CN105084917B - 一种不烧砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种新型的以液体水玻璃作结合剂，以焦宝石、叶蜡石、碳化硅、石墨电极粉为原料的叶蜡石‑碳化硅‑碳质铁水罐、铁水包不烧砖，代替原酚醛树脂结合铝碳化硅碳砖和高温烧成铝碳化硅砖，经过应用，与原来的砖相比成本低60‑50%，使用中耐火砖侵蚀平滑，无脱落，热稳定性较好，寿命高于现有耐火砖。

Description

一种不烧砖及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种不烧砖及其制备方法。

背景技术

耐火材料一般指耐火砖，其形状有标准规则，也可以根据需要筑切时临时加工。耐火砖简称火砖，用耐火黏土或其他耐火原料烧制成的耐火材料，主要用于砌冶炼炉，能耐1580℃— 1770℃的高温。铁水罐、铁水包一般用于钢铁冶金行业，主要用于贮运高炉铁水，近年来一直向大型化、、长寿化、功能化方向发展。现在大型铁水罐内衬用耐材一般为铝碳化硅碳砖、叶蜡石碳化硅砖、烧成铝碳化硅砖，主要原料为高铝矾土骨料及细粉、碳化硅粉、鳞片石墨、酚醛树脂为原料，由于结合剂主要用酚醛树脂或高温烧成，存在原料成本高和能耗高的问题，钢铁市场持续低迷，钢铁冶金企业成本压力非常大，急需具备节能、环保、成本低的不烧砖来制备铁水罐产品。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种不烧砖及其制备方法，该技术方案耐火砖在使用中耐火砖侵蚀平滑，无脱落，热稳定性较好，寿命高于现有耐火砖，并且该砖原料价格比现有技术的防火转成本低60-50%。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种不烧砖，其组成成份及质量份数为：焦宝石25-35、叶蜡石34-44、碳化硅3-4、石墨电极粉1-3、高铝细粉10-15，石墨1-3，软质黏土2-5、辅助添加剂3-5、液体水玻璃5.5；所述辅助添加剂为质量数为1-1.5的硅微粉和质量份数为2-3.5的碳化硅微粉。

配方中叶腊石的特点是700℃-1350℃之间，处于膨胀状态，且是不可逆的转变过程，强度随温度的升高而提高，高温体积稳定，使用过程中耐火材料内衬整体性好，耐急冷急热性能优异，有效弥补砌筑砖缝的缺点。

结合剂采用液体水玻璃，属于无机盐类，与石墨的润湿性很差，因此在铝碳化硅碳中没有应用。我们通过减少配方中石墨的加入量，用石墨电极粉代替部分，并加入少量的辅助结合剂，泥料具有一定的成型性能，并利用水玻璃气硬性特点，经适当自然养护，于240℃-280℃热处理12-24小时，经烘干后即为成品，常温强度达到45mPa以上，满足砌筑及使用需要。

所述辅助添加剂是硅微粉，主要成分是SiO₂占92%以上，加入的质量份数为1-1.5、碳化硅微粉，SiC占90%以上，加入的质量份数为2-3.5，主要作用所有颗粒料和细粉料混合成泥料以后，其中的硅微粉能起到填充作用，减小砖坯的显气孔率，提高砖坯的密实度；碳化硅微粉有高温使用条件下提高抗铁水渣的作用和高温烧结作用。

所述焦宝石的粒度为5mm，5～3mm、3～1mm、1～0mm的四种规格，这四种规格的质量比为45-54： 10-15： 25-30：10-13。

所述叶蜡石的粒度为3～1mm、1～0mm的两种规格，3～1mm和1～0mm两种规格的质量比为：20-24： 5-12。

上述的焦宝石的粒度有四种，叶蜡石也有两种粒度，这四种或两种不同的粒度是混合使用。

所述焦宝石和叶蜡石为骨料，两者的总量占配方总配比的67%-70%。

所述碳化硅的粒度为0.074mm，所述石墨电极粉粒度为0.088mm，所述高铝细粉的粒度为0.074mm，所述石墨的粒度为0.1mm，所述软质黏土的粒度为0.074mm。

一种不烧砖的制备方法，包括以下步骤：

A、按质量份数混合10-15的高铝细粉，3-4碳化硅粉、1-3石墨电极粉、1-3石墨，2-5软质黏土，3-5辅助添加剂，其中辅助添加剂为质量数为1-1.5的硅微粉和质量份数为2-3.5的碳化硅微粉，制得混合粉；

B、按紧密堆积原理配料，先加入质量份数25-35焦宝石、34-44叶蜡石，再加入A步骤中的混合粉，采用5.5份液体水玻璃作结合剂，湿碾式混练机混练35-40分钟，装入模具内，于400吨-630吨摩擦压力机成型；

