CN100337988C - 硅线石、红柱石微粉结合的耐火球 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种硅线石、红柱石微粉结合的耐火球。以重量百分比表示，原料中含有高铝料40～60%，气化SiO2微粉1～5%，硅线石2～8%，红柱石2～14%，焦宝石10～30%，白干粘土8～15%，另外加入占原料总重2～8%的外加剂。本发明耐火球具有以下优点：(1)其高温蠕变率在0.2MPa×1400℃×5h条件下，降低到0.3%以下。(2)耐压强度高，达到2.5万N/球。(3)抗高温性能好，1500℃高温下，球体不变形，不软化。(4)产品寿命长，一次炉役均在5年以上，节省了大量检修费用，具有较好的经济和社会效益。

Description

硅线石、红柱石微粉结合的耐火球
一、技术领域：本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种硅线石、红柱石微粉结合的耐火球。
二、背景技术：球式热风炉自1973年开始推广，应用的是高炉生产新技术，它比传统的格子砖热风炉相比，具有投资低，热效率高，节能、节水的特点。球式热风炉使用的换热元件为耐火球，现有的耐火球多数选用混料制成，耐火球的密度、硬度往往不能满足生产需要，在使用过程中常常出现球床软化，粘结成渣快状，结渣严重；同时低下部位的耐火球易被压碎或变形，常堵塞风道，热风送不到高炉，因此常需要检修换球等工作，影响正常生产。
现在普遍采用高铝质、镁铝质、硅质等材质的不同直径(φ40～80)的耐火球。多年实践证明，上述材质的耐火球，由于镁铝质易粉化，高铝质会相互粘结，硅质崩裂等缺陷，热风炉使用1～2年就必须停炉更换，而且其热容量和高温强度不理想，不能适用于600m3以上的高炉球式热风炉。
申请号为98100364.8的专利，发明的高铝质耐火球在450m3以下高炉上使用效果较好，最高风温可达1100℃，能满足一般中小高炉生产要求，但是这种高铝球在热风炉高温段耐用性差，寿命低，原因是使用中高铝球会粘结成坨，1～3年要停炉清球、换球，而且其热容量和强度不够高，不适用于450m3以上高炉的球式热风炉高温段。
三、发明内容：
本发明目的：克服现有耐火球的缺点，生产出高蓄热性，高耐压强度，高荷重软化点的硅线石、红柱石微粉结合的耐火球。
本发明的技术方案：
一种硅线石、红柱石微粉结合耐火球，以重量百分比表示，原料组成为高铝料40～60％，气化SiO2微粉1～5％，硅线石2～8％，红柱石2～14％，焦宝石10～30％，白干粘土8～15％，另外加入占原料总重2～8％的外加剂。
所述的硅线石、红柱石的粒径为500目以上，所述的白干粘土中Al2O3含量为30～35％。
所述的外加剂为木质素，以干粉或溶液的形式加入，以溶液的形式加入时木质素溶液的密度为1.15～1.20g/L。
本发明的积极有益效果：
本发明以硅线石、红柱石及气化SiO2微粉为主要基质，结合耐火骨料生产的φ40、φ50、φ60、φ80等各种规格的耐火球，结合表1、表2，可看出本发明具有以下优点：
(1)产品中引进了硅线石，红柱石等抗高温蠕变材料，其高温蠕变率在0.2MPa×1400℃×5h条件下，降低到0.3％以下，高温性能大大增强。抗高温性能好，1500℃高温下，球体不变形，不软化。
(2)耐压强度高，达到2.5万N/球，不破碎。产品体积密度大，体积密度≥2.48g/cm3。
(3)换热效果好，提高了热能利用率。
(4)产品寿命长。产品采用超微粉结合，球体光洁度大大提高，减少了热煤中灰尘的粘附。使用2～3年后，不粘渣，避免风道堵塞，不粘结成坨，不变形。清球后可反复使用，一次炉役均在5年以上。节省了大量检修费用，节约成本，具有较好的经济和社会效益。
表1：硅线石、红柱石微粉结合耐火球性能指标
  序号   项目   单位   实施例三   实施例六   实施例十一
  1   成分   Al2O3   ％   68.5   67.5   67.8
  Fe2O3   ％   1.43   1.45   1.38
  2   显气孔率   ％   21.6   22.5   21.3
  3   体积密度   g/cm3   2.48   2.52   2.60
  4   常温耐压强度   N/球   27000   26000   25000
  5   耐火度   ℃   ≥1750   ≥1750   ≥1750
  6   重烧线变化率[1450℃×2h]   ％   0   0.20   0.15
  7   高温蠕变率[0.2MPa×1400℃×5h]   ％   0.28   0.30   0.27
  8   荷重软化开始温度   ℃   1550   1570   1590
  9   热震稳定性[1100℃-水冷]   次   22   23   24
  10   热导率[1100℃]   W/m·K   0.42   0.44   0.50
  11   用途   球式热风炉
表2：硅线石、红柱石微粉结合耐火球性能标准
  序号   项目   单位   标准值
  1   成分   Al2O3   ％   65～70
  Fe2O3   ％   ≤1.5
  2   显气孔率   ％   ≤22
  3   体积密度   g/cm3   ≥2.4
  4   常温耐压强度   N/球   ≥25000
  5   耐火度   ℃   ≥1750
  6   重烧线变化率[1450℃×2h]   ％   0～0.20
  7   高温蠕变率[0.2MPa×1400℃×5h]   ％   ≤0.3
  8   荷重软化开始温度   ℃   ≥1550
  9   热震稳定性[1100℃-水冷]   次   ≥22
  10   热导率[1100℃]   W/m·K   ≥0.4
  11   用途   球式热风炉
四、具体实施方式：
实施例一：
