CN104692820A - 一种高温致密的不烧复合砖及其成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高温致密的不烧复合砖，采用烧成和不烧制品中的先进理念，将其有效融合来达到一种非常理想的无铬无碳耐火材料。其原料包括电熔镁砂、刚玉、电熔镁砂和刚玉共磨粉、固体树脂、乌洛托品、结合剂以及由电熔镁砂和刚玉共磨粉与金属硅粉组成的预混粉，本发明复合砖具有无铬、耐高温、致密、强度高、使用寿命长等特点。且本发明在制备时，将电熔镁砂和刚玉共磨粉与金属硅粉预混，通过预混可去除金属硅粉本身所具有的静电，进而使混料更加均匀。此外，本发明在成型工艺上采取二次成型工艺，第一次压制是在常温下进行，第二次压制是在热处理后进行，由于结合剂树脂在进行热处理时活化，其溶解度增大，因此在此种情况下进行第二次压制会大大增强砖的密度、强度，并有效减少气孔。

Description

一种高温致密的不烧复合砖及其成型工艺

技术领域

本发明涉及耐火砖，具体涉及一种具有高温致密特点的不烧复合砖。

背景技术

现有的再结合镁铬砖是烧成砖，生产工艺复杂，成本高，质量不稳定，生产和使用时产生有毒的六价铬，严重污染环境，对人体有害致癌。

发明内容

本发明的目的是提供一种可替代现有烧成镁铬砖的不烧复合砖，其具有无铬、耐高温、致密、强度高、使用寿命长等特点。

本发明的具体技术方案如下：一种高温致密的不烧复合砖,由以下原料按重量百分比制成：

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%        粒度5-3mm         5-15%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%        粒度3-1mm         30-40%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%        粒度1-0.088mm    25-35%；

电熔镁砂细粉   MgO含量>98%        粒度≤0.088mm    10-20%；

刚玉细粉         Al2O3含量>99%       粒度≤0.088mm     10-20%；

电熔镁砂和刚玉共磨粉                       粒度800目           10-20%；

复合添加剂                                          粒度≤0.088mm       3-8%。

上述原料中外加重量百分比为3-8%的结合剂，所述结合剂为树脂。

所述复合添加剂为金属硅粉为1-3.5%、固体树脂1-3.5%和乌洛托品0.1-1%。

上述高温致密的不烧复合砖的成型工艺，包括以下具体步骤：

（1）预混：按上述原料配比取电熔镁砂和刚玉共磨粉、金属硅粉进行混合并形成预混粉，其中共磨粉中电熔镁砂和刚玉的质量比例为1:1；

（2）混合过程一：按上述原料配比取粒度为5-3mm的电熔镁砂颗粒、粒度为3-1mm的电熔镁砂颗粒、粒度为1-0.088mm的电熔镁砂颗粒及结合剂进行充分混合；

（3）混合过程二：向混合过程一形成的混合物料中继续加入按上述原料配比粒度为≤0.088mm的电熔镁砂细粉、粒度为≤0.088mm的刚玉细粉、电熔镁砂和刚玉共磨粉、固体树脂、乌洛托品以及上述的预混粉，然后混合均匀；

（4）第一次成型工艺：将混合过程二形成的混料在大于630吨压机下常温压制成型，每块砖坯在压制时遵循先轻压排气后重压成型的原则，且根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，m≥n；

（5）第二次成型工艺：将第一次成型后的砖坯放入恒温干燥窑内进行热处理，即保持窑内温度在45-55℃，热处理时间为4-5h，热处理后的砖坯直接进行二次重压成型，重压成型时仍然根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，此时m≥n/2；

