CN102992789A - 回转窑内衬保温层免烧耐火砖 - Google Patents

Abstract

一种回转窑内衬保温层免烧耐火砖及制备方法，免烧耐火砖的原材料分别是矾土熟料；漂珠；轻质陶粒；碳化硅。制备方法为以下步骤：步骤1)，把所述免烧耐火砖原材料与占总重量份为4％磷酸二氢铝混合、加水湿润，经过500-650吨压力机压制，成型为毛坯；步骤2)，把步骤1)获得的成型毛坯，在500-550℃环境，至少保持48小时的条件下进行烘干处理，获得免烧耐火砖成品。

Description

回转窑内衬保温层免烧耐火砖

技术领域

本发明涉一种用于砌筑煅烧回转窑内衬保温层的专用免烧耐火砖，属于耐火材料领域。

背景技术

回转窑内衬砖分为耐火层和保温层，均是由耐火砖和保温砖砌筑成的，耐火砖和保温砖需要进行缎烧才能制成。高铝矾土耐火砖的缎烧，当前一般采用地坑窑和竖窑两种炉型；用地坑窑缎烧，不仅生产效率很低，耗煤量很大，而且劳动强度高，产品质量低，浪费资源，这是一种较落后的生产方式，正在逐渐被淘汰。

回转窑的工作区可以分为三段，即干燥预热段、煅烧段、冷却段。例如：水泥、耐火材料、石油井用压裂支撑剂、石灰等煅烧回转窑。回转窑内衬砖的作用，在于保证炉内三个工作区温度在工艺要求的范围内具有稳定可靠的物理性能；例如，抗剥落、抗热震、高荷软、耐磨性能。现有技术中，回转窑内衬砖分为耐火层和保温层；存在的技术缺陷在于：砌筑工艺复杂、使用过程中，耐火层和保温层易脱离、耐火和保温性能差，使用寿命短，实际使用寿命为8-10个月。导致维修时间长、生产成本高，明显影响企业的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于砌筑水泥、耐火材料、石油井用压裂支撑剂、石灰等煅烧回转窑内衬保温层的免烧耐火砖，以克服现有技术中存在的缺陷和不足。

本发明的技术方案：本发明所述回转窑内衬保温层免烧耐火砖的原材料、规格及重量份分别是：

①矾土熟料——规格0.1-1mm——重量份10-20份；

②矾土熟料——规格1.1-3mm——重量份10-25份；

③矾土熟料——规格3.1-5mm——重量份10-15份；

④矾土熟料——规格5.1-8mm——重量份4-6.5份；

⑤漂珠——密度0.4g/cm³——规格0.425-0.633mm——重量份25-30份；

⑥轻质陶粒——密度0.6g/cm³——规格0.85-1mm——重量份15-18份；

⑦碳化硅——规格0.075mm——重量份3-5份。

本发明所述回转窑内衬保温层免烧耐火砖的制备方法为以下步骤：

步骤1)，把所述免烧耐火砖原材料与占总重量份为4％磷酸二氢铝混合、加水湿润，经过500-650吨压力机压制，成型为毛坯；

步骤2)，把步骤1)获得的成型毛坯，在500-550℃环境，至少保持48小时的条件下进行烘干处理，获得免烧耐火砖成品。

本发明所选择的原材料及重量份的用量、规格(规格是指各原料的粒度)，是经过发明人进行大量摸索总结得出的，各组份用量和规格在上述范围内都具有较为理想的效果。

主要原料的功用：

铝矾土熟料

铝矾土熟料的主要矿物是水铝石和高铝硅石，水铝石含量随着三氧化二铝与二氧化硅的比例的提高而增多。次要的矿物为金红石、揭铁矿等。

漂珠：漂珠的主要化学成分为硅、铝的氧化物，其中二氧化硅约为50-65％，三氧化二铝约为25-35％。因为二氧化硅的溶点高达摄氏1725度，三氧化二铝的溶点为摄氏2050度，均为高耐火物质。因此，漂珠具有极高的耐火度，一般达摄氏1600-1700度，使其成为优异的高性能耐火材料。质轻、保温隔热。漂珠壁薄中空，空腔内为半真空，只有极微量的气体(N2、H2及CO2等)，热传导极慢极微。所以漂珠不但质轻(容重250-450公斤/m3)，而且保温隔热优异(导热系数常温0.08-0.1)，这为其在轻质保温隔热材料领域大显身手奠定了基础。硬度大、强度高。由于漂珠是以硅铝氧化物矿物相(石英和莫来石)形成的坚硬玻璃体，硬度可达莫氏6-7级，静压强度高达70-140MPa，真密度2.10-2.20克/cm3，和岩石相当。因此，漂珠具有很高的强度。漂珠自然形成的粒度为1-250微米。比表面积300-360cm2/g，和水泥差不多。因此，漂珠不需粉磨，可直接使用。细度可满足各种制品的需要。

轻质陶粒：由于陶粒具有轻质性，所以也称之为轻质陶粒或轻质陶粒砂。轻质陶粒采用粘土或粉煤灰、生物污泥为主要原料，通过高温焙烧，膨化而成，轻质陶粒作为一种轻集料，具有密度小、强度高、吸水率大、保温、隔热、耐火、抗震等特点，用途广泛，可以取代普通砂石配制轻集料混凝土，用作水处理滤料、吸附剂、透水路面材料，还可以用作农业、园林中无土栽培的培养基，以及桥面板、空心砌块等建材原料。轻质陶粒的外观呈圆形。它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度和吸咐能力。陶粒按密度分为一般密度陶粒、超轻密度陶粒、特轻密度陶粒三类。一般密度陶粒是指密度大于500kg/m3的陶粒。它的强度一般相对较高，多用于结构保温混凝土或高强混凝土。超轻密度陶粒一般是指300～500kg/m3的陶粒。这种陶粒一般用于保温隔热混凝土及其制品。特轻密度陶粒是指小于300kg/m3的陶粒。它的保温隔热性能非常优异，但强度较差。一般用于生产特轻保温隔热混凝土及其制品。

