CN104446538A - 一种高铝复合包衬砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高铝复合包衬砖及其制备方法，它由以下重量份的原料组成：特级铝矾土：35~45份；广西白泥：2~6份；红柱石：12~20份；蓝晶石：2~4份；木质素：1~2.5份。本发明的高铝砖的耐火度比粘土砖和半硅砖的耐火度都要高，达1800~1860℃，属于高级耐火材料，体密度达到2.56g/cm³。本发明的高铝砖中氧化铝含量大于60%，二氧化硅含量小于25%，杂质量少。本发明的高铝砖具有较小的显气孔率，较高的荷重软化温度，较低的热膨胀率和很好的热震稳定性，耐高温，抗冲刷，抗侵蚀，不挂渣等优点。

Description

一种高铝复合包衬砖及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种高铝复合包衬砖及其制备方法。

背景技术

转炉的炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性（用镁砂或白云石为内衬）和酸性（用硅质材料为内衬）转炉；按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉；按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。在转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体，即转炉煤气。转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡，且成分也有变化，通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气经降温、除尘，输入储气柜，混匀后再输送给用户。

内衬材料，也就是耐火材料。所谓耐火材料，是指耐火度不低于1580℃的无机非金属耐火材料。耐火材料在无荷重时抵抗高温作用的稳定性，即在高温无荷重条件下不熔融软化的性能。被称之为耐火度。它表示着耐火材料的基本性能。

如何区分耐火材料，按其主要成份的化学性质可分为：酸性、中性、碱性三大类。酸性耐火材料有：硅石质、粘土质。中性耐火材料有：高铝质、铬质、碳质。碱性耐火材料有：镁质、白云石。

在煅烧活性石灰的回转窑上，如何选择其内衬，即耐火材料材质的首要基础条件是，耐火材料应该满足工作条件的要求。

回转窑属于周期性加热窑炉，对内衬材质的使用一般有较低的热量要求。根据活性石灰的理化性质及煅烧要求，硅，酸质耐火材料一般是不用作窑衬的。这也就是说，在对煅烧石灰的回转窑内衬材质的选择上，不论是选用何种材质时，都必须要选择碱性或者是中性耐火材料。

在一般情况下，在对回转窑烧成带永久层衬砖采用粘土砖铺设时，是以即考虑了它的隔热保温效果，又考虑了投入的成本为依据的。

对回转窑烧成带耐火材料的选择，则应着重考虑到其燃烧温度较高，衬砖必须具有较高的耐火性能，并能抵抗碱性物资的侵蚀性能。因此，通常多采用镁铬质耐火材料进行砌筑。与此同时，随着耐火材料技术的发展，回转窑烧成带内已较为广泛地使用了镁铝坚晶石回转窑的进料端，因界于烧成和预热阶段之间，对耐火材料的选择，应着重于考虑，耐火材料应具有一定的耐火度和耐磨性，通常选用高铝质和粘土质衬砖。而在回转窑的卸料（出口）处，由于存在着物料移动磨损大，温度变化快，物料温度高，二次风冲击大的特点。对衬砖要求有一定的耐火性能和抗热震性以及耐磨性，则以选用刚玉质或高铝质耐火材料砌筑为宜。这也就是说，对回转窑内耐火材料的选择内容中，应充分地考虑到它们的耐火度、高温荷重变形温度、高温体积稳定性、热震稳定性、抗渣性和真空性等高温使用性质。

因此，需要设计一种转炉内衬用的高铝质耐火材料，在耐火度、高温荷重变形温度、高温体积稳定性、热震稳定性、抗渣性和真空性等高温使用性质进一步提高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种高铝复合包衬砖及其制备方法，提高内衬材料在耐火度、高温荷重变形温度、高温体积稳定性、热震稳定性、抗渣性和真空性等高温使用性质。

本发明采用如下技术方案： 一种高铝复合包衬砖，它由以下重量份的原料组成：特级铝矾土：35~45份；广西白泥：2~6份；红柱石：12~20份；蓝晶石：2~4份；木质素：1~2.5份。

