CN101033130A - 轻质镁橄榄石砖及其制造方法 - Google Patents

轻质镁橄榄石砖及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种弱碱性轻质镁橄榄石砖及其制造方法。由橄榄石砂、镁砂、焦炭、木炭、纸浆废液按重量份配比制成。其制造方法如下：将橄榄石砂、镁砂、焦炭和木炭的颗粒料，加入混砂机干混，然后加入纸浆废液，湿混，再加入橄榄石砂和镁砂细粉混炼；将混合好的物料加入模具中，在摩擦机上加压成坯；将坯体在25～35℃下自然干燥24小时以上，送入干燥窑干燥，将干燥后的坯体送入隧道窑，烧成；烧成后的制品经切，磨加工成型。本发明镁橄榄石砖，因其弱碱性，避免了由于高温所造成的与工作衬碱性砖发生酸碱反应，提高了碱性工作衬砖后备衬轻质隔热砖的使用寿命，从而减轻其毁损程度和速度，在温度达到1540℃甚至更高，仍可使用。

Description

轻质镁橄榄石砖及其制造方法
技术领域：本发明涉及建材、冶金、机械制造、石化、电力等所有高温窑炉隔热用保温用砖领域，特别涉及一种弱碱性轻质镁橄榄石砖及其制造方法领域。
背景技术：随着科技发展，技术的进步及对窑炉建设投资成本的制约，建筑窑炉用重质砖用量趋于减少，高质量的轻质耐火制品以其高温性能好，常温强度大，导热系数低，隔热性能好，在施工中可使窑墙减薄，重量减轻，降低施工费用的优势，正逐步被世人所重视。
在国内粘土质、高铝质、硅质等酸性轻质砖，开发较早，种类繁多，生产厂家众多。但在使用中，因高温窑炉内工作衬通常为碱性砖居多，酸性能的隔热轻质砖用做其备衬，存在着在高温下会发生酸碱反应的弊端，从而致使其适用温度范围较低，一般情况下只有在1200℃以下使用，因此碱性轻质砖的开发、研制、生产愈来愈成为一种客观现实的需要。
发明内容：为了解决上述问题，本发明提出一种弱碱性轻质镁橄榄石砖，可以避免由于高温所造成的工作衬碱性砖与备衬轻质隔热砖的酸碱反应，以利于提高碱性工作衬砖后备衬轻质隔热砖的使用寿命，从而减轻其毁损程度和速度。本发明采用的技术方案是：一种轻质镁橄榄石砖，其特征在于它是由以下原料按重量份配比制成的：
≤1.5mm的橄榄石砂  1份、        200目的橄榄石砂  0～0.28份
≤1.5mm的镁砂      0～0.4份、   200目的镁砂      0.14～0.6份
焦炭               0.1～0.5份、 木炭             0.1～0.3份
纸浆废液           0.07～0.35份。
轻质镁橄榄石砖的制造方法如下：
1)将橄榄石砂和镁砂分别经破碎机机械破碎，经1.5mm筛网筛分后，制成粒度≤1.5mm的橄榄石砂和粒度≤1.5mm的镁砂，取其中一部分用球磨机分别加工成200目的细粉；将焦炭和木炭也分别制成≤1.5mm的粒度；
2)按配方中的重量份配比，称取橄榄石砂、镁砂、焦炭和木炭的颗粒料，加入混砂机干混3～5分钟，然后加入纸浆废液，湿混3～5分钟，再加入200目橄榄石砂和200目镁砂细粉，混练8～10分钟；
3)将混合好的物料加入模具中，在200吨～100吨摩擦压砖机上加压成坯；
4)将坯体在25～35℃下自然干燥24小时以上，送入干燥窑干燥，干燥窑热风入口温度100～120℃，出口温度40～60℃，干燥时间不小于16小时；
5)将干燥后的坯体送入隧道窑中，升温，在温度1350～1450℃保温3～5小时，降温冷却；
6)冷却后的制品经切，磨加工成型。
在生产过程中，选用MgO≥43％、SiO2≥38％的橄榄石砂；和MgO≥87％的镁砂。
在原料粉碎筛分时，颗粒或细粉中允许有超过粒度值的颗粒或细粉存在，但粒度上限筛余不大于5％为合格的颗粒或细粉。
干燥是一个关键环节，为避免轻质砖干燥急剧脱水引起的坯体变形、开裂，因此坯体在成型后应在25～35℃室温自然干燥24小时以上，冬季室温低时，需在干燥室进行，然后再送入干燥窑干燥。控制干燥窑热风入口温度100-120℃，出口温度40-60℃之间，一般干燥窑长度不小于24米，推车间隔40-70分钟/车，干燥时间不小于16小时，干燥后坯体中部水分不大于10％。
烧成是制造最关键的一个环节。由于坯体强度低，因此在码砖上采取了搭架子砖的码砖方式。因是采取的复合燃烧剂(焦炭和木炭)法制砖。因此在烧成中燃烧剂能否烧尽，对砖烧成后的内部结构起着决定性的作用。因橄榄石制品的烧成范围较窄，是通过加入镁砂的量来拓宽烧成温度范围，而轻质橄榄石砖自身坯体强度就低，因此烧成范围更窄，不易控制，在烧成上对温度的要求更加严格。我们通过多次反复试验最后确定，在强氧化气氛下烧成，也即在空气过剩系数1.7-2.0，烧成温度1350--1450℃保温3～5小时，总烧成时间，从升温到降温大约在104小时，可制得成品。
