CN105130459A - 铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖，由原料三级高铝矾土熟料、特级高铝矾土熟料、高纯合成莫来石料、活性氧化铝粉、蓝晶石粉、纯铝酸钙水泥、减水剂和水按重量份配比混合均匀后浇注振动成型。本发明优点在于根据火道墙工作段950~1200℃的工作环境，以在使用温度下生成的莫来石晶相为主晶相、刚玉晶相为次晶相、适量比例的玻璃相为辅助晶相的材料，浇注的免烧预制大砖作为火道墙的专用砖体，砖体制作时省去了投资较大的机压成型设备和烧结设备，节省了燃料，采用现场吊装组合安装筑炉方式实现了机械化作业，提高了劳动效率，将原来需要2~3天的砌筑时间缩短至12h以内，满足了碳素焙烧炉多室连续循环作业的需要。

Description

铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖

技术领域

本发明涉及铝用阳极碳素焙烧炉用耐火材料，尤其是涉及一种铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖。

背景技术

铝用阳极碳素焙烧炉火道墙几十年一直都是采用粘土质耐火异型砖砌筑而成。火道墙是投资十几亿的碳素焙烧炉的核心部件，它的运行质量、寿命直接关系到整座碳素焙烧炉的运行质量、寿命与经济效益。目前国内的碳素焙烧炉普遍存在寿命短、扭曲变形、挂渣下沉的致命缺陷。除了装出炉时的机械碰撞外，主要是由于炉内局部负压、死角，造成热量聚集，出现局部高温区，造成火道墙扭曲变形，导致挥发分排除不畅，出现挂渣现象。分析原因，均与火道墙采用粘土质小块型异型砖（尺寸在300mm×200mm×120mm以内）砌筑直接相关，而粘土质耐火砖由于材料内在主晶相和制品气孔存赋形态、表观强度决定了其耐火性能较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能满足火道墙工作环境的铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖，是由原料三级高铝矾土熟料、特级高铝矾土熟料、高纯合成莫来石料、活性氧化铝粉、蓝晶石粉、纯铝酸钙水泥、减水剂和水按下述重量份配比混合均匀后浇注振动成型：

粒度2~10mm三级高铝矾土骨料45~58份，

粒度180~240目的特级高铝矾土细粉16~26份，

粒度0.1~3mm的高纯合成莫来石料6~18份，

α和ρ型复配的活性氧化铝粉2.5~8.0份，

粒度10~40目的蓝晶石粉4.6~9.6份，

纯铝酸钙水泥0.5~3份，

减水剂0.06~0.35份，

水.0.38~0.62份。

所述复配的活性氧化铝粉中，α-AL₂O₃:ρ-AL₂O₃=1.15:1，粒度≤0.05um。

所述减水剂中包括磷酸盐类减水剂0.05~0.2份，R-型减水剂0.01~0.15份。

首先按上述比例准确称量原料三级高铝矾土熟料、特级高铝矾土熟料、高纯合成莫来石料、活性氧化铝粉、蓝晶石粉，在混砂机内混合均匀后，再加入纯铝酸钙水泥、减水剂和水，继续混合均匀，浇注到砖型模具中振动成型，然后在环境温度18~40℃、相对湿度80~95%的条件下养护15天，成品砖检验合格后入库。

本发明制得的成品砖的理化指标为：气孔率≤12%；体积密度（g/cm³）≥2.4；耐压强度：养护七天≥52MPa，1250℃×3h烧后≥100MPa；抗折强度：养护七天≥7.2MPa，1250℃×3h烧后≥14MPa；重烧线变化：1300℃×3h＋0.1%；荷重软化温度：烧前≥1400℃，烧后≥1440℃；蠕变率1280℃×25h，＜-0.6%；AL₂O₃≥62%；CaO≤0.8%；Si0₂≥24.0%。

为保证成品砖的质量，所用原料的理化指标需满足下表1的要求。

表1

。

本发明的优点在于根据火道墙工作段950~1200℃的工作环境，以在使用温度下生成的莫来石晶相为主晶相、刚玉晶相为次晶相、适量比例的玻璃相为辅助晶相的材料，浇注的免烧预制大砖作为安装火道墙的专用砖体，砖体制作时省去了投资较大的机压成型设备和烧结设备，节省了燃料消耗，大块砖体（上，下层为1176mm×910mm×110mm,中间层1322mm×1092mm×110mm）可采用现场吊装组合安装筑炉方式，实现了机械化作业，提高了劳动效率，将原来需要2~3天的砌筑时间缩短至12h以内，满足了碳素焙烧炉多室连续循环作业的需要。

