采用风机冷却至室温即可。
其中，步骤（2）中致密粘土熟料、红柱石、熔融石英在添加时，均按照粒度逐渐减小的顺序添加。
实施例2
一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，它是由致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土、结合剂按照下述含量配置而成：
粒度5-3mm的致密粘土熟料14%，1mm≦粒度＜3mm的致密粘土熟料26%，0.074mm≦粒度＜1mm的致密粘土熟料11%，粒度＜0.074的致密粘土熟料28%；粒度3-1mm的红柱石8%，0.074mm≦粒度＜1mm的红柱石11%，粒度＜0.074mm的红柱石19%；0.074mm≦粒度＜1mm的熔融石英11%，粒度＜0.074mm的熔融石英5%；粒度＜0.074mm的脱硅锆5%；粒度＜0.001mm的氧化铝超细粉4%；粒度＜0.005mm的可塑性粘土4%；结合剂0.14%；
其中，结合剂由42%的浓度85%的工业磷酸、20 %的自来水、38%氢氧化铝粉配置得到。
其中，采用的致密粘土熟料的标准为Al2O3不低于42%，Fe2O3不高于1.2%。
采用的红柱石的标准为Al2O3不低于59%，Fe2O3不高于1.0%。
采用的熔融石英的标准为SiO2 不低于99.5%，Fe2O3不高于0.3%。
采用的脱硅锆的标准为ZrO2 不低于95%，Fe2O3不高于0.5%。
采用的氧化铝超细粉的标准为Al2O3不低于99.5%，Fe2O3不高于0.2%。
采用的可塑性粘土的标准为Al2O3不低于35%，Fe2O3不高于1.0%。
一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将浓度85%的工业磷酸、自来水、氢氧化铝粉按配比加入到容器中，在50℃的温度下搅拌30min，待变成透明胶状体后冷却至常温即可得结合剂；
（2）将2/3的结合剂、致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土依次加入到强制式搅拌机中混合均匀2min；
（3）将剩余的1/3的结合剂加入到强制式搅拌机混合3min，随后将混合物料卸出备用；
（4）随后采用1250吨的液压机对混合物料进行液压成型，随后将成型后的砖坯进入干燥窑进行干燥，其中干燥窑进口的温度为75℃，干燥窑出口的温度为120℃，干燥时间为20min；
（5）将干燥好的砖坯进行高温隧道窑烧成，其中最高烧成温度为1380℃，时间为45min；
（6）烧成后先进行8h的自然冷却，随后采用风机冷却至室温即可。
其中，步骤（2）中致密粘土熟料、红柱石、熔融石英在添加时，均按照粒度逐渐减小的顺序添加。
实施例3
一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，它是由致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土、结合剂按照下述含量配置而成：
粒度5-3mm的致密粘土熟料18%，1mm≦粒度＜3mm的致密粘土熟料27%，0.074mm≦粒度＜1mm的致密粘土熟料14%，粒度＜0.074的致密粘土熟料40%；粒度3-1mm的红柱石11%，0.074mm≦粒度＜1mm的红柱石14%，粒度＜0.074mm的红柱石23%；0.074mm≦粒度＜1mm的熔融石英14%，粒度＜0.074mm的熔融石英8%；粒度＜0.074mm的脱硅锆8%；粒度＜0.001mm的氧化铝超细粉6%；粒度＜0.005mm的可塑性粘土6%；结合剂0.2%；
其中，结合剂由45%的浓度85%的工业磷酸、 22%的自来水、33%氢氧化铝粉配置得到。
其中，采用的致密粘土熟料的标准为Al2O3不低于42%，Fe2O3不高于1.2%。
采用的红柱石的标准为Al2O3不低于59%，Fe2O3不高于1.0%。
采用的熔融石英的标准为SiO2 不低于99.5%，Fe2O3不高于0.3%。
采用的脱硅锆的标准为ZrO2 不低于95%，Fe2O3不高于0.5%。
采用的氧化铝超细粉的标准为Al2O3不低于99.5%，Fe2O3不高于0.2%。
采用的可塑性粘土的标准为Al2O3不低于35%，Fe2O3不高于1.0%。
一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将浓度85%的工业磷酸、自来水、氢氧化铝粉按配比加入到容器中，在60℃的温度下搅拌40min，待变成透明胶状体后冷却至常温即可得结合剂；
（2）将2/3的结合剂、致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土依次加入到强制式搅拌机中混合均匀3min；
