CN102206083A - 特种耐火耐酸砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种特种耐火耐酸砖，以重量百分比表示，原料中含有莫来石20～80％，α-Al2O3 3～20％，硅线石红柱石复合料3～5％，外加结合剂3～5％。本发明还提供了一种特种耐火耐酸砖的制备方法，包括：按照重量百分比含量莫来石20～80％、α-Al2O3 3～20％、硅线石红柱石复合料3～5％、外加结合剂3～5％进行配料、混碾、困料、砖坯成型、干燥、烧成、保温及冷却。根据本发明提供的技术方案，可以显著提高耐火耐酸砖的体积密度、耐压强度、耐磨性、耐酸腐蚀性等，降低耐火耐酸砖的气孔率，使得耐火耐酸砖可以应用在条件更加苛刻的场所，满足工业生产对耐火耐酸高性能的要求。

Description

特种耐火耐酸砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，特别是涉及一种特种耐火耐酸砖及其制备方法。
背景技术
耐火耐酸砖主要应用在酸再生焙烧炉上，另外，在石油、化工、冶金、电力、化纤、造纸、制药、化肥等生产场所要大量用到耐火耐酸砖，电镀室以及塔、池、罐、槽等防腐工程也需要建筑材料具备很强的耐火耐酸性能。随着产业的发展，对耐火耐酸砖的性能也提出了更高的要求。目前，常规的耐火耐酸砖是以石英、长石、粘土等为主要原料制备而成，但其常温耐压强度和热震稳定性不能很好的满足比较先进的酸再生焙烧炉对耐火耐酸砖性能的要求。
在高级耐火耐酸砖的生产中，也采用莫来石、石英为原料，莫来石具有较高的耐火、耐酸腐蚀性能，可以极大的提高耐火耐酸砖的品质，但由于莫来石矿主要分布在捷克、奥地利、巴西、美国等国，且开采难度大，所以国内主要采用进口，莫来石的价格也比较昂贵。
相关技术中，通常按照如下工艺制作耐火耐酸砖，以特级矾土、焦宝石、叶腊石、莫来石、石英、蓝晶石、白刚玉、粘土、二氧化硅微粉、钾长石等位原料制备而成的一种体积密度较高、耐火度较好的耐火耐酸砖；但这种耐火耐酸砖的体积密度为2.26g/cm3、气孔率为16％，体积密度较低，气孔率较高，影响其耐火耐酸性能。
发明内容
为了解决上述相关技术中耐火耐酸砖体积密度较低、显气孔率较高、耐火耐酸性不强的问题至少之一，本发明提供了一种特种耐火耐酸砖及其制备方法，根据本发明提供的技术方案制备的耐火耐酸砖具有较高的体积密度、低气孔率、高耐压强度、耐磨性强等优点。
为了解决上述问题至少之一，本发明提供了一种特种耐火耐酸砖，以重量百分含量表示，原料中含有莫来石20～80％，α-Al2O3 3～20％，硅线石红柱石复合料3～5％，外加结合剂3～5％，其中，结合剂属于有机结合剂，可以是亚硫酸纸浆废液或糊精。
根据上述技术方案，优选地，特种耐火耐酸砖的原料配比可以是：莫来石20～70％，α-Al2O3 8～16％，硅线石红柱石复合料3～17％，外加结合剂3～5％。
优选地，特种耐火耐酸砖的原料配比可以是：莫来石20～50％，α-Al2O313～20％，硅线石红柱石复合料6～14％，外加结合剂3～5％。
优选地，特种耐火耐酸砖的原料配比还可以是：莫来石35～70％，α-Al2O35～13％，硅线石红柱石复合料3～16％，外加结合剂3～5％。
在上述技术方案中，优选地，所述莫来石为电熔莫来石或者烧结莫来石。
在上述技术方案中，优选地，所述莫来石的粒度为3～1mm、1～0.1mm、-200～-320目；所述α-Al2O3的粒度为-200～-325目；所述硅线石红柱石复合料的粒度为-80～-200目。
在上述技术方案中，所加入的硅线石红柱石复合料，在加热到1300℃时会转变为莫来石，增大了莫来石在耐火耐酸砖中的含量，增强了耐火耐酸砖的耐火强度，其中，红柱石在转化过程中，可以形成良好的莫来石网络，具有更强的耐火性能，耐火度达1800℃以上，机械强度大，抗热冲击性强，荷重转化点高，并且具有极强的抗化学腐蚀性。
根据本发明技术方案制备的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、耐酸侵蚀性强等特点。本发明制备的耐火耐酸砖的性能指标见表一。
本发明还提供了一种特种耐火耐酸砖的制备方法，包括：
步骤102，按照重量百分比含量莫来石20～80％、α-Al2O3 3～20％、硅线石红柱石复合料3～5％、外加结合剂3～5％的原料配比进行配料；
步骤104，将配置好的物料和结合剂在轮碾机中混碾；
步骤106，将混碾后的物料放置起来，进行困料；
步骤108，将物料成型为砖坯；
步骤110，对砖坯进行干燥；
步骤112，将砖坯进行烧成、保温；
步骤114，把烧成的砖进行冷却，得到特种耐火耐酸砖。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤104中，混碾时间为10～20分钟，所述结合剂的加入量占原料总量的3～5％。
优选地，所述步骤106中，所述困料过程为：将混碾后的物料放置起来，使混碾后的物料中的各种原料组分充分混合，其中，困料的时间为12～24小时。
优选地，所述步骤108中，采用压力机将物料成型为砖坯，其中压力机的成型压力为315～1000吨，成型砖坯的体积密度为2.65-2.75g/cm3。
优选地，所述步骤110中，对砖坯进行干燥的温度为60℃～150℃，干燥时间为12～24小时。
优选地，所述步骤112中，对砖坯进行烧成的温度为1480℃～1550℃，保温时间为8～12小时。
在上述技术方案中，优选地，所述结合剂为糊精。
本发明可以显著提高耐火耐酸砖的体积密度、耐压强度、耐磨性、耐酸腐蚀性等，降低耐火耐酸砖的气孔率，使得耐火耐酸砖可以应用在条件更加苛刻的场所，扩展耐火耐酸砖的应用领域。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的特种耐火耐酸砖的制备流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
本发明特种耐火耐酸砖所选用的原料的技术性能为：莫来石的粒度3～1mm、1～0.1mm、-200～-320目；α-Al2O3的粒度为-200～-325目；硅线石红柱石复合料的粒度为-80～-280目。
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：(以重量百分比计)
莫来石20～80％，α-Al2O3 3～20％，硅线石红柱石复合料3～5％，外加结合剂3～5％，其中，结合剂属于有机结合剂，可以是亚硫酸纸浆废液或糊精。
