CN104387092A - 耐火砌块的制作方法及干熄焦炉牛腿柱砌筑体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐火砌块的制作方法，包括：选取耐火原材料；将所述耐火原材料、微粉及硅灰、结合剂、调节剂和水等放入混合机中混合，形成混合物；将所述混合物注入模型中在振动设备中振动成型，形成半成品；在热工设备中对所述半成品进行热处理，制成所述耐火砌块。相应地，本发明还提供了一种干熄焦炉牛腿柱砌筑体。通过本发明的技术方案，可以制作出一种具有低气孔、高强度、高耐磨及高热震的耐火，并且开拓了耐火材料的使用范围，提高了耐火材料的性能，降低了耐火材料的生产成本，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，提高了牛腿柱砌筑体的稳定性、承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得牛腿柱砌筑体的使用寿命得到提高。

Description

耐火砌块的制作方法及干熄焦炉牛腿柱砌筑体

技术领域

本发明涉及耐火砌块的技术领域，具体而言，涉及一种耐火砌块的制作方法及干熄焦炉牛腿柱砌筑体。

背景技术

干熄焦炉是炼焦行业中焦炭的冷却热工设备，而牛腿柱砌筑体是干熄焦炉中的关键部位，它处于干熄焦炉的预存区与冷却区的过渡区域内，起到导通冷却介质进入到环形风道至进入到蒸汽锅炉内进行热交换，以达到回收熄焦过程中的热量，节约能源，减少热损失的目的。

牛腿柱砌筑体部位工作环境变化无常，特别是流过此处的风速、风温变化频繁而造成该处耐火材料温度波动频繁，除此之外，该处的耐火材料还要承受环形风道预存区的炉体重量及运动焦碳的磨损，处于高温、热振、磨损又承受重载的多重作用下。因此，该处要求由耐高温能承重、抗热振作用和耐磨作用的耐火大砌块来承担重任，但通常的耐火材料最大缺点就是承受温度急变能力较差。所以，牛腿柱砌筑体处的耐火砌块需要特别的生产技术来实现。然而，原有的牛腿柱砌筑体处的耐火大砌块生产技术生产的砌块也无法较好的克服通常耐火砌块所具有的缺陷，使得该处的耐火材料砌筑体寿命大受影响。

目前，干熄焦炉牛腿柱砌筑体处所用的耐火砌块的生产技术是：以含氧化铝氧化硅经人工合成的莫来石和人工合成的碳化硅为主要耐火材料，经配料、高压机械成型、高温烧成而制成的。这种生产技术所采用的工艺流程是：人工合成耐火材料的加工处理→经配料设备配料→配好的混合物在加入结合剂的情况下→经湿碾机充分混合→高压成型→干燥→高温烧成。

上述过程中所用的主要耐火材料是需要经过人工事先合成，再经过加工处理，才能成为牛腿柱砌筑体处耐火材料生产用材料。除了生产耐火材料过程复杂外，牛腿柱处的耐火砌块砌筑体生产方法中的高压机械成型也是一个复杂的过程。生产出的产品由于受成型设备的影响，砌块的尺寸较小，不能生产尺寸较大的产品。这种尺寸较小的砌块，造成了干熄焦炉牛腿柱砌筑体处耐火材料砌筑缝的增多，因而减少了牛腿柱结砌的整体稳定性，给牛腿柱砌筑体处的耐火材料使用寿命降低埋下了隐患。目前生产干熄焦炉牛腿柱砌筑体用耐火砌块需经高温烧成(>1450℃)。这么高的烧成温度的实现，需要两个方面来保证：一是要用优质燃料；二是需要大量的燃料来保证。因此，耐火砌块的高温烧成，成为了能源浪费的一个较大的因素。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以提高干熄焦炉牛腿柱砌筑体的稳定性和承载能力，降低耐火砌块生产成本，节约能源，砌筑成本，提高生产效率。

