CN102161590B - 干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于干法熄焦装置用耐火材料领域，具体涉及一种干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品及其制法。其特征在于所采用原料的质量份数比如下：M60莫来石颗粒10-15份；M47莫来石颗粒40～55份；红柱石10-15份；酸洗硅线石10-15份；α-AL2O3微粉5-10份；结合粘土5-10份；纸浆结合剂3-5份。上述各原料经混练、磁选除铁、过筛处理后放入成型机进行压制，成型后的半成品干燥后进入窑炉烧制成成品。本发明具有抗热震稳定性好，热膨胀率小，弹性模量小，抗热冲击能力好的优点。
Description
技术领域
本发明属于干法熄焦装置用耐火材料领域，具体涉及一种干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品及其制法。
背景技术
干法熄焦装置是国家发改委启动的十大节能工程之一，具有环保、节能、提高焦炭质量等优点。自2000年6月国家经贸委正式批复将“干熄焦技术开发列为国家重大引进消化吸收“一条龙”攻关”开发项目后，武钢焦化厂于2002年上马了国内首座引进消化吸收的140t/hr大型的干熄焦装置。近几年来国内相继建设了大量的干熄焦装置，其中早期关键部位设计均采用了A级莫来石-SiC材质(简称AT)，其技术指标如下：
| 序号 | 项目 | 莫来石碳化砖AT |
| 1 | 耐火度，℃ | 1790 |
| 2 | 显气孔率，％ | ≤21 |
| 3 | 体积密度，g/cm3 | ≥2.5 |
| 4 | 常温耐压强度，MPa | ≥85 |
| 5 | 热态抗折强度，MPa1100℃×0.5h | ≥20 |
| 6 | 重烧线变化1350℃×2h ％ | +0.1～-0.5 |
| 7 | 热震稳定性1100℃，水冷，次 | ≥40 |
| 8 | 0.2MPa荷重软化开始温度，℃ | ≥1550 |
| 9 | SiC，％ | ≥30 |
| 10 | AL2O3，％ | ≥35 |
| 11 | Fe2O3，％ | ≤1.0 |
从使用结果来看，干熄焦装置关键部位用莫来石-SiC砖普遍存在问题是：材料的韧性不足，尽管热震稳定性检测优良，但在使用过程中出现砖易断裂，砖缝大量开裂，造成支柱发生变形的现象。支柱损坏是影响干熄焦装置寿命的关键。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术干熄焦装置的关键部位采用莫来石-SiC砖韧性不足，易断裂，使用寿命短的缺陷，提供一种韧性好，不易断裂，使用寿命长的干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品及其制法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品，所采用原料的质量份数比如下：
M60莫来石颗粒10-15份；
M47莫来石颗粒40～55份；
红柱石10-15份；
酸洗硅线石10-15份；
α-AL2O3微粉5-10份；
结合粘土5-10份；
纸浆结合剂3-5份。
上述干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品的制备方法：
所采用的原料质量份数比如下：M60莫来石颗粒10-15份，M47莫来石颗粒40～55份，红柱石10-15份，酸洗硅线石10-15份，α-AL2O3微粉5-10份，结合粘土5-10份，纸浆结合剂3 5份。
该方法的步骤如下：
(1)配制混合粉：先将红柱石、酸洗硅线石、α-AL2O3微粉和结合粘土按质量份数比准确称量送入混合机中进行预混合均匀，混练10-15分钟；
(2)M60莫来石颗粒料筛分为3-1mm规格，M47莫来石颗粒料筛分为5-3、3-1、≤1和≤0.5mm四种规格，以上规格料经磁选机进行磁选除铁。
(3)将M60和M47莫来石颗粒料按质量份数比称量放入湿碾机中混匀后加入纸浆结合剂搅拌，然后加入混合粉混练均匀；
(4)混练均匀的泥料进入圆盘筛进行过筛处理后送入成型料仓；
(5)根据砖型大小选择500-1000吨不同的成型机进行压制；
