CN101633579B - 特种耐火耐酸砖及其制备方法 - Google Patents

特种耐火耐酸砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种特种耐火耐酸砖，以重量百分含量表示，所述耐火耐酸砖原料中含有莫来石20～50％，刚玉5～20％，a-Al2O35～20％，结合粘土2～12％，硅石粉5～20％，滑石粉3～10％和SiO2微粉2～6％。按照配比进行配置物料，然后和结合剂进行混碾、困料、干燥，最后进行烧成，自然冷却后即可得到本发明产品特种耐火耐酸砖。本发明产品是以莫来石、刚玉和粘土为主要原料，并引入部分添加剂，使其制备的产品具有较高的体积密度、低气孔率、高耐压强度、耐磨性强、耐酸侵蚀性强等特点，并且本发明产品的高温指标荷重软化温度和耐火度远优于常规耐酸砖，能够广泛应用于酸再生焙烧炉、石油、化工、冶金、电力、化纤、造纸、制药、化肥、食品等防腐工程。

Description

特种耐火耐酸砖及其制备方法
一、技术领域：
本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种特种耐火耐酸砖及其制备方法。
二、背景技术：
目前，常规耐酸砖是以石英、长石、粘土等为主要原料制备而成。耐火耐酸砖主要应用在酸再生焙烧炉上，该产品在我国主要依赖进口，市场价格比较昂贵(每吨5万多元)，并且随着产业技术的进步，对耐火耐酸砖的性能指标提出了更高的要求。即使目前市场上销售比较优良的西德产品，在常温耐压强度和热震稳定性方面也不能很好地满足比较先进的酸再生焙烧炉对耐火耐酸砖性能的更高要求。
现有技术中，也有不少关于耐酸砖的文献报道，例如：1、申请号为01115503.5、发明名称为“耐火耐酸砖及其制备方法”，该发明公开了一种以特级矾土、焦宝石、叶蜡石、莫来石、石英、兰晶石、白刚玉、粘土、二氧化硅微粉、钾长石等为原料制备而成的一种体积密度较高、耐火度较高等优点的耐火耐酸砖；但该发明制备的耐火耐酸砖的体积密度为2.26g/cm3、显气孔率为16％等。2、申请号200710013889.7、发明名称为“轻质耐酸砖及其制备方法”，该发明是以硅藻土、陶土骨料和粉煤灰为原料，经过粉碎、筛选加工成泥料，然后经过混炼、成型、干燥制备而成。3、申请号为200720038692.4、发明名称为中质高强耐火/耐酸砖。
本发明根据目前产业对耐火耐酸砖的更高要求，经过长期研究，成功地研制出一种耐压强度高、耐酸性能强、体积密度高、低气孔率等优点的特种耐火耐酸砖。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是：提供一种特种耐火耐酸砖及其制备方法，通过本发明技术方案制备的特种耐火耐酸砖产品具有较高的体积密度、低气孔率、高耐压强度、耐磨性强、耐酸性能强等优点。
本发明的技术方案是：
本发明提供一种特种耐火耐酸砖，以重量百分含量表示，所述特种耐火耐酸砖原料中含有莫来石20～50％，刚玉5～20％，a-Al2O3 5～20％，结合粘土2～12％，硅石粉5～20％，滑石粉3～10％和SiO2微粉2～6％。
根据上述的特种耐火耐酸砖，所述特种耐火耐酸砖原料中含有莫来石30～40％，刚玉8～16％，a-Al2O3 8～16％，结合粘土5～10％，硅石粉8～16％，滑石粉5～8％和SiO2微粉3～5％。
根据上述的特种耐火耐酸砖，所述特种耐火耐酸砖原料中含有莫来石20～35％，刚玉13～20％，a-Al2O3 13～20％，结合粘土2～8％，硅石粉13～20％，滑石粉3～7％和SiO2微粉2～6％。
根据上述的特种耐火耐酸砖，所述特种耐火耐酸砖原料中含有莫来石35～50％，刚玉5～13％，a-Al2O3 5～13％，结合粘土8～12％，硅石粉5～13％，滑石粉7～10％和SiO2微粉2～6％。
根据上述的特种耐火耐酸砖，所述莫来石为电熔莫来石或烧结莫来石；所述刚玉为电熔刚玉或烧结刚玉；所述结合粘土为苏州粘土或广西粘土。
根据上述的特种耐火耐酸砖，所述莫来石的粒度为3～1mm；所述刚玉的粒度为1～0.1mm；所述a-Al2O3的粒度为-325目；所述结合粘土的粒度为-180目；所述硅石粉的粒度为-180目；所述滑石粉的粒度为-200目；所述SiO2微粉的粒度为＜0.1μm。
一种特种耐火耐酸砖的制备方法，该制备方法为：按照上述特种耐火耐酸砖的原料配比进行配料，将配置好的物料和结合剂倒入轮碾机进行混碾，混碾时间为10～20分钟，结合剂的加入量占原料总量的3～5％，混碾后困料22～26小时，困料后将其物料采用压力机成型为砖坯，压力机的成型压力为315～400吨，成型砖坯的体积密度为2.70～2.75g/cm3，成型后进行干燥，干燥温度为110℃～150℃，干燥时间12～24小时，干燥后进行烧成，烧成温度为1480℃～1550℃，保温时间8～12小时，烧成结束后自然冷去，冷却后得到产品特种耐火耐酸砖。
根据上述的特种耐火耐酸砖的制备方法，所述结合剂为亚硫酸盐纸浆废液，所述亚硫酸盐纸浆废液的比重为1.25g/cm3。
对于本发明，其中所采用的电熔莫来石可以为氧化铝基电熔莫来石或矾土基电熔莫来石；所采用的烧结莫来石可以为氧化铝基烧结莫来石或矾土基烧结莫来石；所采用的电熔刚玉可以为氧化铝基电熔刚玉或矾土基电熔刚玉；所采用的烧结刚玉可以为氧化铝基烧结刚玉或矾土基烧结刚玉。
本发明特种耐火耐酸砖所采用原料的技术指标见表一。
表一特种耐火耐酸砖所采用原料的技术指标
Figure G2009100658602D00031
原料滑石粉中SiO2的含量为28.71％，MgO含量为34.04％，CaO含量为27.18％，K2O含量为0.04％，Na2O含量为0.03％。