按表3中实施例一对应的原料配比称重，将硅线石、红柱石及气化SiO2微粉为基质骨料，混匀后，加入高铝料、焦宝石、白干粘土制成干混料，干混1～3分钟，然后加入密度1.15g/L的木质素溶液，湿混8分钟，混匀后睏泥28小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，自然干燥10小时，再将球坯置于温度为180～200℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1480℃，保温10小时，出窑。
产品出窑后，对其理化性能、表面质量和外形尺寸进行检验；将检验合格的炭砖按尺寸标准或合同要求进行加工；然后进行预组装和检查，检查合格后绘制预组装图，分层编号；组装图交用户和技术部门存档。
最后将产品入库、保管和发货。
实施例二：
按表3中实施例二对应的原料配比称重，将硅线石、红柱石及气化SiO2微粉为基质骨料，混匀后，加入高铝料、焦宝石、白干粘土制成干混料，干混1～3分钟，然后加入木质素干粉，湿混8～10分钟，混匀后睏泥24小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，自然干燥16小时，再将球坯置于温度为190℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1480℃，保温10小时，出窑。
产品出窑后的检验、入库和保管，同实施例一，不重述。
实施例三：按表3中实施例二对应的原料配比称重，将硅线石、红柱石及气化SiO2微粉为基质骨料，混匀后，加入高铝料、焦宝石、白干粘土制成干混料，干混1～3分钟，然后加入密度1.18g/L的木质素溶液，湿混8～10分钟，混匀后睏泥34小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，自然干燥12小时，再将球坯置于温度150℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1500℃，保温14小时，出窑。
产品出窑后的检验、入库和保管，同实施例一，不重述。
实施例四：按表3中实施例二对应的原料配比称重，将硅线石、红柱石及气化SiO2微粉为基质骨料，混匀后，加入高铝料、焦宝石、白干粘土制成干混料，干混1～3分钟，然后加入密度1.17g/L的木质素溶液，湿混8～10分钟，混匀后睏泥34小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，自然干燥15小时，再将球坯置于温度180℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1510℃，保温13小时，出窑。
产品出窑后的检验、入库和保管，同实施例一，不重述。
实施例五：按表3中实施例二对应的原料配比称重，将硅线石、红柱石及气化SiO2微粉为基质骨料，混匀后，加入高铝料、焦宝石、白干粘土制成干混料，干混1～3分钟，然后加入密度1.19g/L的木质素溶液，湿混8～10分钟，混匀后睏泥33小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，自然干燥11小时，再将球坯置于温度195℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1490℃，保温15小时，出窑。
产品出窑后的检验、入库和保管，同实施例一，不重述。
实施例六：按表3中实施例二对应的原料配比称重，将硅线石、红柱石及气化SiO2微粉为基质骨料，混匀后，加入高铝料、焦宝石、白干粘土制成干混料，干混1～3分钟，然后加入密度1.18g/L的木质素溶液，湿混8～10分钟，混匀后睏泥30小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，自然干燥12小时，再将球坯置于温度185℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1495℃，保温13小时，出窑。
产品出窑后的检验、入库和保管，同实施例一，不重述。
实施例七：按表3中实施例二对应的原料配比称重，将硅线石、红柱石及气化SiO2微粉为基质骨料，混匀后，加入高铝料、焦宝石、白干粘土制成干混料，干混1～3分钟，然后加入密度1.15g/L的木质素溶液，湿混8～10分钟，混匀后睏泥27小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，自然干燥10小时，再将球坯置于温度190℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1510℃，保温8小时，出窑。
产品出窑后的检验、入库和保管，同实施例一，不重述。
实施例八：按表3中实施例对应的原料配比称重，生产方法同实施例二，不重述。
实施例九：按表3中实施例对应的原料配比称重，生产方法同实施例三，不重述。
实施例十：按表3中实施例对应的原料配比称重，生产方法同实施例四，不重述。
实施例十一：按表3中实施例对应的原料配比称重，生产方法同实施例五，不重述。
实施例十二：按表3中实施例对应的原料配比称重，生产方法同实施例六，不重述。
表3：实施例中各原料重量百分比配比

Claims (6)

1、一种硅线石、红柱石微粉结合耐火球，其特征是：以重量百分比表示，原料组成为高铝料40～60％，气化SiO2微粉1～5％，硅线石2～8％，红柱石2～14％，焦宝石10～30％，白干粘土8～15％，另外加入占原料总重2～8％的外加剂。
2、根据权利要求1所述的耐火球，其特征是：所述的硅线石、红柱石的粒径为500目以上。
3、根据权利要求1所述的耐火球，其特征是：所述的白干粘土中Al2O3含量为30～35％。
4、根据权利要求1所述的耐火球，其特征是：所述的外加剂为木质素。
5、根据权利要求4所述的耐火球，其特征是：所述的木质素以干粉或溶液的形式加入。
6、根据权利要求5所述的耐火球，其特征是：所述的木质素溶液密度为1.15～1.20g/L。
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