C、出模后，砖坯自然养护8-16小时，经隧道式干燥窑中于240℃-280℃热处理12-24小时得到新型不烧砖。

本发明的有益效果是：一种不烧砖，其组成成分及质量份数比为：焦宝石25-35、叶蜡石34-44、碳化硅3-4、石墨电极粉1-3、高铝细粉10-15，石墨1-3，软质黏土2-5，辅助添加剂3-5、液体水玻璃5.5。本发明的耐火砖在使用中耐火砖侵蚀平滑，无脱落，热稳定性较好，寿命高于现有耐火砖，并且该砖原料价格比现有技术的防火转成本低60-50%。

具体实施方式

实施例1

制备方法：

A、按质量份数混合粒度为0.074mm高铝细粉10份，粒度为0.074mm碳化硅粉3.2份、粒度为0.088mm石墨电极粉1.2份、粒度为0.1mm石墨1.2份，粒度为0.074mm软质粘土2.5份，辅助添加剂3.2份，辅助添加剂为质量份数为1份的硅微粉和2.2份的碳化硅微粉，制得混合粉。

B、按紧密堆积原理配料，先加入质量份数焦宝石35份、低铝叶蜡石骨料34份，再加入A步骤中的混合粉，采用5.5质量份液体水玻璃作结合剂，湿碾式混练机混练35分钟，装入模具内，于400吨-630吨摩擦压力机成型。

C、出模后，砖坯自然养护8小时，经隧道式干燥窑中于240℃热处理12小时得到新型不烧砖。

所述焦宝石的粒度为5mm，5～3mm、3～1mm、1～0mm的四种规格，这四种规格的质量比为45： 15： 25： 13。

所述叶蜡石的粒度为3～1mm、1～0mm的两种规格，3～1mm和1～0mm两种规格的质量比为： 24： 5。

实施例2

制备方法：

A、按质量份数混合粒度为0.074mm高铝细粉12份，粒度为0.074mm碳化硅粉3.5份、粒度为0.088mm石墨电极粉1.5份、粒度为0.1mm石墨1.5份，粒度为0.074mm软质粘土3份，辅助添加剂3.5份，辅助添加剂为质量份数为1.5份的硅微粉和2份的碳化硅微粉，制得混合粉。

B、按紧密堆积原理配料，先加入质量份数焦宝石25份、低铝叶蜡石骨料40份，再加入A步骤中的混合粉，采用5.5质量份的液体水玻璃作结合剂，湿碾式混练机混练38分钟，装入模具内，于400吨-630吨摩擦压力机成型。

C、出模后，砖坯自然养护10小时，经隧道式干燥窑中于250℃热处理14小时得到新型不烧砖。

所述焦宝石的粒度为5mm，5～3mm、3～1mm、1～0mm的四种规格，这四种规格的质量比为54： 10： 30：10。

所述叶蜡石的粒度为3～1mm、1～0mm的两种规格，3～1mm和1～0mm两种规格的质量比为：20： 12。

实施例3

制备方法：

A、按质量份数混合15份的粒度为0.074mm高铝细粉，4份的粒度为0.074mm碳化硅粉、3份的粒度为0.088mm石墨电极粉、3份的粒度为0.1mm石墨，5份的粒度为0.074mm软质粘土，5份的辅助添加剂，辅助添加剂为质量数为1.5的硅微粉和质量份数为3.5的碳化硅微粉，制得混合粉。

B、按紧密堆积原理配料，先加入质量份数35份焦宝石、34份低铝叶蜡石骨料，再加入A步骤中的混合粉，采用5.5质量份的液体水玻璃作结合剂，湿碾式混练机混练40分钟，装入模具内，于400吨-630吨摩擦压力机成型。

C、出模后，砖坯自然养护16小时，经隧道式干燥窑中于280℃热处理24小时得到新型不烧砖。

所述焦宝石的粒度为5mm，5～3mm、3～1mm、1～0mm的四种规格，这四种规格的质量比为50： 13： 28：11。

所述叶蜡石的粒度为3～1mm、1～0mm的两种规格，3～1mm和1～0mm两种规格的质量比为：22： 7。

实施例4

制备方法：

A、按质量份数混合粒度为0.074mm高铝细粉12份，粒度为0.074mm碳化硅粉4份、粒度为0.088mm石墨电极粉3份、粒度为0.1mm石墨1份，粒度为0.074mm软质粘土2份，辅助添加剂3份，辅助添加剂为质量份数为1份的硅微粉和2份的碳化硅微粉，制得混合粉。

B、按紧密堆积原理配料，先加入质量份数焦宝石28份、低铝叶蜡石骨料40份，再加入A步骤中的混合粉，采用5.5质量份液体水玻璃作结合剂，湿碾式混练机混练35分钟，装入模具内，于400吨-630吨摩擦压力机成型。

C、出模后，砖坯自然养护8小时，经隧道式干燥窑中于240℃热处理12小时得到新型不烧砖。

所述焦宝石的粒度为5mm，5～3mm、3～1mm、1～0mm的四种规格，这四种规格的质量比为54： 13： 25：12。

所述叶蜡石的粒度为3～1mm、1～0mm的两种规格，3～1mm和1～0mm两种规格的质量比为：20： 10。

实施例5

制备方法：

A、按质量份数混合粒度为0.074mm高铝细粉12份，粒度为0.074mm碳化硅粉4份、粒度为0.088mm石墨电极粉2份、粒度为0.1mm石墨2份，粒度为0.074mm软质粘土3份，辅助添加剂3.5份，辅助添加剂为质量份数为1.5份的硅微粉和2份的碳化硅微粉，制得混合粉。

