CN105236997A - 一种低成本高铝耐火砖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种低成本高铝耐火砖的制备方法，原料由粉料和结合剂组成，粉料组成为：电熔棕刚玉颗粒：43-53份、电熔棕刚玉细粉：20-30份、氧化铝微粉：8-12份、高铝耐火熟料粉料12-20份、广西白泥：2-3份，85%的磷酸溶液占粉料重5-8%；高铝耐火熟料，是破碎后高铝耐火砖，颗粒为3-1mm、1-0mm粒度之间，将上述原料中电熔棕刚玉颗粒、高铝耐火熟料粉料按混合在搅拌均匀；添加结合剂搅拌均匀，添加电熔棕刚玉细粉、氧化铝微粉和广西白泥继续混炼直至均匀成团；在胎具压力成型；1380-1430℃烧成，时间4-6小时。本发明在具有现有技术的超强抗渗透高铝砖的主要特点基础上，通过使用高铝耐火熟料，降低了成本，提高了合格率。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料领域技术，尤其涉及一种低成本高铝耐火砖的制备方法，可用于高温窑炉，具有超强抗渗透性。
背景技术
目前，用户在选择铝液处理过程中涉及的铝熔炼炉、保温炉、均化炉等内衬耐火材料时，一直非常关注耐火材料的常规性能，对铝液渗透性很少注意，结果在使用过程中，常规性能非常优异的耐火材料常常会被铝熔体渗透侵蚀的情况，不仅导致耐火材料使用寿命低，耗时耗力，而且还污染了铝液，降低了铝液质量。现铝熔炼炉等普遍使用的普通高铝砖气孔率大，强度不高，铝液易与其反应粘连，抗渗透性能差，极易造成耐火材料的渗透剥落。
中国专利201410050088.8介绍了一种超强抗渗透高铝砖，Al2O3含量≧88%，原始料由电熔棕刚玉、氧化铝微粉、特级广西白泥、外加结合剂组成，其原料含量为电熔棕刚玉颗粒：50-63份、电熔棕刚玉细粉：35-25份、氧化铝微粉：10-15份、特级广西白泥：2-3份、结合剂占电熔棕刚玉、氧化铝微粉、特级广西白泥总重量的比例为：6-8份，将上述原料中电熔棕刚玉颗粒按所述配比混合在一起，搅拌均匀；先将预混的颗粒料按所述重量份配比，添加结合剂搅拌均匀，然后按所述重量份比例添加电熔棕刚玉细粉继续混炼直至均匀成团；将混炼后熟料按重量要求称量好倒入胎具中在630吨压力下机压成型；将成型后的超强抗渗透高铝砖放入隧道窑中进行烧结，烧结温度为1400℃，时间约为4～6小时。
但是，该耐火砖存在着烧结时膨胀性大，合格率较低等问题，技术上需要进一步降低成本，提高合格率。而且，原料也无法得到利用，影响了经济效益。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提出一种低成本高铝耐火砖的制备方法，在具有现有技术的超强抗渗透高铝砖的主要特点基础上，通过使用高铝耐火熟料，降低了成本，提高了合格率。
本发明采用的技术方案是：一种低成本高铝耐火砖的制备方法，低成本高铝耐火砖的原料由粉料和结合剂组成，粉料质量组成为：电熔棕刚玉颗粒：43-53份、电熔棕刚玉细粉：20-30份、氧化铝微粉：8-12份、高铝耐火熟料粉料12-20份、广西白泥：2-3份，结合剂占粉料总重量的5-8%，其中，结合剂为浓度为85%的磷酸溶液；制备包括如下过程：
第一步、预混：将电熔棕刚玉颗粒和高铝耐火熟料按所述配比混合在一起，搅拌均匀；
第二步、混炼：先将预混的颗粒料按所述重量份配比，添加结合剂搅拌均匀，然后按所述重量份比例添加电熔棕刚玉细粉、氧化铝微粉和广西白泥继续混炼直至均匀成团；
第三步、成型：将混炼后熟料按重量要求称量好倒入胎具中在630吨压力下机压成型；
