CN101134336B - 一种焦炉炉门衬砖的制造方法 - Google Patents

一种焦炉炉门衬砖的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种焦炉炉门衬砖的制造方法。所采用的技术方案是，先将55～83wt％的焦宝石、8～36wt％的熔融石英、6～11wt％的结合剂混合，搅拌1～3min；再加水搅拌2～4min，加水量为混合料的5～9wt％；然后倒入模中振动成型，模内养护1～2天，脱模后自然养护1～2天，最后在100～200℃条件下烘烤1～2天。其中：焦宝石颗粒级配是，8～1mm为总体混合料的36～48wt％、1～0mm为总体混合料的19～35wt％；熔融石英颗粒级配是，3～1mm为总体混合料的8～20wt％、1～0mm为总体混合料的0～16wt％；结合剂的粒度为0.088～0mm。本发明具有工艺简单、生产成本低、强度高、抗热震性好、显气孔率低的特点。

Description

一种焦炉炉门衬砖的制造方法
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种焦炉炉门用粘土-熔融石英质衬砖的制造方法。
背景技术
焦炉炉门衬砖处在焦炉的炭化室里，为了延长炉门衬砖的使用寿命，近年来国内外在焦炉炉门衬砖材质方面作了大量的改进工作，但效果均不理想。目前国内外开发和使用的炉门衬砖主要有传统粘土质、堇青石质、聚轻质、加强型聚轻质和空心漂珠砖。传统粘土质因其价格低廉而被广泛使用，但其热震稳定性不好；聚轻质、加强型聚轻质和空心漂珠砖均属于轻质隔热砖，有着环保节能的优点，但强度不高，同时由于其气孔率很大，焦炭及其炼焦产物更加容易渗透到衬砖内部侵蚀衬砖；堇青石质有着较好的理化性能，但生产成本较高。
熔融石英的热膨胀系数极低，其平均热膨胀系数(25～1000℃)为5.5×10-7/℃，因此热震稳定性很好，在匣钵和窑具生产中被广泛使用。熔融石英在高于1100℃的高温下易析晶，其析晶产物主要为方石英，方石英的高低温相变伴随很大的体积效应，对材料的性能不利。
发明内容
本发明旨在克服上述技术的缺点，提供一种生产成本低、热震稳定性好、强度高的焦炉炉门衬砖的制造方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，先将55～83wt％的焦宝石、8～36wt％的熔融石英、6～11wt％的结合剂混合，搅拌1～3min；再加水搅拌2～4min，加水量为混合料的5～9wt％；然后倒入模中振动成型，模内养护1～2天，脱模后自然养护1～2天，最后在100～200℃条件下烘烤1～2天。
其中：焦宝石颗粒级配是，8～1mm为总体混合料的36～48wt％、1～0mm为总体混合料的19～35wt％；熔融石英颗粒级配是，3～1mm为总体混合料的8～20wt％、1～0mm为总体混合料的0～16wt％；结合剂的粒度为0.088～0mm。
由于采用上述技术方案，本发明一方面利用低热膨胀系数熔融石英的引入降低了衬砖整体的热膨胀系数，另一方面利用两相热膨胀系数的差异在烧成过程中自发产生微裂纹起到了微裂纹增韧的作用，从而显著地提高了衬砖的抗热震性。高温炼焦的终温为950～1050℃，且熔融石英析晶是由里向外进行的，因此相比较于细粉，颗粒状的熔融石英在焦炉炉门使用件下更加不易析晶。因此，本发明具有工艺简单、生产成本低，而且强度高、抗热震性好、显气孔率低的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述：
实施例1：一种焦炉炉门衬砖的制造方法。先将69～83wt％的焦宝石、8～22wt％的熔融石英、9～11wt％的结合剂混合，搅拌2～3min；再加水搅拌3～4min，加水量为混合料的5～6wt％；然后倒入模中震动成型，模内养护1.5～2天，脱模后自然养护1～1.5天，最后在100～150℃条件下烘烤1.5～2天。在1000～1100℃条件下烧成，检测其烧后性能。
实施例1中：焦宝石的颗粒级配是，8～1mm为总体混合料的42～48wt％、1～0mm为总体混合料的27～35wt％；熔融石英的颗粒级配是，3～1mm为总体混合料的8～14wt％、1～0mm为总体混合料的0～8wt％；结合剂的粒度为0.088～0mm。
本实施例所制备的衬砖烧成后的主要理化性能是：体积密度为2.21～2.25g/cm3、显气孔率为13.6～15.0％、耐压强度为76.8～86.4MPa、抗折强度为6.54～8.87MPa、线变化率为-0.16～-0.06％、五次水冷热震(热震温度为1100℃)抗折强度和耐压强度保持率分别为70.3～92.5％和76.4～96.2％。
实施例2：一种焦炉炉门衬砖的制造方法：先将63～77wt％的焦宝石、14～28wt％的熔融石英、8～10wt％的结合剂混合搅拌1～2min；再加水搅拌3～4min，加水量为混合料的6～8wt％；然后倒入模中震动成型，模内养护1.5～2天，脱模后自然养护1.5～2天，最后在150～180℃条件下烘烤1～1.5天。在900～1100℃条件下烧成，检测其烧后性能。