（6）出窑，最终制得本产品。

本发明的有益效果：①由于本发明采用的电熔镁砂具有耐高温、抗侵蚀性强的特点，其高纯且结晶较好，采用的高纯电熔刚玉同样具有耐高温、抗侵蚀性强的特点，因此使得电熔镁砂与电熔刚玉在高温使用时形成的镁铝尖晶石具有好的抗侵蚀性和耐极冷极热性；②本发明的组合物不需要高温烧结，在使用过程中利用转炉的高温即可烧成；③本发明中添加的复合添加剂金属硅粉、固体树脂以及乌洛托品，在使用时能够有效的促进氧化镁和刚玉形成发育更好的镁铝尖晶石相，尤其是金属硅粉，金属硅粉在本发明的无碳砖中产生高温结合并形成金属相结合，有效的保证了本发明产品高的热震稳定性，其与在碳砖中采用的金属硅粉作用实质不同，金属硅粉在碳砖中起到的仅仅是抗氧化的作用；④通过结合剂树脂的加入，使得成型后的制品具有高强度，其强度可达到再结合镁铬砖2倍的常温耐压强度，气孔率可与镁碳砖相媲美；⑤本发明不含铬，环保无污染。

本发明在制备时，将电熔镁砂和刚玉共磨粉与金属硅粉预混，通过预混可去除金属硅粉本身所具有的静电，进而使混料更加均匀。此外，本发明在成型工艺上采取二次成型工艺，第一次压制是在常温下进行，第二次压制是在热处理后进行，由于结合剂树脂在进行热处理时活化，其溶解度增大，因此在此种情况下进行第二次压制会大大增强砖的密度、强度，并有效减少气孔。

本发明提供的高温致密的不烧复合砖，是采用了烧成和不烧制品中的先进理念，本发明产品将替代我国钢铁精炼中RH，VOD，AOD精炼炉和有色冶炼所用再结合镁铬砖。此外，本发明产品是根据现有耐火材料生产工艺和原料，本着无铬和无碳降低生产成本为目标研发而出，其各项性能非常突出，经过实际使用取得非常好的效果。

具体实施方式

实施例1.

一种高温致密的不烧复合砖,其特征在于由以下原料按重量百分比制成：

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%     粒度5-3mm        10%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%     粒度3-1mm        35%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%     粒度1-0.088mm    20%；

电熔镁砂粉     MgO含量>98%      粒度≤0.088mm     10%；

刚玉粉           Al₂O₃含量>99%      粒度≤0.088mm     10%；

电熔镁砂和刚玉1:1共磨粉            粒度800目           10%；

金属硅粉                                         粒度≤0.088mm     1.5%

固体树脂                                         粒度≤0.088mm     2.5%；

乌洛托品                                         粒度≤0.088mm      1%；

外加树脂                                                                           3%。

上述高温致密的不烧复合砖的成型工艺，包括以下具体步骤：

（1）预混：按上述原料配比取电熔镁砂和刚玉共磨粉、金属硅粉进行混合并形成预混粉，其中共磨粉中电熔镁砂和刚玉的质量比例为1:1；

（2）混合过程一：按上述原料配比取粒度为5-3mm的电熔镁砂颗粒、粒度为3-1mm的电熔镁砂颗粒、粒度为1-0.088mm的电熔镁砂颗粒及结合剂进行充分混合；

（3）混合过程二：向混合过程一形成的混合物料中继续加入按上述原料配比的粒度为≤0.088mm的电熔镁砂细粉、粒度为≤0.088mm的刚玉细粉、电熔镁砂和刚玉共磨粉、固体树脂、乌洛托品以及上述的预混粉，然后混合均匀；

（4）第一次成型工艺：将混合过程二形成的混料在大于630吨压机下常温压制成型，每块砖坯在压制时遵循先轻压排气后重压成型的原则，且根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，m=n；

（5）第二次成型工艺：将第一次成型后的砖坯放入恒温干燥窑内进行热处理，即保持窑内温度在45-55℃，热处理时间为4-5h，热处理后的砖坯直接进行二次重压成型，重压成型时仍然采用大于630吨成型压机，并根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，此时m=n/2；

（6）出窑，最终制得本产品。

实施例2.