为此，本发明的一个目的在于提出一种耐火砌块的制作方法。

本发明的另一个目的在于提出一种干熄焦炉牛腿柱砌筑体。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种耐火砌块的制作方法，包括：选取耐火原材料；在混合机中将所述耐火原材料、微粉及硅灰、结合剂、调节剂及水混合，形成混合材料；将所述混合材料注入模型中振动成型，形成半成品；在热工设备中对所述半成品进行热处理，制成所述耐火砌块。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，通过将选取的耐火原材料与结合剂、微粉、硅灰、调节剂和水放入混合机混合，再将混合后的材料浇注振动成型，然后低温热处理形成耐火砌块，该耐火砌块的体积比现有技术中生产的耐火砖的体积大。通过该技术方案，开拓了耐火材料的使用范围，降低了耐火材料的成本，节约能源，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，降低了砌筑成本，提高了热工设备砌筑体的稳定性和承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得热工设备砌筑体的使用寿命得到提高。

根据本发明的一个实施例，选取Si₃N₄-SiC耐火砖和致密高铝熟料作为所述耐火原材料或选取人工合成莫来石、碳化硅和所述高铝矾土熟料作为所述耐火原材料。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，耐火原材料采用了处理废旧Si₃N₄-SiC耐火砖代替人工合成的Si₃N₄-SiC，采用致密高铝熟料代替人工合成的A₃S₂原料。处理后的Si₃N₄-SiC耐火砖原料具有良好的特性，而且致密高铝熟料来源广，生产方法简单，性能稳定。通过该技术方案，可以降低耐火材料生产的成本，并且属于废物利用，同时还可减少废砖排放对环境的污染，开拓了废旧耐火材料的使用范围。

根据本发明的一个实施例，所述Si₃N₄-SiC耐火砖为废弃的耐火砖，所述制作方法还包括：对所述Si₃N₄-SiC耐火砖进行加工处理，去除有害物质。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，Si₃N₄-SiC耐火砖为铝冶炼过程中熔炼炉的内衬砖，为废弃的耐火砖，对其进行加工处理除去有害物质。通过该技术方案，不仅开拓了耐火材料的使用范围，提高了耐火材料的性能，降低了耐火材料的成本，而且还可减少废砖排放对环境的污染。

根据本发明的一个实施例，所述加工处理包括：将所述Si₃N₄-SiC耐火砖运至粉碎机中进行粉碎，形成颗粒；将所述颗粒通过浮选、磁选进行除杂；将除杂后的所述颗粒烘干运至分选机进行分选分离。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，对废弃的Si₃N₄-SiC耐火砖进行粉碎、浮选，经烘干及分选处理。开拓了废旧耐火材料的使用范围，提高了耐火原材料的性能，降低了耐火原材料的成本。

根据本发明的一个实施例，所述有害物质为铁。

根据本发明实施例的耐火原料的制作方法，Si₃N₄-SiC耐火砖为废弃的耐火砖，里面含有有害物质铁，这些有害物质会破坏耐火砌块的性能，也会对环境造成污染。通过该技术方案，将有害物质铁除去，可以提高耐火砌块的耐用性，同时还可减少有害物质对环境的污染。

根据本发明的一个实施例，在所述混合材料中，所述耐火原材料的质量百分比为70％～85％；所述微粉及所述硅灰的质量百分比为10％～20％；所述结合剂的质量百分比为1.5％～5％；所述调节剂的质量百分比为0.1％～0.3％；所述水的质量百分比为5％～6％。根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，混合材料包括的组分以及组分的质量百分比为：耐火原材料的质量百分比为为70％～85％、微粉及硅灰的质量百分比为10％～20％、结合剂的质量百分比为1.5％～5％、调节剂的质量百分比为0.1％～0.3％、水的质量百分比为5％～6％。通过将这几种材料按该比例混合制出的耐火砌块比现有技术中耐火砖的性能更加优良，并且开拓了耐火原材料的使用范围，降低了耐火大砌块的生产成本，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，提高了热工设备耐火砌筑体的稳定性和承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得耐火砌筑体的使用寿命得到提高。