(6)成型后的半成品分大小砖型分别进行干燥，残余水分不大于0.5％；
(7)在窑炉中于1470-1520℃条件下保温8～12小时烧成。
所述的泥料的粒度、水分质量份数比如下：泥料粒度5-3mm 4-7份，3-1mm25-30份，0.5-0.1mm 15-20份，≤0.1mm 37-42份，水分3～5份。所述的M60莫来石为3-1mm规格，所述的M47莫来石包括为5-3、3-1、≤1和≤0.5mm四种规格，所述的红柱石粒度为≤1mm，所述的硅线石是经过酸洗处理的，粒度为-120目。所述的α-Al2O3微粉为-5um，所述的纸浆结合剂溶液为酸性，比重1.15-1.25。
本发明具有抗热震稳定性好，热膨胀率小，弹性模量小，抗热冲击能力好的优点。本发明通过对材料的优化选择，采用低铝莫来石料为基础，复合引用“三石”原料，并引用氧化铝微粉，取消了原AT材质中的SiC原料，避免了因SiC原料烧成，形成玻璃相造成材料的脆化；减小了材料的热膨胀率，提高了材料矿物结构莫来石晶相含量，有利于提高材料的抗热震稳定性，提高材料陶瓷结合与莫来石结合的双重作用，提高材料的整体性能，解决了AT材质存在的弹性模量大，抗热冲击能力不足问题；减小了制品的1100℃～1400℃热膨胀率，解决了砖缝开裂和因热膨胀率大而形成的挤压应力作用造成的断裂问题，从而提高了支柱材料高温使用的整体完整性，达到良好的使用效果，从而使本发明比原AT材质更具优越性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细阐述。
实施例1
(1)原料配方质量份数比如下：
M60莫来石颗粒3-1mm 10份；
M47莫来石颗粒5-3mm 10份；
M47莫来石颗粒3-1mm 20份；
M47莫来石颗粒≤1mm 10份；
M47莫来石颗粒≤0.5mm 15份；
红柱石10份；
酸洗硅线石1 5份；
α-AL2O3微粉5份；
结合粘土5份；
纸浆结合剂5份。
(2)制备工艺：先将红柱石、酸洗硅线石、α-AL2O3微粉和结合粘土按质量份数比准确称量送入混合机中配制混合粉；M60莫来石颗粒料筛分为3-1mm规格，M47莫来石颗粒料筛分为5-3、3-1、≤1和≤0.5mm四种规格，并经磁选除铁处理；将M60和M47莫来石颗粒料按质量份数比称量放入湿碾机中，混匀后加入纸浆结合剂搅拌，然后加入混合粉混练均匀，所形成的泥料的粒度、水份的质量份数比为5-3mm 6.7份，3-1mm 29.7份，0.5-0.1mm 18.7份，≤0.1mm38.8份，水分4.2份；泥料经圆盘筛过筛处理后选用1000吨摩擦压砖机进行成型；干燥后残余水分为0.45％；在窑炉中于1470℃条件下保温12小时烧成。
本发明采用以上实例制备的产品其基本性能指标为：
注：热震稳定性实验方法
1.试样尺寸：230mm×114mm×65mm。
2.1300℃加热30分钟，水冷10分钟，空气冷却20分钟。
实施例2
(1)原料配方质量份数比如下：
M60莫来石颗粒3-1mm 12份；
M47莫来石颗粒5-3mm 10份；
M47莫来石颗粒3-1mm 16份；
M47莫来石颗粒≤1mm 10份；
M47莫来石颗粒≤0.5mm 14份；
红柱石12份；
酸洗硅线石12份；
α-AL2O3微粉7份；
结合粘土7份；
纸浆结合剂4份。
(2)制备工艺：先将红柱石、酸洗硅线石、α-AL2O3微粉和结合粘土按质量份数比准确称量送入混合机中配制混合粉；M60莫来石颗粒料筛分为3-1mm规格，M47莫来石颗粒料筛分为5-3、3-1、≤1和≤0.5mm四种规格，并经磁选除铁处理；将M60和M47莫来石颗粒料按质量份数比称量放入湿碾机中，混匀后加入纸浆结合剂搅拌，然后加入混合粉混练均匀，所形成的泥料的粒度、水份的质量份数比为5-3mm 6.8份，3-1mm 28.5份，0.5-0.1mm 16.8份，≤0.1mm37.8份，分4.0份；泥料经圆盘筛过筛处理后选用1000吨摩擦压砖机进行成型；干燥后残余水分为0.4％；在窑炉中于1490℃条件下保温10小时烧成。
本发明采用以上实例制备的产品其基本性能指标为：
注：热震稳定性实验方法
1.试样尺寸：230mm×114mm×65mm。
2.1300℃加热30分钟，水冷10分钟，空气冷却20分钟。
实施例3