图1是本发明的一个实施例的特种耐火耐酸砖的制备流程图。
如图1所示，特种耐火耐酸砖的制备方法为：
按照重量百分比含量莫来石20～80％、α-Al2O3 3～20％、硅线石红柱石复合料3～5％、外加结合剂3～5％的原料配比进行配料，将配置好的物料和结合剂(亚硫酸盐纸浆废液，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，其不同之处在于：
莫来石20～70％，α-Al2O3 8～16％，硅线石红柱石复合料3～17％，外加结合剂3～5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一基本相同，其不同之处在于，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，其不同之处在于：
莫来石20～50％，α-Al2O313～20％，硅线石红柱石复合料6～14％，外加结合剂3～5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一基本相同，其不同之处在于，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，其不同之处在于：
莫来石35～70％，α-Al2O35～13％，硅线石红柱石复合料3～16％，外加结合剂3～5％。
特种耐火耐酸砖的制备方法与实施例一基本相同，其不同之处在于，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。
本领域的技术人员应该理解，以上四个实施例中的加工时间、施工压力、操作温度等仅为说明本发明的技术方案，并不仅限于这几个实施例的数值，以上实施例的原料配比和制备方法的重新组合，都应在本发明的保护范围之内。
根据本发明技术方案制备的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由于常规耐酸砖。本发明制备的耐火耐酸砖的性能指标见表一。
表一
Figure BSA00000445208900051
Figure BSA00000445208900061
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种特种耐火耐酸砖，其特征在于，以重量百分比含量表示：以重量百分含量表示，所述特种耐火耐酸原料中含有莫来石20～80％，α-Al2O3 3～20％，硅线石红柱石复合料3～5％，外加结合剂3～5％。
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20～70％，α-Al2O3 8～16％，硅线石红柱石复合料3～17％，外加结合剂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20～50％，α-Al2O313～20％，硅线石红柱石复合料6～14％，外加结合剂3～5％。
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35～70％，α-Al2O35～13％，硅线石红柱石复合料3～16％，外加结合剂3～5％。
5.根据权利要求1至4中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。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的特种耐火耐酸砖，其特征在于，所述添加剂具有助烧结作用；所述结合剂属于有机结合剂，所述结合剂包括：亚硫酸纸浆废液或糊精。
7.根据权利要求1至4中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3mm～1mm、1mm～0.1mm、-200目～-320目；所述α-Al2O3的粒度为-200目～-325目；所述硅线石红柱石复合料的粒度为-80目～-280目。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的特种耐火耐酸砖，其特征在于，所述硅线石红柱石复合料由硅线石和红柱石颗粒复合而成。
9.一种特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤102，按照重量百分比含量莫来石20～80％、α-Al2O33～20％、硅线石红柱石复合料3～5％、外加结合剂3～5％的原料配行配料；
步骤104，将配置好的物料和结合剂在轮碾机中混碾；
步骤106，将混碾后的物料放置起来，进行困料；
步骤108，将物料成型为砖坯；
步骤110，对砖坯进行干燥；
步骤112，将砖坯进行烧成、保温；
步骤114，把烧成的砖进行冷却，得到特种耐火耐酸砖。
10.根据权利要求9所述的特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于，所述步骤104中，混碾时间为10～20分钟，所述结合剂的加入量占原料总量的3～5％。
11.根据权利要求9所述的特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于，所述步骤106中，所述困料过程为：将混碾后的物料放置起来，使混碾后的物料中的各种原料组分充分混合，其中，困料的时间为12～24小时。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于，所述步骤108中，采用压力机将物料成型为砖坯，其中压力机的成型压力为315～1000吨，成型砖坯的体积密度为2.65-2.75g/cm3。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于，所述步骤110中，对砖坯进行干燥的温度为60℃～150℃，干燥时间为12～24小时。
14.根据权利要求9至11中任一项所述的特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于，所述步骤112中，对砖坯进行烧成的温度为1480℃～1550℃，保温时间为8～12小时。
15.根据权利要求9至11中任一项所述的特种耐火耐酸砖的制备方法，其特征在于，所述结合剂为糊精。
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