根据本发明的一个实施例，还包括：对所述半成品进行养护以及对所述半成品养护之后，进行干燥处理；其中，对所述半成品进行热处理时需要的温度为500℃～550℃。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，要对浇注振动成型的半成品进行常温养护和干燥处理，然后在进行500℃～550℃的低温热处理。通过该技术方案，开拓了耐火材料的使用范围，提高了耐火大砌块的性能，降低了耐火大砌块的生产成本，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，提高了热工设备耐火砌筑体的稳定性和承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得热工设备耐火砌筑体的使用寿命得到提高。

根据本发明的一个实施例，所述结合剂为铝酸钙水泥，通过高氧化钙和氧化铝煅烧而成。

根据本发明实施例的耐火砌体的制作方法，由高纯氧化钙和氧化铝煅烧而成的铝酸钙水泥具有早期强度高、凝结时间短、耐火度高及抗渣性强的特点。

根据本发明的一个实施例，所述调节剂包括有机酸调节剂及无机盐调节剂。

根据本发明第二方面的实施例，提出了一种干熄焦炉牛腿柱砌筑体，采用上述任一方案所述的耐火砌块的制作方法制作的耐火砌块制作而成。

根据本发明实施例的干熄焦炉牛腿柱砌筑体，采用经浮选、磁选处理后Si₃N₄-SiC废料和致密高铝熟料作为耐火原材料、结合剂、微粉、硅灰、调节剂及水混合，形成混合材料，采用浇注振动成型法将混合材料制作成半成品，再通过低温热处理形成耐火大砌块，此耐火大砌块用来砌筑干熄焦炉牛腿柱。通过该技术方案，开拓了耐火材料的使用范围，提高了牛腿柱处砌筑体的性能，降低了耐火材料的生产成本，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，提高了牛腿柱砌筑体的稳定性和承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得牛腿柱砌筑体的使用寿命得到提高。

通过本发明的技术方案，开拓了耐火材料的使用范围，提高了耐火材料的性能，降低了耐火材料的成本，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，提高了热工设备耐火砌筑体的稳定性和承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得热工设备耐火砌筑体的使用寿命得到提高。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的耐火制品砌块的制作方法的工艺流程图；

图2示出了本发明的耐火砌块的制作方法的整体工艺流程图。

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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的耐火砌块的制作方法的流程图。

如图1所示，据本发明的实施例的耐火砌块的制作方法，包括以下步骤：

步骤102，选取耐火原材料；

步骤104，在混合机中将所述耐火原材料、微粉及硅灰、结合剂、调节剂和水混合，形成混合材料；

步骤106，将所述混合材料注入模型中振动成型，形成半成品；

步骤108，在热工设备中对所述半成品进行热处理，制成所述耐火砌块。

根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种耐火砌块的制作方法，包括：步骤102选取耐火原材料；步骤104在混合机中将所述耐火原材料、微粉及硅灰、结合剂、调节剂和水混合，形成混合材料；步骤106将所述混合材料注入模型中振动成型，形成半成品；步骤108在热工设备中对所述半成品进行热处理，制成所述耐火砌块。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，通过将选取的耐火原材料与结合剂、微粉、硅灰、调节剂和水放入混合机混合，再将混合后的材料浇注振动成型，然后低温热处理形成耐火砌块，该耐火砌块的体积比现有技术中生产的耐火砖的体积大。通过该技术方案，开拓了耐火材料的使用范围，降低了耐火材料的成本，节约能源，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，降低了砌筑成本，提高了热工设备砌筑体的稳定性和承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得热工设备砌筑体的使用寿命得到提高。

