本發(fā)明屬于耐火材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體的說(shuō)，涉及了一種低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)代碳素工業(yè)中，用焙燒爐生產(chǎn)陽(yáng)極碳?jí)K已經(jīng)十分普遍，碳素焙燒爐的主要任務(wù)是焙燒電解鋁用陽(yáng)極碳?jí)K?，F(xiàn)有技術(shù)的焙燒爐火道墻由粘土磚砌筑而成，燃料在火道內(nèi)進(jìn)行燃燒，并通過(guò)高載荷紅柱石復(fù)合耐火磚材料將熱量傳遞給臨近料箱內(nèi)的陽(yáng)極碳?jí)K，陽(yáng)極碳?jí)K在不接觸火焰的氣氛中焙燒。所以，耐火材料在陽(yáng)極焙燒爐中除了要經(jīng)受長(zhǎng)期的高溫、高壓外，還要承受周期性的溫度變化，因此，對(duì)耐火材料的要求是高溫蠕變率低，荷重軟化溫度高、比較好的熱震穩(wěn)定性。而在我國(guó)目前的市場(chǎng)上，碳素焙燒爐用耐火材料生產(chǎn)雖然已非常普遍，但是，無(wú)論是粘土質(zhì)耐火材料還是高鋁質(zhì)耐火材料或一般的蠕變耐火材料都存在荷重軟化點(diǎn)不高、熱震穩(wěn)定性差、長(zhǎng)時(shí)間使用蠕變率大等缺點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致火道墻過(guò)早的出現(xiàn)變形，損壞，陽(yáng)極碳?jí)K生產(chǎn)受到很大影響。為了解決以上存在的問(wèn)題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種具有較高的熱震性、較高的荷重軟化溫度和較好的熱穩(wěn)定性的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：包括主料和添加劑，所述主料包括下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料：焦寶石超大顆粒5%～15%、焦寶石大顆粒15%～35%、焦寶石小顆粒10%～20%、硅線石小顆粒5%～15%、焦寶石微粉15%～35%、結(jié)合粘土細(xì)粉10%～20%；所述添加劑的質(zhì)量為所述主料質(zhì)量的4.5%～5.5%?；谏鲜?，所述主料包括下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料：焦寶石超大顆粒5%、焦寶石大顆粒30%、焦寶石小顆粒15%、硅線石小顆粒10%、焦寶石微粉25%、結(jié)合粘土細(xì)粉15%?；谏鲜?，所述焦寶石超大顆粒的粒度為3mm～4mm；所述焦寶石大顆粒的粒度為1mm～3mm。基于上述，所述焦寶石小顆粒的粒度為小于1mm；所述硅線石小顆粒的粒度小于1mm。基于上述，所述焦寶石微粉的粒度小于0.043mm、所述結(jié)合粘土細(xì)粉的粒度小于0.074mm。基于上述，所述添加劑為紙漿水。其中，所述主料包括骨料和細(xì)料，所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚以原料中的焦寶石超大顆粒、焦寶石大顆粒、焦寶石小顆粒、硅線石小顆粒為骨料，以焦寶石微粉、結(jié)合粘土細(xì)粉為細(xì)料，通過(guò)所述添加劑進(jìn)行混合。本發(fā)明還提供一種所述的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚的制備方法，包括以下步驟：（1）按照上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，將焦寶石超大顆粒、焦寶石大顆粒、焦寶石小顆粒、硅線石小顆粒及添加劑進(jìn)行混碾制得預(yù)制泥料；然后向所述預(yù)制泥料中加入焦寶石微粉、結(jié)合粘土細(xì)粉并進(jìn)行混碾制得混碾泥料；（2）將所述混碾泥料壓制成磚坯，所述磚坯經(jīng)干燥煅燒后制得所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚?；谏鲜?，所述步驟（2）包括：所述步驟（2）包括：將所述混碾泥料壓制成磚坯，將所述磚坯在溫度為60℃～130℃條件下進(jìn)行干燥24小時(shí)～36小時(shí)；然后將干燥后的所述磚坯在1450℃～1480℃的溫度下進(jìn)行煅燒10小時(shí)～24小時(shí)，從而制得所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚。本發(fā)明還提供一種上述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚的應(yīng)用，所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚應(yīng)用于碳素焙燒爐中。本發(fā)明所提供的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚原料中各成分的性能作用如下：硅線石：夕線石也叫矽線石或硅線石，它是一種褐色、淺綠色、淺藍(lán)色或白色的玻璃狀硅酸鹽礦物，主要成分為氧化硅和氧化鋁。夕線石的晶體為柱狀或針狀，這些晶體聚合在一起常呈纖維狀或放射狀，具有絲的光澤或玻璃光澤。