进一步地，它由以下重量份的原料组成：特级铝矾土：40份；广西白泥：4份；红柱石：16份；蓝晶石：2.4份；木质素：1.6份。

进一步地，特级铝矾土的理化指标为：氧化铝87~92wt%，氧化硅7~11wt%，氧化铁  1.2-1.4wt% ，氧化钙 0.11-0.28 wt%，粒度1-5mm。

进一步地，广西白泥的理化指标为：二氧化硅56~59 wt %，三氧化二铝35~41 wt %，三氧化二铁0.55~2.3 wt %，氧化钾+氧化钠<1.4 wt %，粒度2-4mm。

进一步地，红柱石的理化性能指标为：氧化铝52.3~53.6wt% ，氧化铁1.8~2.2wt% ， 粒度为 1-3mm。

进一步地，蓝晶石的理化性能指标为：氧化铝 54.9~56.3wt% ，氧化铁0.4~0.5wt% ， 粒度为 0.2-0.5mm 。

本发明还公开了一种高铝复合包衬砖的制备方法，包括以下步骤：

a. 特级铝矾土、广西白泥、红柱石和蓝晶石按比例混合；

b. 向步骤a得到的混合物中加入木质素水溶液，得到混合原料；

c. 将步骤b中的混合原料压制成砖坯；

d. 将步骤c中的砖坯在高温隧道窑中进行烧结，烧结温度1400-1500℃，烧结时间4-6小时，即得所述的高铝复合包衬砖。

特级铝矾土是高铝矾土矿经过高温煅烧后，熟料为灰白浅黄及深灰色，高铝矾土熟料是按Al₂O₃含量及Fe₂O₃、TiO₂、CaO+MgO、K₂O+Na₂O等杂质含量和熟料体积密度与吸水等项指标来分级的，产品中杂质的含量不超过10%，产品不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物，Al₂O₃含量大于90%的称为特级铝矾土。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果

　　1.本发明的高铝砖的耐火度比粘土砖和半硅砖的耐火度都要高，达1800~1860℃，属于高级耐火材料，体密度达到2.56g/cm³。

2.本发明的高铝砖中氧化铝含量大于60%，二氧化硅含量小于25%，杂质量少。

3. 本发明的高铝砖具有较小的显气孔率，较高的荷重软化温度，较低的热膨胀率和很好的热震稳定性，耐高温，抗冲刷，抗侵蚀，不挂渣等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种高铝复合包衬砖，它由以下重量份的原料组成：特级铝矾土：35份；广西白泥：6份；红柱石：12份；蓝晶石： 4份；木质素：1份。特级铝矾土的理化指标为：氧化铝87~92wt%，氧化硅7~11wt%，氧化铁  1.2-1.4wt% ，氧化钙 0.11-0.28 wt%，粒度1-5mm 。广西白泥的理化指标为：二氧化硅56~59 wt %，三氧化二铝35~41 wt %，三氧化二铁0.55~2.3 wt %，氧化钾+氧化钠<1.4 wt %，粒度2-4mm。红柱石的理化性能指标为：氧化铝52.3~53.6wt% ，氧化铁1.8~2.2wt% ， 粒度为 1-3mm。蓝晶石的理化性能指标为：氧化铝 54.9~56.3wt% ，氧化铁0.4~0.5wt% ， 粒度为 0.2-0.5mm 。

制备方法为：

a. 将特级铝矾土、广西白泥、红柱石和蓝晶石按比例混合；

b. 向步骤a得到的混合物中加入木质素水溶液，得到混合原料；

c. 将步骤b中的混合原料压制成砖坯；

d. 将步骤c中的砖坯在高温隧道窑中进行烧结，烧结温度1500℃，烧结时间4小时，即得所述的高铝复合包衬砖。   

实施例2

一种高铝复合包衬砖，它由以下重量份的原料组成：特级铝矾土： 45份；广西白泥：2份；红柱石： 20份；蓝晶石：2份；木质素： 2.5份。特级铝矾土的理化指标为：氧化铝87~92wt%，氧化硅7~11wt%，氧化铁  1.2-1.4wt% ，氧化钙 0.11-0.28 wt%，粒度1-5mm 。广西白泥的理化指标为：二氧化硅56~59 wt %，三氧化二铝35~341 wt %，三氧化二铁0.55~2.3 wt %，氧化钾+氧化钠<1.4 wt %，粒度2-4mm。红柱石的理化性能指标为：氧化铝52.3~53.6wt% ，氧化铁1.8~2.2wt% ， 粒度为 1-3mm。蓝晶石的理化性能指标为：氧化铝 54.9~56.3wt% ，氧化铁0.4~0.5wt% ， 粒度为 0.2-0.5mm 。