本发明的积极有益效果：
1、本发明产品特种耐火耐酸砖是以莫来石、刚玉和粘土为主要原料，并引入部分添加剂，使其制备的产品具有较高的体积密度、低气孔率、高耐压强度、耐磨性强、耐酸侵蚀性强等特点，并且本发明产品的高温指标荷重软化温度和耐火度远优于常规耐酸砖(本发明产品耐火耐酸砖的性能指标见表二)。
2、本发明产品耐火耐酸砖能够广泛应用于酸再生焙烧炉、石油、化工、冶金、电力、化纤、造纸、制药、化肥、食品、乳业、果汁、电镀室以及塔、池、罐、槽等防腐工程，并在地下污水道和露天地面等工作地均可发挥其耐腐蚀力。
表二本发明产品耐火耐酸砖的技术性能指标检测数据
体密g/cm3 气孔％ 耐压MPa 荷软℃ 吸水率％ Al2O3％ SiO2％ Fe2O3％ TiO2％   K2O+Na2O％ 耐酸度
  2.58   9.6   180   1625   3.6   67.32   30.11   0.66   0.16   0.35   99.8
四、具体实施方式：
以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。
本发明采用的原料莫来石的粒度为3～1mm，刚玉的粒度为1～0.1mm，a-Al2O3的粒度为-325目，结合粘土的粒度为-180目，硅石粉的粒度为-180目，滑石粉的粒度为-200目，SiO2微粉的粒度为＜0.1μm。
实施例一：一种特种耐火耐酸砖及其制备方法
特种耐火耐酸砖的原料配方(以重量百分含量表示)：
电熔莫来石20％，电熔刚玉20％，a-Al2O320％，苏州粘土10％，硅石粉15％，滑石粉10％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法：
按照上述特种耐火耐酸砖的原料配比进行配料，将配置好的物料和结合剂即亚硫酸盐纸浆废液(亚硫酸盐纸浆废液的比重为1.25g/cm3)倒入轮碾机进行混碾，混碾时间为20分钟，亚硫酸盐纸浆废液的加入量占原料总量的4％，混碾后困料24小时，困料后将其物料采用压力机成型为砖坯，压力机的成型压力为400吨，成型砖坯的体积密度为2.70～2.75g/cm3，成型后进行干燥，干燥温度为110℃，干燥时间为16小时，干燥后进行烧成，烧成温度为1500℃，保温时间12小时，烧成结束后采用自然降温的方法进行冷却，最后得到产品特种耐火耐酸砖。
实施例二：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石50％，电熔刚玉10％，a-Al2O3 15％，苏州粘土5％，硅石粉10％，滑石粉4％和SiO2微粉6％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一基本相同，不同之处在于：混碾时间为15分钟，亚硫酸盐纸浆废液的加入量占原料总量的3％，困料时间为22小时，压力机的成型压力为370吨，干燥温度为120℃，干燥时间为14小时，烧成温度为1550℃，保温时间10小时。
实施例三：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石30％，电熔刚玉15％，a-Al2O3 10％，苏州粘土12％，硅石粉20％，滑石粉8％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一基本相同，不同之处在于：混碾时间为10分钟，亚硫酸盐纸浆废液的加入量占原料总量的5％，困料时间为26小时，压力机的成型压力为350吨，干燥温度为150℃，干燥时间为11小时，烧成温度为1500℃，保温时间11小时。
实施例四：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石40％，电熔刚玉5％，a-Al2O3 18％，苏州粘土8％，硅石粉19％，滑石粉6％和SiO2微粉4％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一基本相同，不同之处在于：混碾时间为15分钟，亚硫酸盐纸浆废液的加入量占原料总量的3.5％，困料时间为23小时，压力机的成型压力为330吨，干燥温度为130℃，干燥时间为20小时，烧成温度为1480℃，保温时间12小时。
实施例五：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石45％，烧结刚玉17％，a-Al2O3 5％，广西粘土12％，硅石粉16％，滑石粉3％和SiO2微粉2％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一基本相同，不同之处在于：混碾时间为20分钟，亚硫酸盐纸浆废液的加入量占原料总量的4.5％，困料时间为25小时，压力机的成型压力为315吨，干燥温度为110℃，干燥时间为24小时，烧成温度为1500℃，保温时间8小时。
实施例六：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石48％，烧结刚玉19％，a-Al2O3 16％，广西粘土2％，硅石粉5％，滑石粉5％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一基本相同，不同之处在于：混碾时间为18分钟，亚硫酸盐纸浆废液的加入量占原料总量的4％，压力机的成型压力为400吨，干燥温度为110℃，干燥时间为20小时，烧成温度为1520℃，保温时间12小时。
