CN101367660A - 一种焙烧炉室上口耐火大砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种焙烧炉室上口耐火大砖，由干料部分和添加剂制成，所述干料部分为：10～5mm粒径的废耐火砖料32～37重量份、5～3mm粒径的废耐火砖料22～26重量份、3mm以下粒径的废耐火砖料8～12重量份和180目的废耐火砖细料28～33重量份，所述添加剂为水玻璃溶液、六偏磷酸钠、氟硅酸钠和钢纤维；本发明采用废弃的黏土质耐火砖作为主要的原料来制备焙烧炉室上口耐火大砖，在制备时采用振动成型的方式直接成型，使耐火大砖本身为一整体，即使被碰撞也不易产生错位，基本不需要进行维修，采用废弃物作为主原料，实现了资源再利用、变废为宝，同时减少了环境污染，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种焙烧炉室上口耐火大砖，同时涉及该耐火大砖的制备方法。
背景技术
焙烧炉广泛应用于有色行业中，例如炭素企业等。在生产过程中，焙烧炉室上口的温度为250～1000℃，企业所使用的焙烧炉室上口大都由异型黏土质耐火砖砌筑而成。但是在实践过程中发现使用耐火砖砌筑的焙烧炉室上口存在以下诸多缺陷：1、需要使用多种型号的耐火砖来砌筑，砌筑耐火砖用的耐火泥与耐火砖之间不能达到共同烧结，因此，砖与砖之间不能形成一个牢固稳定的整体，在生产过程中，稍有不慎天车运送的炭块会与焙烧炉室上口发生碰撞，造成焙烧炉室上口的耐火砖发生错位，耐火砖松动，导致火道的密闭性大大下降；2、当焙烧炉室上口的耐火砖发生错位而松动，火道的密闭性差时，如果不及时修理，势必会影响下一循环火道温度的调整，从而影响炭块的焙烧质量和合格率，因此造成焙烧炉室上口维修频繁，维修费用增高，导致成本上升，工人的劳动强度增大。
当焙烧炉室上口因碰撞造成耐火砖损坏时则不能继续使用，只好将废耐火砖丢弃，这样会造成环境污染，给环境保护带来巨大的压力，而且占用大量土地。如何合理地利用这些工业废弃物也成为当今的挑战。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用废耐火砖制作的焙烧炉室上口耐火大砖，实现了变废为宝。
本发明的另一目的是提供该耐火大砖的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种焙烧炉室上口耐火大砖，由干料部分和添加剂制成，所述干料部分为：10～5mm粒径的废耐火砖料32～37重量份、5～3mm粒径的废耐火砖料22～26重量份、3mm以下粒径的废耐火砖料8～12重量份和180目的废耐火砖细料28～33重量份，所述添加剂为水玻璃溶液、六偏磷酸钠、氟硅酸钠和钢纤维，水玻璃溶液的加入量为干料部分总重量的13～15％、六偏磷酸钠的加入量为水玻璃溶液重量的0.3～0.6％、氟硅酸钠的加入量为水玻璃溶液重量的3.2～6.4％，钢纤维的加入量为干料部分总重量的0.5～1％。
所述水玻璃溶液的模数为3.0～3.5，密度为1.33～1.35g/cm3。
所述废耐火砖料由废黏土质耐火砖粉碎、分级制得。
所述废耐火砖细料由废黏土质耐火砖经球磨机或雷蒙磨粉碎制得。
一种焙烧炉室上口耐火大砖的制备方法，取10～5mm粒径的废耐火砖料32～37份、5～3mm粒径的废耐火砖料22～26份、3mm以下粒径的废耐火砖料8～12份和180目的废耐火砖细料28～33份搅拌混合，然后加入六偏磷酸钠、氟硅酸钠和钢纤维，搅拌4～8分钟后加入水玻璃溶液和水，继续搅拌混合8～12分钟，然后装入模具内，振动成型，成型后静置进行固化，24小时以后脱模，脱模后干燥7～12天即成。
所述水玻璃溶液的模数为3.0～3.5，密度为1.33～1.35g/cm3。
所述水的用量x＝w(d-1.25)/0.25d，所述w为水玻璃溶液的重量，所述d为水玻璃溶液的密度。
所述固化时的温度不小于10℃。