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%      粒度5-3mm           10%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%      粒度3-1mm           35%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%      粒度1-0.088mm     19%；

电熔镁砂粉      MgO含量>98%      粒度≤0.088mm      5%；

刚玉粉            Al₂O₃含量>99%      粒度≤0.088mm      10%；

电熔镁砂和刚玉1:1共磨粉          粒度800目            15%；

金属硅粉                                      粒度≤0.088mm       2.5%

固体树脂                                       粒度≤0.088mm       2.5%；

乌洛托品                                        粒度≤0.088mm       1%；

外加树脂                                                                          4%。

上述高温致密的不烧复合砖的成型工艺，包括以下具体步骤：

（1）预混：按上述原料配比取电熔镁砂和刚玉共磨粉、金属硅粉进行混合并形成预混粉，其中共磨粉中电熔镁砂和刚玉的质量比例为1:1；

（2）混合过程一：按上述原料配比取粒度为5-3mm的电熔镁砂颗粒、粒度为3-1mm的电熔镁砂颗粒、粒度为1-0.088mm的电熔镁砂颗粒及结合剂进行充分混合；

（3）混合过程二：向混合过程一形成的混合物料中继续加入按上述原料配比的粒度为≤0.088mm的电熔镁砂细粉、粒度为≤0.088mm的刚玉细粉、电熔镁砂和刚玉共磨粉、固体树脂、乌洛托品以及上述的预混粉，然后混合均匀；

（4）第一次成型工艺：将混合过程二形成的混料在大于630吨压机下常温压制成型，每块砖坯在压制时遵循先轻压排气后重压成型的原则，且根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，m=n；

（5）第二次成型工艺：将第一次成型后的砖坯放入恒温干燥窑内进行热处理，即保持窑内温度在45-55℃，热处理时间为4-5h，热处理后的砖坯直接进行二次重压成型，重压成型时仍然采用大于630吨成型压机，并根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，此时m=n/2；

（6）出窑，最终制得本产品。

实施例3.

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%         粒度5-3mm          10%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%         粒度3-1mm          35%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%         粒度1-0.088mm    18%；

电熔镁砂粉      MgO含量>98%          粒度≤0.088mm     10%；

刚玉粉             Al₂O₃含量>99%         粒度≤0.088mm      5%；

电熔镁砂和刚玉1:1共磨粉                粒度800目           15%；

金属硅粉                                               粒度≤0.088mm      3.4%；

固体树脂                                              粒度≤0.088mm     3.5%；

乌洛托品                                        粒度≤0.088mm           0.1%；

外加树脂                                                                               6%。

上述高温致密的不烧复合砖的成型工艺，包括以下具体步骤：

（1）预混：按上述原料配比取电熔镁砂和刚玉共磨粉、金属硅粉进行混合并形成预混粉，其中共磨粉中电熔镁砂和刚玉的质量比例为1:1；

（2）混合过程一：按上述原料配比取粒度为5-3mm的电熔镁砂颗粒、粒度为3-1mm的电熔镁砂颗粒、粒度为1-0.088mm的电熔镁砂颗粒及结合剂进行充分混合；

（3）混合过程二：向混合过程一形成的混合物料中继续加入按上述原料配比的粒度为≤0.088mm的电熔镁砂细粉、粒度为≤0.088mm的刚玉细粉、电熔镁砂和刚玉共磨粉、固体树脂、乌洛托品以及上述的预混粉，然后混合均匀；

（4）第一次成型工艺：将混合过程二形成的混料在大于630吨压机下常温压制成型，每块砖坯在压制时遵循先轻压排气后重压成型的原则，且根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，m=n+1；

（5）第二次成型工艺：将第一次成型后的砖坯放入恒温干燥窑内进行热处理，即保持窑内温度在45-55℃，热处理时间为4-5h，热处理后的砖坯直接进行二次重压成型，重压成型时仍然采用大于630吨成型压机，并根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，此时m=n/2+1；

（6）出窑，最终制得本产品。

实施例4.

电熔镁砂颗粒     MgO含量>98%         粒度5-3mm           10%；

电熔镁砂颗粒     MgO含量>98%        粒度3-1mm            35%；

电熔镁砂颗粒     MgO含量>98%        粒度1-0.088mm      20%；

电熔镁砂粉        MgO含量>98%          粒度≤0.088mm      5%；

刚玉粉              Al₂O₃含量>99%         粒度≤0.088mm       5%；

电熔镁砂和刚玉1:1共磨粉                  粒度800目            20%；

金属硅粉                                                粒度≤0.088mm       2%

固体树脂                                                粒度≤0.088mm       3%；

乌洛托品                                                粒度≤0.088mm      0.5%；

外加树脂                                                                                   8%。