夕線石加熱后可變成莫來(lái)石，被用作高級(jí)耐火材料。焦寶石：又稱一級(jí)硬質(zhì)粘土熟料，是多種含鋁硅酸鹽的混合物，主要化學(xué)成分為Al2O3和SiO2，伴有少量Fe2O3和微量的Na2O、K2O，經(jīng)高溫煅燒后具有體積穩(wěn)定、強(qiáng)度大及吸水率小等特性，其耐火度可達(dá)1750℃以上，從而使得制備的所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚具有較高的抗熱震性能和較好的耐熱性能。結(jié)合粘土：結(jié)合粘土主要為高嶺石、氧化硅與氧化鋁，色白而耐火，為配制瓷土之主要原料，是一種高可塑性粘土。結(jié)合粘土細(xì)粉的性能受諸多因素影響，與礦物成分、礦物性能、礦物結(jié)晶特征、礦物的顆粒大小、電解質(zhì)類型、粘土的成因規(guī)律和加工工藝等因素有密切的關(guān)系。本案中選取氧化鋁含量為34%～37%、氧化鐵小于1.5%的優(yōu)質(zhì)結(jié)合粘土，利用其較好的粘結(jié)性和可塑性使得各顆粒和微粉之間粘結(jié)緊密且使得低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚坯成型性更強(qiáng)。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說(shuō)，本發(fā)明將不同粒度的焦寶石、硅線石、結(jié)合粘土和添加劑進(jìn)行混合，使得制備的磚坯各個(gè)部位成分配比搭配一致，保證了煅燒所得的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚各部位性能的一致性，同時(shí)原料中含有大量棱角突出的粒度料，增大了臨界粒度，為低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚提供了牢固的骨架結(jié)構(gòu)使其在使用過(guò)程中不易產(chǎn)生變形。同時(shí)，分別利用焦寶石、硅線石、結(jié)合粘土細(xì)粉的耐燒特性和較好的成型性及硅線石在煅燒過(guò)程形成的具有抗熱沖擊力、抗渣性強(qiáng)、荷重轉(zhuǎn)化點(diǎn)高的莫來(lái)石，使得制備的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚具有高荷軟、低蠕變、高抗熱震性能，從而提高了應(yīng)用所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚砌筑火道墻的碳素焙燒爐使用壽命。且該方法采用的原料易得、成分搭配合理，制備步驟簡(jiǎn)單。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例1本實(shí)施例提供一種低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚，它包括骨料、細(xì)料和紙漿水，其中，所述紙漿水的質(zhì)量為所述骨料和所述細(xì)料總質(zhì)量的4.5%；所述骨料和所述細(xì)料包括下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料：焦寶石超大顆粒5%、焦寶石大顆粒30%、焦寶石小顆粒15%、硅線石小顆粒10%、焦寶石微粉25%、結(jié)合粘土細(xì)粉15%。其中，所述焦寶石超大顆粒的粒度為3mm～4mm、所述焦寶石大顆粒的粒度為1mm～3mm、所述焦寶石小顆粒的粒度為小于1mm、所述硅線石小顆粒的粒度小于1mm、所述焦寶石微粉的粒度小于0.043mm、所述結(jié)合粘土細(xì)粉的粒度小于0.074mm。各原料中的化學(xué)成分如表1所示。表1、各原料主要化學(xué)成分原料Al2O3Fe2O3K2O+NaOSiO2硅線石小顆粒55%～58%≤1.1%≤1.0%--焦寶石超大顆粒、大顆粒、小顆粒、微粉≥45%≤1.0%≤1.0%--結(jié)合粘土細(xì)粉34%～37%≤1.5%≤0.5%--本實(shí)施例還提供一種所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚的制備方法，具體制備步驟包括：分別將硅線石、焦寶石、結(jié)合粘土進(jìn)行粉碎制得上述粒度的原料。將上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的焦寶石超大顆粒、焦寶石大顆粒、焦寶石小顆粒、硅線石小顆粒和紙漿水4.5%進(jìn)行混碾3分鐘～5分鐘制得預(yù)制泥料；然后向所述預(yù)制泥料中加入所述焦寶石微粉、所述結(jié)合粘土細(xì)粉并進(jìn)行混碾10分鐘～20分鐘，制得混碾泥料。采用壓力噸位大于315噸的制磚機(jī)將所述混碾泥料壓制成磚坯，然后將所述磚坯放入隧道式干燥洞中進(jìn)行干燥24小時(shí)，其中控制所述隧道式干燥洞的進(jìn)口溫度為60℃、出口溫度為130℃；將干燥后的所述磚坯裝入燃?xì)馑淼栏G中在1480℃的溫度下進(jìn)行煅燒10小時(shí)，從而制得所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例制得的所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚密度為2.31g/cm3。