（3）将剩余的1/3的结合剂加入到强制式搅拌机混合3min，随后将混合物料卸出备用；
（4）随后采用1250吨的液压机对混合物料进行液压成型，随后将成型后的砖坯进入干燥窑进行干燥，其中干燥窑进口的温度为85℃，干燥窑出口的温度为130℃，干燥时间为20min；
（5）将干燥好的砖坯进行高温隧道窑烧成，其中最高烧成温度为1380℃，时间为45min；
（6）烧成后先进行9h的自然冷却，随后采用风机冷却至室温即可。
其中，步骤（2）中致密粘土熟料、红柱石、熔融石英在添加时，均按照粒度逐渐减小的顺序添加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，其特征在于：它是由致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土、结合剂按照下述含量配置而成：
粒度5-3mm的致密粘土熟料10-18%，1mm≦粒度＜3mm的致密粘土熟料24-27%，0.074mm≦粒度＜1mm的致密粘土熟料8-14%，粒度＜0.074的致密粘土熟料15-40%；粒度3-1mm的红柱石5-11%，0.074mm≦粒度＜1mm的红柱石7-14%，粒度＜0.074mm的红柱石15-23%；0.074mm≦粒度＜1mm的熔融石英8-14%，粒度＜0.074mm的熔融石英2-8%；粒度＜0.074mm的脱硅锆2-8%；粒度＜0.001mm的氧化铝超细粉2-6%；粒度＜0.005mm的可塑性粘土2-6%；结合剂0.08-0.2%；
所述结合剂由42-61%的浓度85%的工业磷酸、 20-40%的自来水、33-47%氢氧化铝粉配置得到。
2.根据权利要求1所述的一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，其特征在于：所述致密粘土熟料的标准为Al2O3不低于42%，Fe2O3不高于1.2%。
3.根据权利要求1所述的一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，其特征在于：所述红柱石的标准为Al2O3不低于59%，Fe2O3不高于1.0%。
4.根据权利要求1所述的一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，其特征在于：所述熔融石英的标准为SiO2 不低于99.5%，Fe2O3不高于0.3%。
5.根据权利要求1所述的一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，其特征在于：所述脱硅锆的标准为ZrO2 不低于95%，Fe2O3不高于0.5%。
6.根据权利要求1所述的一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，其特征在于：所述氧化铝超细粉的标准为Al2O3不低于99.5%，Fe2O3不高于0.2%。
7.根据权利要求1所述的一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖，其特征在于：所述可塑性粘土的标准为Al2O3不低于35%，Fe2O3不高于1.0%。
8.一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将浓度85%的工业磷酸、自来水、氢氧化铝粉按配比加入到容器中，在40-60℃的温度下搅拌20-40min，待变成透明胶状体后冷却至常温即可得结合剂；
（2）将2/3的结合剂、致密粘土熟料、红柱石、熔融石英、脱硅锆、氧化铝超细粉、可塑性粘土依次加入到强制式搅拌机中混合均匀1-3min；
（3）将剩余的1/3的结合剂加入到强制式搅拌机混合2-3min，随后将混合物料卸出备用；
（4）随后采用1250吨的液压机对混合物料进行液压成型，随后将成型后的砖坯进入干燥窑进行干燥，其中干燥窑进口的温度为65-85℃，干燥窑出口的温度为110-130℃，干燥时间为20min；
（5）将干燥好的砖坯进行高温隧道窑烧成，其中最高烧成温度为1380℃，时间为45min；
（6）烧成后先进行6-9h的自然冷却，随后采用风机冷却至室温即可。
9.根据权利要求8所述的一种抗温度急变耐剥落低气孔粘土砖的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中致密粘土熟料、红柱石、熔融石英在添加时，均按照粒度逐渐减小的顺序添加。
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