上述高温致密的不烧复合砖的成型工艺，包括以下具体步骤：

（1）预混：按上述原料配比取电熔镁砂和刚玉共磨粉、金属硅粉进行混合并形成预混粉，其中共磨粉中电熔镁砂和刚玉的质量比例为1:1；

（2）混合过程一：按上述原料配比取粒度为5-3mm的电熔镁砂颗粒、粒度为3-1mm的电熔镁砂颗粒、粒度为1-0.088mm的电熔镁砂颗粒及结合剂进行充分混合；

（3）混合过程二：向混合过程一形成的混合物料中继续加入按上述原料配比的粒度为≤0.088mm的电熔镁砂细粉、粒度为≤0.088mm的刚玉细粉、电熔镁砂和刚玉共磨粉、固体树脂、乌洛托品以及上述的预混粉，然后混合均匀；

（4）第一次成型工艺：将混合过程二形成的混料在大于630吨压机下常温压制成型，每块砖坯在压制时遵循先轻压排气后重压成型的原则，且根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，m=n+1；

（5）第二次成型工艺：将第一次成型后的砖坯放入恒温干燥窑内进行热处理，即保持窑内温度在45-55℃，热处理时间为4-5h，热处理后的砖坯直接进行二次重压成型，重压成型时仍然采用大于630吨成型压机，并根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，此时m=n/2+1；

（6）出窑，最终制得本产品。

表1    实施例1-4及现有技术的理化指标

从上述表1可以看出，本发明产品在显气孔率、常温耐压强度及热震稳定性上要远远优于现有技术，且本发明产品不含铬。

Claims (5)

1.一种高温致密的不烧复合砖,其特征在于由以下原料按重量百分比制成：

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%        粒度5-3mm         5-15%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%        粒度3-1mm          30-40%；

电熔镁砂颗粒   MgO含量>98%        粒度1-0.088mm    25-35%；

电熔镁砂细粉   MgO含量>98%        粒度≤0.088mm     10-20%；

刚玉细粉          Al₂O₃含量>99%        粒度≤0.088mm     10-20%；

电熔镁砂和刚玉共磨粉                      粒度800目            10-20%；

复合添加剂                                         粒度≤0.088mm       3-8%。

2.如权利要求1所述的一种高温致密的不烧复合砖，其特征在于：上述原料中外加重量百分比为3-8%的结合剂，所述结合剂为树脂。

3.如权利要求1所述的一种高温致密的不烧复合砖，其特征在于：所述复合添加剂为单质金属为1-3.5%、固体树脂1-3.5%和乌洛托品0.1-1%。

4.如权利要求3所述的一种高温致密的不烧复合砖，其特征在于：所述单质金属为硅粉。

5.如权利要求1-4任一所述的一种高温致密的不烧复合砖的成型工艺，其特征在于包括以下具体步骤：

（1）预混：按权利要求1所述原料配比取电熔镁砂和刚玉共磨粉1-3%、金属硅粉1-3%进行混合并形成预混粉，其中共磨粉中电熔镁砂和刚玉的质量比例为1:1；

（2）混合过程一：按权利要求1、2所述原料配比取粒度为5-3mm的电熔镁砂颗粒、粒度为3-1mm的电熔镁砂颗粒、粒度为1-0.088mm的电熔镁砂颗粒及结合剂进行充分混合；

（3）混合过程二：向混合过程一形成的混合物料中继续加入按权利要求1、2、3所述原料配比的粒度为≤0.088mm的电熔镁砂细粉、粒度为≤0.088mm的刚玉细粉、电熔镁砂和刚玉共磨粉、固体树脂、乌洛托品以及上述的预混粉，然后混合均匀；

（4）第一次成型工艺：将混合过程二形成的混料在大于630吨压机下常温压制成型，每块砖坯在压制时遵循先轻压排气后重压成型的原则，且根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，m≥n；

（5）第二次成型工艺：将第一次成型后的砖坯放入恒温干燥窑内进行热处理，即保持窑内温度在45-55℃，热处理时间为4-5h，热处理后的砖坯直接进行二次重压成型，重压成型时仍然根据每块砖坯的公斤数n确定其重压次数m，此时m≥n/2；

（6）出窑，最终制得本产品。