实施例七：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石35％，烧结刚玉12％，a-Al2O3 13％，广西粘土7％，硅石粉17％，滑石粉10％和SiO2微粉6％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例八：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石25％，烧结刚玉16％，a-Al2O3 20％，广西粘土9％，硅石粉20％，滑石粉7％和SiO2微粉3％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例九：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石30％，电熔刚玉16％，a-Al2O3 15％，苏州粘土10％，硅石粉16％，滑石粉8％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例十：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石40％，电熔刚玉14％，a-Al2O3 13％，苏州粘土8％，硅石粉13％，滑石粉8％和SiO2微粉4％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例十一：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石36％，电熔刚玉12％，a-Al2O3 16％，苏州粘土10％，硅石粉15％，滑石粉7％和SiO2微粉4％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例十二：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石33％，电熔刚玉15％，a-Al2O3 16％，苏州粘土9％，硅石粉16％，滑石粉6％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例十三：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石40％，烧结刚玉8％，a-Al2O3 16％，广西粘土10％，硅石粉16％，滑石粉5％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例十四：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石40％，烧结刚玉16％，a-Al2O3 8％，广西粘土10％，硅石粉16％，滑石粉7％和SiO2微粉3％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例十五：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石40％，烧结刚玉16％，a-Al2O3 16％，广西粘土5％，硅石粉10％，滑石粉8％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例十六：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石37％，烧结刚玉16％，a-Al2O3 16％，广西粘土10％，硅石粉8％，滑石粉8％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一相同。
实施例十七：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石20％，电熔刚玉20％，a-Al2O3 20％，苏州粘土8％，硅石粉19％，滑石粉7％和SiO2微粉6％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例二相同。
实施例十八：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石35％，电熔刚玉13％，a-Al2O3 16％，苏州粘土6％，硅石粉20％，滑石粉5％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例二相同。
实施例十九：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石26％，电熔刚玉20％，a-Al2O3 13％，苏州粘土8％，硅石粉20％，滑石粉7％和SiO2微粉6％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例二相同。
实施例二十：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石33％，烧结刚玉15％，a-Al2O3 18％，广西粘土7％，硅石粉17％，滑石粉6％和SiO2微粉4％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例二相同。
实施例二十一：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石35％，烧结刚玉20％，a-Al2O3 20％，广西粘土2％，硅石粉18％，滑石粉3％和SiO2微粉2％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例三相同。