本发明的有益效果是：本发明镁橄榄石砖是一种以镁橄榄石2MgO·SiO2作为主要矿物组成的耐火材料，采用橄榄石砂和镁砂制成，使得制品呈弱碱性；由于添加了燃烧剂焦炭和木炭，坯体在烧成过程中，燃烧剂燃烧，形成气孔，制品气孔率增加，制品的重量相对减轻，而导热系数下降，提高了保温效果；制品的1000℃热膨胀率只在1.0左右，在高温使用时不易变形，而强度满足使用要求；轻质镁橄榄石砖，因其弱碱性，避免了由于高温所造成的与工作衬碱性砖发生酸碱反应，提高了碱性工作衬砖后备衬轻质隔热砖的使用寿命，从而减轻其毁损程度和速度，在温度达到1540℃甚至更高，仍可使用。
具体实施方式，下面通过实施例进一步描述本发明。
实施例1.
先将橄榄石砂(MgO 43％、SiO2 38％)、镁砂(MgO 87％)分别经破碎机机械破碎，经1.5mm筛网筛分后，制成粒度≤1.5mm的颗粒料，取其中一部分用球磨机分别加工成200目的细粉；将焦炭和木炭也分别制成≤1.5mm的颗粒料；
按表1中的重量，称取橄榄石砂、镁砂、焦炭和木炭的颗粒料，放入混砂机中，干混3～5分钟，使之混合均匀；加入结合剂纸浆废液，湿混3～5分钟，加入橄榄石及镁砂细粉，再混8～10分钟；将混合好的物料注入模具中，在200t磨擦压砖机上加压，获得湿坯；将湿坯在25～35℃下自然干燥25小时，送入干燥窑，控制干燥窑热风入口温度100～120℃，出口温度40～60℃，干燥17小时；将干燥后的坯体，码砖入窑，升温，在1390℃±5℃高温隧道窑保温4小时；冷却，总烧成时间104小时，冷却后，切割、加工制成成品。成品测试结果见表1。
实施例2
先将橄榄石砂(MgO 44％、SiO2 39％)、镁砂(MgO 90％)分别经破碎机机械破碎，经1.5mm筛网筛分后，制成粒度≤1.5mm的颗粒料，取其中一部分用球磨机分别加工成200目的细粉；将焦炭和木炭也分别制成≤1.5mm的颗粒料；
按表1中的重量，称取橄榄石砂、镁砂、焦炭和木炭的颗粒料，放入混砂机中，干混3～5分钟，使之混合均匀；加入结合剂纸浆废液，湿混3～5分钟，加入橄榄石及镁砂细粉，再混8～10分钟；将混合好的物料注入模具中，在200t磨擦压砖机上加压，获得湿坯；将湿坯在25～35℃下自然干燥28小时，送入干燥窑，控制干燥窑热风入口温度100～120℃，出口温度40～60℃，干燥18小时；将干燥后的坯体，码砖入窑，升温，在1350℃高温隧道窑保温5小时；冷却，总烧成时间105小时，冷却后，切割、加工制成成品。成品测试结果见表1。
实施例3
先将橄榄石砂(MgO 45％、SiO2 40％)、镁砂(MgO 92％)分别经破碎机机械破碎，经1.5mm筛网筛分后，制成粒度≤1.5mm的颗粒料，取其中一部分用球磨机分别加工成200目的细粉；将焦炭和木炭也分别制成≤1.5mm的颗粒料；
按表1中的重量，称取橄榄石砂、镁砂、焦炭和木炭的颗粒料，放入混砂机中，干混3～5分钟，使之混合均匀；加入结合剂纸浆废液，湿混3～5分钟，加入橄榄石及镁砂细粉，再混8～10分钟；将混合好的物料注入模具中，在100t磨擦压砖机上加压，获得湿坯；将湿坯25～35℃下自然干燥24小时，送入干燥窑，控制干燥窑热风入口温度100～120℃，出口温度40～60℃，干燥16小时；将干燥后的坯体，码砖入窑，升温，在1450℃高温隧道窑保温3小时；冷却，总烧成时间103小时，冷却后，切割、加工制成成品。成品测试结果见表1。
表1
 实施例1  实施例2  实施例3
  配方   ≤1.5mm的橄榄石砂kg   1000   1000   1000
  ≤1.5mm的镁砂kg   0   100   400
  200目的橄榄石砂kg   210   280   0
  200目的镁砂kg   210   140   600
  焦碳kg   140   500   100
  木炭kg   140   100   300
  纸浆废液kg   200   350   70
  测试结果   MgO   55.18   52.46   62.21
SiO2 34.59 36.43 27.49
  1000℃热膨胀率   1.06   1.04   1.01
  体积密度g/cm3   1.73   1.70   1.67
常压强度Mpa 2.6 2.8 2.9
  导热系数400℃W/M.K   0.672   0.639   0.575
  导热系数800℃W/M.K   0.675   0.642   0.585
  导热系数1000℃W/M.K   0.706   0.683   0.636
  导热系数1200℃W/M.K   0.759   0.725   0.689