第四部、烧成：将成型后的超强抗渗透高铝砖放入隧道窑中进行烧结，烧结温度为1380~1430℃，时间为4～6小时，即得到低成本高铝耐火砖。
具体的，所述电熔棕刚玉颗粒为3-1mm、1-0mm粒度之间，且3-1mm粒度：1-0mm粒度的重量比例为1：（1.5~3）。
具体的，所述电熔棕刚玉细粉为200目的粒度。
所述氧化铝微粉粒度为≤5μm。
所述广西白泥粒度为200目。
所述电熔棕刚玉颗粒和电熔棕刚玉细粉中Al2O3≥94%；Fe2O3≤0.5%。
所述的高铝耐火熟料粉料，是指破碎后的烧结过的废低成本高铝耐火砖，颗粒为3-1mm、1-0mm粒度之间，且3-1mm粒度：1-0mm粒度的重量比例为1：（1.5~3），高铝耐火熟料的加入能有效降低刚玉晶型转化的体积膨胀，减少高铝砖裂纹，提高成品率，节约能源。
所述高铝耐火熟料，也可以是破碎后的烧结过的下列组分高铝砖的筛下料，颗粒为3-1mm、1-0mm粒度之间，且3-1mm粒度：1-0mm粒度的重量比例为1：（1.5~3）：电熔棕刚玉颗粒：50-63份、电熔棕刚玉细粉：25-35份、氧化铝微粉：10-15份、广西白泥：2-3份，结合剂占粉料总重量的6-8%，其中，结合剂为浓度为85%的磷酸溶液。这种高铝砖也即中国专利201410050088.8介绍的超强抗渗透高铝砖。
本专利未明确说明的组成或者成分，均为质量组成或者组分。
本发明的有益效果是：
本发明的一种低成本高铝耐火砖的制备方法，在具有现有技术的超强抗渗透高铝砖的主要特点基础上，通过使用高铝耐火熟料，降低了成本，提高了合格率。
本发明制备的低成本高铝耐火砖理化性能如下表1。
表1
具体实施方式：
参照以下实施例可以对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1：
一种低成本高铝耐火砖的制备方法，其原料按下述重量份配比：
(1)、电熔棕刚玉颗粒：51份，其中颗粒粒径为1-0mm的电熔棕刚玉与颗粒粒径为3-1mm的电熔棕刚玉的重量比例为1:2；
(2)、电熔棕刚玉细粉200目：26份；
(3)、高铝耐火熟料粉料：16份；
(4)、氧化铝微粉≤5微米：8份；
(5)、广西白泥200目：2份；
(6)结合剂85%浓度溶液7份。
预混：将上述原料中电熔棕刚玉颗粒、高铝耐火熟料粉料按所述配比混合在一起，搅拌均匀；
混炼：先将预混的颗粒料按所述重量份配比，添加特殊结合剂85%浓度溶液搅拌均匀，然后按所述重量份比例添加电熔棕刚玉细粉、氧化铝微粉和广西白泥继续混炼直至均匀成团；
成型：将混炼后熟料按每块低成本高铝耐火砖的制备方法固定重量称量好倒入胎具中在630吨压力下成型；
烧成：将成型后的低成本高铝耐火砖的制备方法放入隧道窑中，1380℃烧成，时间6小时。
实施例2
一种低成本高铝耐火砖的制备方法，其原料按下述重量份配比：
(1)、电熔棕刚玉颗粒：53份；其中颗粒粒径为1-0mm的电熔棕刚玉与颗粒粒径为3-1mm的电熔棕刚玉的重量比例为1:2.5；
(2)、电熔棕刚玉细粉200目：20份；
(3)、高铝耐火熟料粉料：16份；
(4)、氧化铝微粉≤5微米：12份；
(5)、广西白泥200目：3份；
结合剂6份。
制造工艺与实施例1相同，烧结温度1420℃烧成时间为5小时。
实施例3
一种低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征在于其原料按下述重量份配比：
(1)、电熔棕刚玉颗粒：43份，其中颗粒粒径为1-0mm的电熔棕刚玉与颗粒粒径为3-1mm的电熔棕刚玉的重量比例为1:3；