(1)原料配方质量份数比如下：
M60莫来石颗粒3-1mm 15份；
M47莫来石颗粒5-3mm 10份；
M47莫来石颗粒3-1mm 10份；
M47莫来石颗粒≤1mm 10份；
M47莫来石颗粒≤0.5mm 10份；
红柱石15份；
酸洗硅线石10份；
α-AL2O3微粉10份；
结合粘土10份；
纸浆结合剂3份。
(2)制备工艺：先将红柱石、酸洗硅线石、α-AL2O3微粉和结合粘土按质量份数比准确称量送入混合机中配制混合粉；M60莫来石颗粒料筛分为3-1mm规格，M47莫来石颗粒料筛分为5-3、3-1、≤1和≤0.5mm四种规格，并经磁选除铁处理；将M60和M47莫来石颗粒料按质量份数比称量放入湿碾机中，混匀后加入纸浆结合剂搅拌，然后加入混合粉混练均匀，所形成的泥料的粒度、水份的质量份数比为5-3mm 6.6份，3-1mm 25.8份，0.5-0.1mm 15.6份，≤0.1mm41.8份，水分3.5份；泥料经圆盘筛过筛处理后选用500吨摩擦压砖机进行成型；干燥后残余水份为0.4％；在窑炉中于1520℃条件下保温8小时烧成。
本发明采用以上实例制备的产品其基本性能指标为：
注：热震稳定性实验方法
1.试样尺寸：230mm×114mm×65mm。
2.1300℃加热30分钟，水冷10分钟，空气冷却20分钟。
Claims (6)
1.一种干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品，其特征在于所采用原料的质量份数比如下：
M60莫来石颗粒10-15份；
M47莫来石颗粒40～55份；
红柱石10-15份；
酸洗硅线石10-15份；
α-Al2O3微粉5-10份；
结合粘土5-10份；
纸浆结合剂3-5份；
所述的M60莫来石颗粒为3-1mm规格；所述的M47莫来石颗粒包括为5-3、3-1、≤1和≤0.5mm四种规格；所述的红柱石粒度为≤1mm。
2.根据权利要求1所述的干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品的制法，其特征在于所采用的原料质量如下：M60莫来石颗粒10-15份，M47莫来石颗粒40～55份，红柱石10-15份，酸洗硅线石10-15份，α-Al2O3微粉5-10份，结合粘土5-10份，纸浆结合剂3-5份;
制备方法步骤如下：
（1）配制混合粉：先将红柱石、酸洗硅线石、α-Al2O3微粉和结合粘土按质量份数比准确称量送入混合机中进行预混合均匀，混练10-15分钟；
（2）M60莫来石颗粒料筛分为3-1mm规格，M47莫来石颗粒料筛分为3-1、≤1和≤0.5mm三种规格，以上规格料经磁选机进行磁选除铁；
（3）将M60和M47莫来石颗粒料按质量份数比称量放入湿碾机中混匀后加入纸浆结合剂搅拌，然后加入混合粉混练均匀；
（4）混练均匀的泥料进入圆盘筛进行过筛处理后送入成型料仓；
（5）根据砖型大小选择500-1000吨不同的成型机进行压制；
（6）成型后的半成品分大小砖型分别进行干燥，残余水分不大于0.5%;
(7)在窑炉中于1470-1520℃条件下保温8～12小时烧成。
3.根据权利要求2所述的干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品的制法，其特征在于泥料的粒度、水分质量份数比如下：
泥料粒度5-3mm 4-7份；
泥料粒度3-1mm 25-30份；
泥料粒度0.5-0.1mm 15-20份；
泥料粒度≤0.1mm 37-42份；
水分 3～5份。
4.根据权利要求2所述的干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品的制法，其特征在于：所述的硅线石是经过酸洗处理的，为≤120目。
5.根据权利要求2所述的干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品的制法，其特征在于：所述的α-Al2O3微粉粒度为≤5μm。
6.根据权利要求2所述的干熄焦装置关键部位用莫来石-红柱石制品的制法，其特征在于：所述的纸浆结合剂溶液为酸性，比重1.15-1.25。
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