根据本发明的一个实施例，选取Si₃N₄-SiC耐火砖和致密高铝熟料作为所述耐火原材料或选取人工合成莫来石、碳化硅和所述高铝矾土熟料作为所述耐火原材料。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，耐火原材料采用了处理废旧Si₃N₄-SiC耐火砖代替人工合成的Si₃N₄-SiC，采用致密高铝熟料代替人工合成的A₃S₂原料。处理后的Si₃N₄-SiC耐火砖原料具有良好的特性，而且致密高铝熟料来源广，生产方法简单，性能稳定。通过该技术方案，可以降低耐火材料生产的成本，并且属于废物利用，同时还可减少废砖排放对环境的污染，开拓了废旧耐火材料的使用范围。

根据本发明的一个实施例，所述Si₃N₄-SiC耐火砖为废弃的耐火砖，所述制作方法还包括：对所述Si₃N₄-SiC耐火砖进行加工处理，去除有害物质。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，Si₃N₄-SiC耐火砖为铝冶炼过程中熔炼炉的内衬砖，为废弃的耐火砖，对其进行加工处理除去有害物质。通过该技术方案，不仅开拓了耐火材料的使用范围，提高了耐火材料的性能，降低了耐火材料的成本，而且还可减少废砖排放对环境的污染。

根据本发明的一个实施例，所述加工处理包括：将所述Si₃N₄-SiC耐火砖运至粉碎机中进行粉碎，形成颗粒；将所述颗粒通过浮选、磁选进行除杂；将除杂后的所述颗粒烘干运至分选机进行分选分离。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，对废弃的Si₃N₄-SiC耐火砖进行粉碎、浮选，经烘干及分选处理。开拓了废旧耐火材料的使用范围，提高了耐火原材料的性能，降低了耐火原材料的成本。

根据本发明的一个实施例，所述有害物质为铁。

根据本发明实施例的耐火原料的制作方法，Si₃N₄-SiC耐火砖为废弃的耐火砖，里面含有有害物质铁，这些有害物质会破坏耐火砌块的性能，也会对环境造成污染。通过该技术方案，将有害物质铁除去，可以提高耐火砌块的耐用性，同时还可减少有害物质对环境的污染。

根据本发明的一个实施例，在所述混合材料中，所述耐火原材料的质量百分比为70％～85％；所述微粉及所述硅灰的质量百分比为10％～20％；所述结合剂的质量百分比为1.5％～5％；所述调节剂的质量百分比为0.1％～0.3％；所述水的质量百分比为5％～6％。根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，混合材料包括的组分以及组分的质量百分比为：耐火原材料的质量百分比为为70％～85％、微粉及硅灰的质量百分比为10％～20％、结合剂的质量百分比为1.5％～5％、调节剂的质量百分比为0.1％～0.3％、水的质量百分比为5％～6％。通过将这几种材料按该比例混合制出的耐火砌块比现有技术中耐火砖的性能更加优良，并且开拓了耐火原材料的使用范围，降低了耐火大砌块的生产成本，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，提高了热工设备耐火砌筑体的稳定性和承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得耐火砌筑体的使用寿命得到提高。

根据本发明的一个实施例，还包括：对所述半成品进行养护以及对所述半成品养护之后，进行干燥处理；其中，对所述半成品进行热处理时需要的温度为500℃～550℃。

根据本发明实施例的耐火砌块的制作方法，要对浇注振动成型的半成品进行常温养护和干燥处理，然后在进行500℃～550℃的低温热处理。通过该技术方案，开拓了耐火材料的使用范围，提高了耐火大砌块的性能，降低了耐火大砌块的生产成本，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，提高了热工设备耐火砌筑体的稳定性和承重性及增加了抵抗温度变化的能力，从而使得热工设备耐火砌筑体的使用寿命得到提高。