实施例2中：焦宝石的颗粒级配是，8～1mm为总体混合料的36～42wt％、1～0mm为总体混合料的27～35wt％；熔融石英的颗粒级配是，3～1mm为总体混合料的14～20wt％、1～0mm为总体混合料的0～8wt％；结合剂的粒度为0.088～0mm。
本实施例所制备的衬砖烧成后的主要理化性能是：体积密度为2.19～2.23g/cm3、显气孔率为13.6～14.7％、耐压强度为76.8～77.7MPa、抗折强度为5.94～7.48MPa、线变化率为-0.15～-0.02％、五次水冷热震(热震温度为1100℃)抗折强度和耐压强度保持率分别为77.2～95.7％和80.6～96.4％。
实施例3：一种焦炉炉门衬砖的制造方法：先将61～77wt％的焦宝石、16～32wt％的熔融石英、6～8wt％的结合剂混合搅拌1～2min；再加水搅拌2～3min，加水量为混合料的6～8wt％；然后倒入模中震动成型，模内养护1～1.5天，脱模后自然养护1～1.5天，最后在180～200℃条件下烘烤1～1.5天。在700～800℃条件下烧成，检测其烧后性能。
实施例3中：焦宝石的颗粒级配是，8～1mm为总体混合料的42～48wt％、1～0mm为总体混合料的19～29wt％；熔融石英的颗粒级配是3～1mm为总体混合料的8～16wt％、1～0mm为总体混合料的8～16wt％；结合剂的粒度为0.088～0mm。
本实施例所制备的衬砖烧成后的主要理化性能是：体积密度为2.14～2.22g/cm3、显气孔率为13.5～15.2％、耐压强度为30.5～59.5MPa、抗折强度为2.86～5.45MPa、线变化率为+0.03～+0.12％、五次水冷热震(热震温度为1100℃)抗折强度和耐压强度保持率分别为83.0～96.7％和86.4～99.4％。
实施例4：一种焦炉炉门衬砖的制造方法：先将55～69wt％的焦宝石、22～36wt％的熔融石英、8～10wt％的结合剂混合搅拌1～2min；再加水搅拌3～4min，加水量为混合料的8～9wt％；然后倒入模中震动成型，模内养护1～1.5天，脱模后自然养护1～1.5天，最后在150～200℃条件下烘烤1～1.5天。在900～1000℃条件下烧成，检测其烧后性能。
实施例4中：焦宝石的颗粒级配是，8～1mm为总体混合料的36～42wt％、1～0mm为总体混合料的19～27wt％；熔融石英的颗粒级配是，3～1mm为总体混合料的14～20wt％、1～0mm为总体混合料的8～16wt％；结合剂的粒度为0.088～0mm。
本实施例所制备的衬砖烧成后的主要理化性能是：体积密度为2.14～2.21g/cm3、显气孔率为13.6～15.2％、耐压强度为52.2～77.7MPa、抗折强度为4.90～6.92MPa、线变化率为-0.17～-0.09％、五次水冷热震(热震温度为1100℃)抗折强度和耐压强度保持率分别为94.0～105.7％和96.4～106.4％。
实施例5：一种焦炉炉门衬砖的制造方法：先将63～75wt％的焦宝石、16～28wt％的熔融石英、8～10wt％的结合剂混合搅拌2～3min；再加水搅拌2～3min，加水量为混合料的7～8wt％；然后倒入模中震动成型，模内养护1～1.5天，脱模后自然养护1.5～2天，最后在100～150℃条件下烘烤1.5～2天。在800～1000℃条件下烧成，检测其烧后和烘后性能。
实施例5中：焦宝石的颗粒级配是，8～1mm为总体混合料的38～44wt％、1～0mm为总体混合料的25～31wt％；熔融石英的颗粒级配是，3～1mm为总体混合料的12～18wt％、1～0mm为总体混合料的4～10wt％；结合剂的粒度为0.088～0mm。
本实施例所制备的衬砖烧成后主要理化性能为：体积密度2.14～2.16g/cm3、显气孔率16.5～17.5％、耐压强度47.0～63.5MPa、抗折强度5.56～5.93MPa、线变化率+0.02～-0.10％、五次水冷热震(热震温度为1100℃)抗折强度和耐压强度保持率分别为72.2～83.6％和76.4～86.4％。
本具体实施方式所制备的衬砖烘后的主要理化性能为：体积密度2.14～2.24g/cm3、显气孔率12.4～13.2％、耐压强度41.1～57.7MPa、抗折强度5.52～7.30MPa、线变化率-0.12～+0.17％。

Claims (2)

1.一种焦炉炉门衬砖的制造方法，其特征在于先将55～83wt％的焦宝石、8～36wt％的熔融石英、6～11wt％的结合剂混合，搅拌1～3min；再加水搅拌2～4min，加水量为混合料的5～9wt％；然后倒入模中震动成型，模内养护1～2天，脱模后自然养护1～2天，最后在100～200℃条件下烘烤1～2天。
2.根据权利要求1所述的焦炉炉门衬砖的制造方法，其特征在于所述的焦宝石颗粒级配是，8～1mm为总体混合料的36～48wt％、1～0mm为总体混合料的19～35wt％；熔融石英颗粒级配是，3～1mm为总体混合料的8～20wt％、1～0mm为总体混合料的0～16wt％；结合剂的粒度为0.088～0mm。
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