由本實(shí)施例提供的制備方法制備的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚，可應(yīng)用于砌筑碳素焙燒爐火道墻。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚，具體原料成分與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例中，所述紙漿水的質(zhì)量為所述骨料和所述細(xì)料總質(zhì)量的5%，所述骨料和所述細(xì)料包括下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料：焦寶石超大顆粒6%、焦寶石大顆粒29%、焦寶石小顆粒16%、硅線石小顆粒11%、焦寶石微粉22%、結(jié)合粘土細(xì)粉16%。本實(shí)施例所述的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚的制備方法與實(shí)施例1中的制備方法大致相同，不同之處在于：將所述混碾泥料壓制成磚坯，然后將所述磚坯放入隧道式干燥洞中進(jìn)行干燥30小時(shí)，其中控制所述隧道式干燥洞的進(jìn)口溫度為60℃、出口溫度為130℃；將干燥后的所述磚坯裝入燃?xì)馑淼栏G中在1470℃的溫度下進(jìn)行煅燒12小時(shí)；從而制得所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例制得的所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚密度為2.29g/cm3。由本實(shí)施例提供的制備方法制備的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚，可應(yīng)用于砌筑碳素焙燒爐火道墻。實(shí)施例3本實(shí)施例提供一種低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚，具體原料成分與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例中，所述紙漿水的質(zhì)量為所述骨料和所述細(xì)料總質(zhì)量的5.5%，所述骨料和所述細(xì)料包括下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料：焦寶石超大顆粒7%、焦寶石大顆粒30%、焦寶石小顆粒18%、硅線石小顆粒10%、焦寶石微粉23%、結(jié)合粘土細(xì)粉12%。本實(shí)施例所述的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚的制備方法與實(shí)施例1中的制備方法大致相同，不同之處在于：將所述混碾泥料壓制成磚坯，然后將所述磚坯放入隧道式干燥洞中進(jìn)行干燥24小時(shí)，其中控制所述隧道式干燥洞的進(jìn)口溫度為60℃、出口溫度為130℃；然后將干燥后的磚坯在1450℃的溫度下進(jìn)行煅燒20小時(shí)，從而制得所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例制得的所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚密度為2.32g/cm3。由本實(shí)施例提供的制備方法制備的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚，可應(yīng)用于砌筑碳素焙燒爐火道墻。低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚性能檢測(cè)：分別對(duì)實(shí)施例1～3制備的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚中Al2O3、Fe2O3含量、顯氣孔率、常溫耐壓強(qiáng)度和1350℃高溫抗折強(qiáng)度性能進(jìn)行檢測(cè)，并在0.2MPa壓力、1280℃煅燒25小時(shí)和50小時(shí)的蠕變率進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。表2、低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚性能檢測(cè)從上表中可以看出：實(shí)施例1～3提供的低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚的軟化點(diǎn)大于1450℃、常溫耐壓強(qiáng)度大于54MPa、蠕變率絕對(duì)值小于0.4%、顯氣孔率介于13%～15%之間、熱膨脹率小于0.7%，因此所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚各項(xiàng)性能指標(biāo)符合GB/T3994-2013規(guī)定的指標(biāo)，所述低蠕變焦寶石復(fù)合耐火磚具有載荷軟化溫度高、低蠕變、高抗熱震的性能，能應(yīng)用于砌筑碳素焙燒爐火道墻來(lái)焙燒生產(chǎn)陽(yáng)極碳?jí)K。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3