碳化硅(SiC)

Si，是Si-C二元素系中唯一的二元化合物，其原子比为1∶1，含C29.7％，Si为70.3％。SiC有几种品型：β-SiC和α-SiC。β-SiC为立方晶系，从2100℃开始到2400℃不可逆地缓慢转化为立方晶系α-SiC，β-SiC真密度为3.21g/cm³，α-SiC为3.22g/cm³在高强抗剥落耐磨涂料中用α-SiC，它具有很低的热膨胀性，但导热性很高。在室温下约为35w/m℃。SiC不熔化，当温度高于2760℃时开始分解为蒸气和O2实际上SiC从2200℃～2500℃起即开始分解，到2700℃以上已显著分解。

SiC的化学稳定性较好，在Hcl H₂SO₄和HF中煮沸也不受侵蚀。SiC同硅酸在高温下也不发生化学反应，故具有抵抗酸性熔渣侵蚀的良好性能，但都易受碱性熔渣的侵蚀。SiC和碳在525℃时开始反应到1000℃左右反应显著。在此温度下它与mgo反应显著，与氧化铜的反应在800℃已强烈进行。同氧化铁在1000℃-1200℃时进行反应到1300℃时已明显可见崩裂出现。同氧化锰从1360℃起出现崩裂现象，SiC在氯气中从600℃开始与之反应，到1200℃时可使其分解为SiCl4和CCl4，熔融碱在赤热温度下可使SiC分解，故不能抵抗硼砂，冰晶石，水玻璃，碳酸钾等的侵蚀。不含氧化物的金属熔融液在1000℃-1200℃侵蚀SiC，但锌和铅例外，因此锌蒸馏炉和炼铅炉用涂料以SiC使用效果最佳。

由于SiC不易熔化和分解出蒸气的温度很高，并具有很高的导热性和低的热膨胀性，从而具有很好的耐热震性。此外，SiC抗化学侵蚀和酸性熔渣侵蚀的性能很强，故可以认为是一种良好的耐火材料，在此本发明中占有重要的地位。

磷酸铝溶液及制备方法：先把预先称好的稀释用水放入耐酸容器中，然后慢慢倒入预先称重的磷酸，用不与酸反应的搅拌棒搅拌，使磷酸与水混合均匀，随即分批加入氢氧化铝，边加入边搅拌，直至氢氧化铝完全溶解，冷却后即可使用配制好的磷酸铝溶液摩尔比为＞2.2-3.0；水分含量小于60％。

具体使用实例：在河南省登封市诚鑫耐火材料有限公司，利用本发明所述回转窑内衬保温层免烧耐火砖，砌筑耐火材料骨料烧结回转窑；平均使用寿命为18-20个月，是同类产品的1-2倍。

测得具体理化指标如下表：

以上数字显示，所有具体理化指标均优于其它同类产品。

具体实施方式

具体实施例

本发明所述回转窑内衬保温层免烧耐火砖的原材料、规格及重量份分别是：

①矾土熟料——规格0.1-1mm——重量份10-20份；

②矾土熟料——规格1.1-3mm——重量份10-25份；

③矾土熟料——规格3.1-5mm——重量份10-15份；

④矾土熟料——规格5.1-8mm——重量份4-6.5份；

⑤漂珠——密度0.4g/cm³——规格0.425-0.633mm——重量份25-30份；

⑥轻质陶粒——密度0.6g/cm³——规格0.85-1mm——重量份15-18份；

⑦碳化硅——规格0.075mm——重量份3-5份。

本发明所述回转窑内衬保温层免烧耐火砖的制备方法为以下步骤：

步骤1)，把所述免烧耐火砖原材料与占总重量份为4％磷酸二氢铝混合、加水湿润，经过500-650吨压力机压制，成型为毛坯；

步骤2)，把步骤1)获得的成型毛坯，在500-550℃环境，至少保持48小时的条件下进行烘干处理，获得免烧耐火砖成品。

Claims (2)

1.一种回转窑内衬保温层免烧耐火砖，其特征在于，所述回转窑内衬保温层免烧耐火砖的原材料、规格及重量份分别是：

①矾土熟料——规格0.1-1mm——重量份10-20份；

②矾土熟料——规格1.1-3mm——重量份10-25份；

③矾土熟料——规格3.1-5mm——重量份10-15份；

④矾土熟料——规格5.1-8mm——重量份4-6.5份；

⑤漂珠——密度0.4g/cm³——规格0.425-0.633mm——重量份25-30份；

⑥轻质陶粒——密度0.6g/cm³——规格0.85-1mm——重量份15-18份；

⑦碳化硅——规格0.075mm——重量份3-5份。

2.按照权利要求1所述的回转窑内衬保温层免烧耐火砖，其特征在于，制备方法为以下步骤：

步骤1)，把所述免烧耐火砖原材料与占总重量份为4％磷酸二氢铝混合、加水湿润，经过500-650吨压力机压制，成型为毛坯；

步骤2)，把步骤1)获得的成型毛坯，在500-550℃环境，至少保持48小时的条件下进行烘干处理，获得免烧耐火砖成品。