制备方法为：

a. 将特级铝矾土、广西白泥、红柱石和蓝晶石按比例混合；

b. 向步骤a得到的混合物中加入木质素水溶液，得到混合原料；

c. 将步骤b中的混合原料压制成砖坯；

d. 将步骤c中的砖坯在高温隧道窑中进行烧结，烧结温度1400℃，烧结时间6小时，即得所述的高铝复合包衬砖。

实施例3

一种高铝复合包衬砖，它由以下重量份的原料组成：特级铝矾土：40份；广西白泥：4份；红柱石：16份；蓝晶石：2.4份；木质素：1.6份。电熔莫来石的理化指标为：氧化铝87~92wt%，氧化硅7~11wt%，氧化铁  1.2-1.4wt% ，氧化钙 0.11-0.28 wt%，粒度1-5mm 。广西白泥的理化指标为：二氧化硅56~59 wt %，三氧化二铝35~41 wt %，三氧化二铁0.55~2.3 wt %，氧化钾+氧化钠<1.4 wt %，粒度2-4mm。红柱石的理化性能指标为：氧化铝52.3~53.6wt% ，氧化铁1.8~2.2wt% ， 粒度为 1-3mm。蓝晶石的理化性能指标为：氧化铝 54.9~56.3wt% ，氧化铁0.4~0.5wt% ， 粒度为 0.2-0.5mm 。

本发明还公开了一种高铝复合包衬砖的制备方法，包括以下步骤：

a. 将特级铝矾土、广西白泥、红柱石和蓝晶石按比例混合；

b. 向步骤a得到的混合物中加入木质素水溶液，得到混合原料；

c. 将步骤b中的混合原料压制成砖坯；

d. 将步骤c中的砖坯在高温隧道窑中进行烧结，烧结温度1450℃，烧结时间5小时，即得所述的高铝复合包衬砖。

表1：高铝复合包村砖的指标检测：

Claims (7)

1. 一种高铝复合包衬砖，其特征在于，它由以下重量份的原料组成：特级铝矾土：35~45份；广西白泥：2~6份；红柱石：12~20份；蓝晶石：2~4份；木质素：1~2.5份。

2.根据权利要求1所述的一种高铝复合包衬砖，其特征在于，它由以下重量份的原料组成：特级铝矾土：40份；广西白泥：4份；红柱石：16份；蓝晶石：2.4份；木质素：1.6份。

3.根据权利要求1所述的一种高铝复合包衬砖，其特征在于，特级铝矾土的理化指标为：氧化铝87~92wt%，氧化硅7~11wt%，氧化铁  1.2-1.4wt% ，氧化钙 0.11-0.28 wt%，粒度1-5mm 。

4.根据权利要求1所述的一种高铝复合包衬砖，其特征在于，广西白泥的理化指标为：二氧化硅56~59 wt %，三氧化二铝35~41 wt %，三氧化二铁0.55~2.3 wt %，氧化钾+氧化钠<1.4 wt %，粒度2-4mm。

5.根据权利要求1所述的一种高铝复合包衬砖，其特征在于，红柱石的理化性能指标为：氧化铝52.3~53.6wt% ，氧化铁1.8~2.2wt% ，粒度为 1-3mm。

6.根据权利要求1所述的一种高铝复合包衬砖，其特征在于，蓝晶石的理化性能指标为：氧化铝 54.9~56.3wt% ，氧化铁0.4~0.5wt% ，粒度为 0.2-0.5mm 。

7.根据权利要求1~6任一项所述的一种高铝复合包衬砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a. 将特级铝矾土、广西白泥、红柱石和蓝晶石按比例混合；

b. 向步骤a得到的混合物中加入木质素水溶液，得到混合原料；

c. 将步骤b中的混合原料压制成砖坯；

d. 将步骤c中的砖坯在高温隧道窑中进行烧结，烧结温度1400-1500℃，烧结时间4-6小时，即得所述的高铝复合包衬砖。