本发明制得的火道墙免烧预制大砖以三级高铝矾土熟料做主骨料，特级高铝矾土熟料做基质细粉，高纯合成莫来石细粒和细粉料做调节材料；为了达到控制砖体气孔存赋形态，添加α-AL₂O₃和ρ-AL₂O₃活性变晶微粉；为了控制砖体在工作温度稳定区间内的体积微膨胀，以抵抗火道墙下沉，添加蓝晶石矿物细粉；为了取得初始砖体强度，以纯铝酸钙水泥为胶接剂，同时添加磷酸盐类（如聚磷酸盐或偏磷酸盐等）减水剂和R-型高效减水剂，同时控制加水量，在5吨振动台上直接浇注振动成型即可，制备方法简单，用于铝用阳极碳素焙烧炉火道墙上，可大大提高火道墙的使用寿命，实验证明，采用本发明制得的免烧预制大砖安装的火道墙，可将原来2~3年的使用寿命提高到6~8年，市场潜力巨大，也必将带来巨大的经济效益。

具体实施方式

下面结合SBYL441-TM型铝用阳极碳素焙烧炉火道墙各部位用的免烧大砖对本发明进行更加详细说明。所用原料的理化指标应满足上表1中的要求。

1、火道墙上层用的砖体，尺寸为1176mm×910mm×110mm。

首先准确称量粒度2~10mm三级高铝矾土骨料（焦作产）45份，粒度180~240目的特级高铝矾土细粉（山西吕梁产）16份，粒度0.1~3mm的高纯合成莫来石料（山东淄博产）6份，粒度≤0.05mm，按α-AL₂O₃:ρ-AL₂O₃=1:1.15复配的活性氧化铝粉2.5份，粒度10~40目的蓝晶石粉（河北产）4.6份，在混砂机内预混合，然后再称量纯铝酸钙水泥0.5份，聚磷酸盐减水剂0.05份，R-型高效减水剂（武汉产）0.01份，加水.0.38份，放入高效混砂机中混合均匀成浇注料；组装模具，将配制好的浇注料在振动台上振动浇注成型，在环境温度18~40℃、相对湿度80~95%的条件下养护15天，即可得到火道墙上层用的砖体成品。

2、火道墙中间层用的砖体，尺寸为1322mm×1092mm×110mm。

首先准确称量粒度2~10mm三级高铝矾土骨料（焦作产）51份，粒度180~240目的特级高铝矾土细粉（山西吕梁产）21份，粒度0.1~3mm的高纯合成莫来石料（山东淄博产）11份，粒度≤0.05mm，按α-AL₂O₃:ρ-AL₂O₃=1:1.15复配的活性氧化铝粉5份，粒度10~40目的蓝晶石粉（河北产）7份，在混砂机内预混合，然后再称量纯铝酸钙水泥2份，聚磷酸盐减水剂0.1份，R-型高效减水剂（武汉产）0.1份，加水.0.45份，放入高效混砂机中混合均匀成浇注料；组装模具，将配制好的浇注料在振动台上振动浇注成型，在环境温度18~40℃、相对湿度80~95%的条件下养护15天，即可得到火道墙中间层用的砖体成品。

3、火道墙下层部位用的砖体，尺寸为1176mm×910mm×110mm。

首先准确称量粒度2~10mm三级高铝矾土骨料（焦作产）58份，粒度180~240目的特级高铝矾土细粉（山西吕梁产）26份，粒度0.1~3mm的高纯合成莫来石料（山东淄博产）18份，粒度≤0.05mm，按α-AL₂O₃:ρ-AL₂O₃=1:1.15复配的活性氧化铝粉8份，粒度10~40目的蓝晶石粉（河北产）9.6份，在混砂机内预混合，然后再称量纯铝酸钙水泥3份，偏磷酸盐减水剂0.2份，R-型高效减水剂（武汉产）0.15份，加水.0.62份，放入高效混砂机中混合均匀成浇注料；组装模具，将配制好的浇注料在振动台上振动浇注成型，在环境温度18~40℃、相对湿度80~95%的条件下养护15天，即可得到火道墙下层部位用的砖体成品。

各部位的砖体全部制作好后，可采用现场吊装组合安装筑炉的方式进行火道墙砌筑，一般情况下，12h以内即可砌筑完成，满足了碳素焙烧炉多室连续循环作业的需要。

Claims (3)

1.一种铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖，其特征在于：它是由原料三级高铝矾土熟料、特级高铝矾土熟料、高纯合成莫来石料、活性氧化铝粉、蓝晶石粉、纯铝酸钙水泥、减水剂和水按下述重量份配比混合均匀后浇注振动成型：

粒度2~10mm三级高铝矾土骨料45~58份，

粒度180~240目的特级高铝矾土细粉16~26份，

粒度0.1~3mm的高纯合成莫来石料6~18份，

α和ρ型复配的活性氧化铝粉2.5~8.0份，

粒度10~40目的蓝晶石粉4.6~9.6份，

纯铝酸钙水泥0.5~3份，

减水剂0.06~0.35份，

水.0.38~0.62份。

2.根据权利要求1所述的铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖，其特征在于：所述复配的活性氧化铝粉中，α-AL₂O₃:ρ-AL₂O₃=1.15:1，粒度≤0.05um。

3.根据权利要求1所述的铝用阳极碳素焙烧炉火道墙免烧预制大砖，其特征在于：所述减水剂中包括磷酸盐类减水剂0.05~0.2份，R-型减水剂0.01~0.15份。