Claims (2)

1、一种轻质镁橄榄石砖，其特征在于它是由以下原料按重量份配比制成的：
≤1.5mm的橄榄石砂    1份、         200目的橄榄石砂  0～0.28份
≤1.5mm的镁砂        0～0.4份、    200目的镁砂      0.14～0.6份
焦炭                 0.1～0.5份、  木炭             0.1～0.3份
纸浆废液             0.07～0.35份。
2、一种权利要求1所述的轻质镁橄榄石砖的制造方法，其特征在于其制造方法如下：
1)将橄榄石砂和镁砂分别经破碎机机械破碎，经1.5mm筛网筛分后，制成粒度≤1.5mm的橄榄石砂和粒度≤1.5mm的镁砂，取其中一部分用球磨机分别加工成200目的细粉；将焦炭和木炭也分别制成≤1.5mm的粒度；
2)按配方中的重量份配比，称取橄榄石砂、镁砂、焦炭和木炭的颗粒料，加入混砂机干混3～5分钟，然后加入纸浆废液，湿混3～5分钟，再加入200目橄榄石砂和200目镁砂细粉，混炼8～10分钟；
3)将混合好的物料加入模具中，在200吨～100吨摩擦压砖机上加压成坯体；
4)将坯体在25～35℃下自然干燥24小时以上，送入干燥窑干燥，干燥窑热风入口温度100～120℃，出口温度40～60℃，干燥时间不小于16小时；
5)将干燥后的坯体送入隧道窑中，升温，在温度1350～1450℃保温3～5小时，降温冷却；
6)冷却后的制品经切，磨加工成型。
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