所述废耐火砖料由废黏土质耐火砖粉碎、分级制得。
所述废耐火砖细料由废黏土质耐火砖经球磨机或雷蒙磨粉碎制得。
本发明采用废弃的黏土质耐火砖作为主要原料来制备焙烧炉室上口耐火大砖，将原本丢弃的废物重新利用；添加粘合剂水玻璃溶液，使废耐火砖料粘结在一起；六偏磷酸钠作为水玻璃的分散剂，可以使将水玻璃溶液中大颗粒聚集体分散成单体颗粒防止制品脱水后气孔增多，影响制品强度；加氟硅酸钠作为促凝剂，有利于振动成型时的凝固，使耐火大砖快速成型，提高强度；钢纤维为增强剂，提高耐火大砖的抗压强度；本发明在制备时采用振动成型的方式直接成型，使耐火大砖本身为一整体，由于其体积较大，即使被碰撞也不易产生错位。在使用时未出现裂纹、变形及不耐冲刷的异常现象，基本不需要进行维修，降低了成本。采用废弃物作为主原料，实现了资源再利用、变废为宝，符合可持续发展战略，同时减少了环境污染，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，具有较高的经济效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1：10～5mm粒径的废耐火砖料33份、5～3mm粒径的废耐火砖料26份、3mm以下粒径的废耐火砖料8份、180目的废耐火砖细料33份、水玻璃溶液13份、六偏磷酸钠0.039份、氟硅酸钠0.42份和钢纤维0.5份，以上份数为重量份，水玻璃溶液的模数为3.0，密度为1.35g/cm3。
制备方法：将废旧的耐火砖进行粉碎、分级，分为10～5mm粒径的废耐火砖料、5～3mm粒径的废耐火砖料和3mm以下粒径的废耐火砖料，部分废旧的耐火砖经球磨机粉碎至180目的废耐火砖细料；取10～5mm粒径的废耐火砖料33份、5～3mm粒径的废耐火砖料26份、3mm以下粒径的废耐火砖料8份和180目的废耐火砖细料33份搅拌混合，然后加入六偏磷酸钠、氟硅酸钠和钢纤维，搅拌8分钟后加入水玻璃溶液和3.9份水，水的量计算为：13×(1.35-1.25)/0.25×1.35＝3.9份，继续搅拌混合8分钟，然后装入模具内，振动成型，成型后静置进行固化，固化时的温度为10℃，24小时以后脱模，脱模后自然干燥12天即成。
实施例2：10～5mm粒径的废耐火砖料35份、5～3mm粒径的废耐火砖料24份、3mm以下粒径的废耐火砖料10份、180目的废耐火砖细料31份、水玻璃溶液14份、六偏磷酸钠0.056份、氟硅酸钠0.57份和钢纤维0.8份，以上份数为重量份，水玻璃溶液的模数为3.2，密度为1.34g/cm3。
制备方法：将废旧的耐火砖进行粉碎、分级，分为10～5mm粒径的废耐火砖料、5～3mm粒径的废耐火砖料和3mm以下粒径的废耐火砖料，部分废旧的耐火砖经雷蒙磨粉碎至180目的废耐火砖细料；取10～5mm粒径的废耐火砖料35份、5～3mm粒径的废耐火砖料24份、3mm以下粒径的废耐火砖料10份和180目的废耐火砖细料31份搅拌混合，然后加入六偏磷酸钠、氟硅酸钠和钢纤维，搅拌6分钟后加入水玻璃溶液和3.8份水，水的量计算为：14×(1.34-1.25)/0.25×1.34＝3.8份，继续搅拌混合10分钟，然后装入模具内，振动成型，成型后静置进行固化，固化时的温度为20℃，24小时以后脱模，脱模后干燥10天即成。
实施例3：10～5mm粒径的废耐火砖料37份、5～3mm粒径的废耐火砖料23份、3mm以下粒径的废耐火砖料12份、180目的废耐火砖细料28份、水玻璃溶液15份、六偏磷酸钠0.09份、氟硅酸钠0.96份和钢纤维1份，以上份数为重量份，水玻璃溶液的模数为3.5，密度为1.33g/cm3。