根据本发明的一个实施例，所述结合剂为铝酸钙水泥，通过高氧化钙和氧化铝煅烧而成。

根据本发明实施例的耐火砌体的制作方法，由高纯氧化钙和氧化铝煅烧而成的铝酸钙水泥具有早期强度高、凝结时间短、耐火度高及抗渣性强的特点。

根据本发明的一个实施例，所述调节剂包括有机酸调节剂及无机盐调节剂。

图2示出了本发明的耐火砌块的制作方法的整体工艺流程图。

如图2所示，对Si₃N₄-SiC废弃砖进行破碎，在对破碎的Si₃N₄-SiC废砖颗粒进行除杂，将合格的Si₃N₄-SiC颗粒进行分级，然后将分级后的Si₃N₄-SiC颗粒材料与致密高铝及其它各原料放入混料机内加水搅拌混合，搅拌合格的混合料注入模具中在振动成型台上振动成型，将成型后的坯体放入养护室进行恒温养护，形成合格的半成品，再对其进行干燥处理，再将干燥后的合格品放入热处理炉在500℃～550℃的温度下进行低温热处理，形成耐火大砌块成品，将耐火大砌块成品检验验收入库。

总之，按照本技术发明方法制备干熄焦炉牛腿柱部位用的耐火大砌块，所得的耐火大砌块指标与现技术制备的砌块技术有了较大提高，具体见下表所示：

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，开拓了耐火材料的使用范围，可以提高了耐火材料的性能，降低了耐火材料的生产成本，解决了只能生产小规格耐火砌块的问题，提高干熄焦炉牛腿柱砌筑体处的稳定性和承重性及增加了干熄焦炉牛腿柱抵抗温度变化的能力，从而使得牛腿柱砌筑体的使用寿命得到提高。

以上所述仅为本发明的实施例而已，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 (10)

1.一种耐火砌块的制作方法，其特征在于，包括：

选取耐火原材料；

在混合机中将所述耐火原材料、微粉及硅灰、结合剂、调节剂和水混合，形成混合材料；

将所述混合材料注入模型中振动成型，形成半成品；

在热工设备中对所述半成品进行热处理，制成所述耐火砌块。

2.根据权利要求1所述的耐火砌块的制作方法，其特征在于，选取Si₃N₄-SiC耐火砖和致密高铝熟料作为所述耐火原材料或选取人工合成莫来石、碳化硅和所述致密高铝熟料作为所述耐火原材料。

3.根据权利要求2所述的耐火砌块的制作方法，其特征在于，所述Si₃N₄-SiC耐火砖为废弃的耐火砖，所述制作方法还包括：

对所述Si₃N₄-SiC耐火砖进行加工处理，去除有害物质。

4.根据权利要求3所述的耐火砌块的制作方法，其特征在于，所述加工处理包括：

将所述Si₃N₄-SiC耐火砖运至粉碎机中进行粉碎，形成颗粒；

将所述颗粒通过浮选、磁选进行除杂；

将除杂后的所述颗粒烘干运至分选机进行分选分级。

5.根据权利要求3所述的耐火砌块的制作方法，其特征在于，所述有害物质为铁。

6.根据权利要求1所述的耐火砌块的制作方法，其特征在于，在所述混合材料中，所述耐火原材料的质量百分比为70％～85％；

所述微粉及所述硅灰的质量百分比为10％～20％；

所述结合剂的质量百分比为1.5％～5％；

所述调节剂的质量百分比为0.1％～0.3％；

所述水的质量百分比为5％～6％。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的耐火砌块的制作方法，其特征在于，还包括：

对所述半成品进行养护以及对所述半成品养护之后，进行干燥处理；

其中，对所述半成品进行热处理时需要的温度为500℃～550℃。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的耐火砌块的制作方法，其特征在于，所述结合剂为铝酸钙水泥，通过高氧化钙和氧化铝煅烧而成。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的耐火砌块的制作方法，其特征在于，所述调节剂包括有机酸调节剂及无机盐调节剂。

10.一种干熄焦炉牛腿柱砌筑体，其特征在于，采用如权利要求1至9中任一项所述的耐火砌块的制作方法制作的耐火砌块制作而成。