B、按紧密堆积原理配料，先加入质量份数焦宝石25份、低铝叶蜡石骨料44份，再加入A步骤中的混合粉，采用5.5质量份的液体水玻璃作结合剂，湿碾式混练机混练38分钟，装入模具内，于400吨-630吨摩擦压力机成型。

C、出模后，砖坯自然养护10小时，经隧道式干燥窑中于250℃热处理14小时得到新型不烧砖。

所述焦宝石的粒度为5mm，5～3mm、3～1mm、1～0mm的四种规格，这四种规格的质量比为50： 15： 25：10。

所述叶蜡石的粒度为3～1mm、1～0mm的两种规格，3～1mm和1～0mm两种规格的质量比为：23： 6。

经过应用对比：铁水罐外壳为钢板制作，厚度一般为25mm，该材料保温性能好于其它同类产品，在相同的使用环境、相同的砌筑使用厚度条件下，较液体酚醛树脂结合铝-碳化硅-碳砖，铁水罐罐壳表面温度平均低30-40℃，证明该材料具有热导率低，保温性能较好，降低热损失，节约能源，使用安全性好的优点。

传统产品铝碳化硅碳砖中原材料：特级高铝矾土价格在1750-1850元/吨，酚醛树脂价格在1000-13000元/吨；叶腊石碳化硅碳砖中主要原材料：焦宝石价格在900-1100元/吨，叶腊石价格在600-800元/吨，液体水玻璃价格在600-800元/吨。两者相比本发明的叶腊石碳化硅碳砖价格降低55-60%左右。在普通应用条件，使用次数比液体酚醛树脂结合铝铝-碳化硅-碳砖长，并且本发明在应用过程中耐火砖侵蚀平滑，不出现局部脱皮和剥落，竞争优势明显。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种不烧砖，其特征在于：其组成成份及质量份数为：焦宝石 25-35、叶蜡石 34-44、

碳化硅 3-4、石墨电极粉 1-3、高铝细粉 10-15，石墨 1-3，软质黏土 2-5、辅助添加剂3-5、液体水玻璃 5.5；所述辅助添加剂为质量份数为 1-1.5 的硅微粉和质量份数为 2-3.5 的碳化硅微粉；所述焦宝石的粒度为 5mm，5～3mm、3～1mm、1～0mm 的四种规格，这四种规格的质量比为 45-54：10-15：25-30：10-13；所述叶蜡石的粒度为 3～1mm、1～0mm的两种规格，3～1mm和1～0mm两种规格的质量比为 ：20-24：5-12；

由如下方法制备而成：

A、按质量份数混合10-15的高铝细粉，3-4 碳化硅粉、1-3石墨电极粉、1-3 石墨，2-5软质黏土，3-5辅助添加剂，其中辅助添加剂为质量份数为 1-1.5的硅微粉和质量份数为 2-3.5的碳化硅微粉，制得混合粉 ；

B、按紧密堆积原理配料，先加入质量份数 25-35焦宝石、34-44叶蜡石，再加入 A步骤中的混合粉，采用 5.5 份液体水玻璃作结合剂，湿碾式混练机混练，装入模具内，用摩擦压力机成型 ；

C、出模后，砖坯自然养护8-16小时后，经隧道式干燥窑中于240℃ -280℃热处理 12-24 小时得到不烧砖。

2.如权利要求 1 所述的不烧砖，其特征在于：所述碳化硅的粒度为 0.074mm，所述石墨电极粉粒度为0.088mm，所述高铝细粉的粒度为0.074mm，所述石墨的粒度为 0.1mm，所述软质黏土的粒度为0.074mm。

3.如权利要求 1 所述一种不烧砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤 ：

A、按质量份数混合10-15的高铝细粉，3-4 碳化硅粉、1-3石墨电极粉、1-3 石墨，2-5软质黏土，3-5辅助添加剂，其中辅助添加剂为质量份数为 1-1.5的硅微粉和质量份数为 2-3.5的碳化硅微粉，制得混合粉 ；

B、按紧密堆积原理配料，先加入质量份数 25-35焦宝石、34-44叶蜡石，再加入 A步骤中的混合粉，采用 5.5 份液体水玻璃作结合剂，湿碾式混练机混练，装入模具内，用摩擦压力机成型 ；

C、出模后，砖坯自然养护后，经隧道式干燥窑中干燥得到不烧砖；

所述步骤 B 中湿碾式混练机混练 35-40 分钟，装入模具内，于 400 吨 -630 吨摩擦压力机成型；

所述步骤 C 砖坯自然养护8-16 小时，经隧道式干燥窑中于 240℃ -280℃热处理12-24 小时得到不烧砖。