制备方法：将废旧的耐火砖进行粉碎、分级，分为10～5mm粒径的废耐火砖料、5～3mm粒径的废耐火砖料和3mm以下粒径的废耐火砖料，部分废旧的耐火砖经球磨机粉碎至180目的废耐火砖细料；取10～5mm粒径的废耐火砖料37份、5～3mm粒径的废耐火砖料23份、3mm以下粒径的废耐火砖料12份和180目的废耐火砖细料28份搅拌混合，然后加入六偏磷酸钠、氟硅酸钠和钢纤维，搅拌4分钟后加入水玻璃溶液和3.6份水，水的量计算为：15×(1.33-1.25)/0.25×1.33＝3.6份，继续搅拌混合12分钟，然后装入模具内，振动成型，成型后静置进行固化，固化时的温度为25℃，24小时以后脱模，脱模后干燥7天即成。
实施例1至实施例3制备的焙烧炉室上口耐火大砖进行检测分析，数据如下表1所示：
表1
| 测定项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 耐压强度(3d)，Mpa | 15.1 | 15.2 | 16 |
| 110℃下的耐压强度，Mpa | 32.3 | 32.5 | 33.0 |
| 800℃下的耐压强度，Mpa | 39.6 | 40.0 | 41.0 |
| 1250℃下的耐压强度，Mpa | 45.2 | 46.0 | 49 |
| 烧后线变化，％ | +0.62 | +0.60 | +0.61 |
| 荷重软化温度，℃ | 1350 | 1360 | 1380 |
| 显气孔率，％ | 20.5 | 20.4 | 20.1 |
| 体积密度，g/cm3 | 2.02 | 2.01 | 2.03 |
| 耐火度，℃ | 1700 | 1720 | 1730 |
由上表数据看出，本发明的方法所制备的焙烧炉室上口耐火大砖的各项性能符合使用的要求，在实际使用过程中未出现异常现象。
Claims (10)
1.一种焙烧炉室上口耐火大砖，其特征在于：由干料部分和添加剂制成，所述干料部分为：10～5mm粒径的废耐火砖料32～37重量份、5～3mm粒径的废耐火砖料22～26重量份、3mm以下粒径的废耐火砖料8～12重量份和180目的废耐火砖细料28～33重量份，所述添加剂为水玻璃溶液、六偏磷酸钠、氟硅酸钠和钢纤维，水玻璃溶液的加入量为干料部分总重量的13～15％、六偏磷酸钠的加入量为水玻璃溶液重量的0.3～0.6％、氟硅酸钠的加入量为水玻璃溶液重量的3.2～6.4％，钢纤维的加入量为干料部分总重量的0.5～1％。
2.如权利要求1所述的焙烧炉室上口耐火大砖，其特征在于：所述水玻璃溶液的模数为3.0～3.5，密度为1.33～1.35g/cm3。
3.如权利要求1或2所述的焙烧炉室上口耐火大砖，其特征在于：所述废耐火砖料由废黏土质耐火砖粉碎、分级制得。
4.如权利要求1或2所述的焙烧炉室上口耐火大砖，其特征在于：所述废耐火砖细料由废黏土质耐火砖经球磨机或雷蒙磨粉碎制得。
5.一种如权利要求1所述的焙烧炉室上口耐火大砖的制备方法，其特征在于：取10～5mm粒径的废耐火砖料32～37份、5～3mm粒径的废耐火砖料22～26份、3mm以下粒径的废耐火砖料8～12份和180目的废耐火砖细料28～33份搅拌混合，然后加入六偏磷酸钠、氟硅酸钠和钢纤维，搅拌4～8分钟后加入水玻璃溶液和水，继续搅拌混合8～12分钟，然后装入模具内，振动成型，成型后静置进行固化，24小时以后脱模，脱模后干燥7～12天即成。
6.如权利要求5所述的焙烧炉室上口耐火大砖的制备方法，其特征在于：所述水玻璃溶液的模数为3.0～3.5，密度为1.33～1.35g/cm3。
7.如权利要求5或6所述的焙烧炉室上口耐火大砖的制备方法，其特征在于：所述水的用量x＝w(d-1.25)/0.25d，所述w为水玻璃溶液的重量，所述d为水玻璃溶液的密度。
8.如权利要求7所述的焙烧炉室上口耐火大砖的制备方法，其特征在于：所述固化时的温度不小于10℃。
9.如权利要求8所述的焙烧炉室上口耐火大砖的制备方法，其特征在于：所述废耐火砖料由废黏土质耐火砖粉碎、分级制得。
10.如权利要求8所述的焙烧炉室上口耐火大砖，其特征在于：所述废耐火砖细料由废黏土质耐火砖经球磨机或雷蒙磨粉碎制得。
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