实施例二十二：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石34％，烧结刚玉18％，a-Al2O3 18％，广西粘土5％，硅石粉13％，滑石粉6％和SiO2微粉6％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例三相同。
实施例二十三：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石50％，烧结刚玉13％，a-Al2O3 10％，广西粘土8％，硅石粉10％，滑石粉7％和SiO2微粉2％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例三相同。
实施例二十四：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石47％，烧结刚玉5％，a-Al2O3 7％，广西粘土12％，硅石粉13％，滑石粉10％和SiO2微粉6％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例四相同。
实施例二十五：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：烧结莫来石43％，烧结刚玉12％，a-Al2O3 13％，广西粘土10％，硅石粉9％，滑石粉8％和SiO2微粉5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例四相同。
实施例二十六：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石47％，电熔刚玉10％，a-Al2O3 5％，苏州粘土12％，硅石粉12％，滑石粉10％和SiO2微粉4％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例四相同。
实施例二十七：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石35％，电熔刚玉13％，a-Al2O3 13％，苏州粘土11％，硅石粉13％，滑石粉9％和SiO2微粉6％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例五相同。
实施例二十八：与实施例一基本相同，不同之处在于：
特种耐火耐酸砖的原料配方：电熔莫来石41％，电熔刚玉13％，a-Al2O3 13％，苏州粘土12％，硅石粉5％，滑石粉10％和SiO2微粉6％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例五相同。

Claims (8)

1.一种特种耐火耐酸砖，其特征在于：以重量百分含量表示，所述特种耐火耐酸砖原料中含有莫来石20～50％，刚玉5～20％，a-Al2O3 5～20％，结合粘土2～12％，硅石粉5～20％，滑石粉3～10％和SiO2微粉2～6％。
2.根据权利要求1所述的特种耐火耐酸砖，其特征在于：所述特种耐火耐酸砖原料中含有莫来石30～40％，刚玉8～16％，a-Al2O3 8～16％，结合粘土5～10％，硅石粉8～16％，滑石粉5～8％和SiO2微粉3～5％。
3.根据权利要求1所述的特种耐火耐酸砖，其特征在于：所述特种耐火耐酸砖原料中含有莫来石20～35％，刚玉13～20％，a-Al2O3 13～20％，结合粘土2～8％，硅石粉13～20％，滑石粉3～7％和SiO2微粉2～6％。
4.根据权利要求1所述的特种耐火耐酸砖，其特征在于：所述特种耐火耐酸砖原料中含有莫来石35～50％，刚玉5～13％，a-Al2O3 5～13％，结合粘土8～12％，硅石粉5～13％，滑石粉7～10％和SiO2微粉2～6％。
5.根据权利要求1～4任一项所述的特种耐火耐酸砖，其特征在于：所述莫来石为电熔莫来石或烧结莫来石；所述刚玉为电熔刚玉或烧结刚玉；所述结合粘土为苏州粘土或广西粘土。
6.根据权利要求1～4任一项所述的特种耐火耐酸砖，其特征在于：所述莫来石的粒度为3～1mm；所述刚玉的粒度为1～0.1mm；所述a-Al2O3的粒度为-325目；所述结合粘土的粒度为-180目；所述硅石粉的粒度为-180目；所述滑石粉的粒度为-200目；所述SiO2微粉的粒度为＜0.1μm。
7.一种特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于，该制备方法为：按照权利要求1～4任一项所述特种耐火耐酸砖的原料配比进行配料，将配置好的物料和结合剂倒入轮碾机进行混碾，混碾时间为10～20分钟，结合剂的加入量占原料总量的3～5％，混碾后困料22～26小时，困料后将其物料采用压力机成型为砖坯，压力机的成型压力为315～400吨，成型砖坯的体积密度为2.70～2.75g/cm3，成型后进行干燥，干燥温度为110℃～150℃，干燥时间12～24小时，干燥后进行烧成，烧成温度为1480℃～1550℃，保温时间8～12小时，烧成结束后自然冷却，冷却后得到产品特种耐火耐酸砖。
8.根据权利要求7所述的特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于：所述结合剂为亚硫酸盐纸浆废液，所述亚硫酸盐纸浆废液的比重为1.25g/cm3。
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