(2)、电熔棕刚玉细粉200目：30份；
(3)、高铝耐火熟料粉料：20份；
(4)、氧化铝微粉≤5微米：10份；
(5)、广西白泥200目：2.5份；
(6)、结合剂8份。
制造工艺与实施例1相同，但是烧结温度为1430℃烧成时间为4小时。
实施例4
一种低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征在于其原料按下述重量份配比：
(1)、电熔棕刚玉颗粒：45份，其中颗粒粒径为1-0mm的电熔棕刚玉与颗粒粒径为3-1mm的电熔棕刚玉的重量比例为1:1.8；
(2)、电熔棕刚玉细粉200目：28份；
(3)、高铝耐火熟料粉料：14份；
(4)、氧化铝微粉≤5微米：8份；
(5)、广西白泥200目：2份；
(6)、结合剂8份。
制造工艺与实施例1相同，烧成时间为4小时。
对比例1
一种高铝砖，其原料按下述重量份配比：
(1)、电熔棕刚玉颗粒：58份，其中颗粒粒径为1-0mm的电熔棕刚玉与颗粒粒径为3-1mm的电熔棕刚玉的重量比例为1:2；
(2)、电熔棕刚玉细粉200目：30份；
(3)、氧化铝微粉≤5微米：10份；
(4)、广西白泥200目：2份；
85%的磷酸溶液7份。
高铝砖的制造工艺为：
预混：将上述原料中电熔棕刚玉颗粒按所述配比混合在一起，搅拌均匀；
混炼：先将预混的颗粒料按所述重量份配比，添加结合剂85%浓度溶液搅拌均匀，然后按所述重量份比例添加电熔棕刚玉细粉、氧化铝微粉、广西白泥继续混炼直至均匀成团；
成型：将混炼后熟料按每块高铝砖固定重量称量好倒入胎具中在630吨压力下成型；
烧成：将成型后的高铝砖放入隧道窑中，1420℃烧成，时间4h。
对比例2
实施例4
一种高铝砖，其原料按下述重量份配比：
(1) 电熔棕刚玉颗粒：55份；其中颗粒粒径为1-0mm的电熔棕刚玉与颗粒粒径为3-1mm的电熔棕刚玉的重量比例为1:2；
(2) 电熔棕刚玉细粉200目：25份；
(3) 氧化铝微粉≤5微米：27份；
(4) 广西白泥200目：3份；
特85%的磷酸溶液8份。
制造工艺与对比例1相同，1400℃烧成时间为6h。
数据对比见表2。
表2
| 指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 |
| 体密（g/cm3） | 3.28 | 3.27 | 3.28 | 3.28 | 3.28 | 3.28 |
| 显气孔率% | 14.5 | 14.2 | 13.7 | 14.1 | 13.9 | 14.1 |
| 常温耐压强度MPa | 118 | 122 | 127 | 121 | 128 | 132 |
| 裂纹率，% | 3.2 | 3.5 | 4.1 | 3.5 | 5.5 | 5.1 |
| 成品率，% | 95.3 | 94.7 | 94.5 | 94.8 | 91.8 | 91.5 |
Claims (7)
1.一种低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征是：，低成本高铝耐火砖的原料由粉料和结合剂组成，粉料质量组成为：电熔棕刚玉颗粒：43-53份、电熔棕刚玉细粉：20-30份、氧化铝微粉：8-12份、高铝耐火熟料粉料12-20份、广西白泥：2-3份，结合剂占粉料总重量的5-8%，其中，结合剂为浓度为85%的磷酸溶液；
高铝耐火熟料粉料，是指破碎后的烧结过的废低成本高铝耐火砖，颗粒为3-1mm、1-0mm粒度之间，且3-1mm粒度：1-0mm粒度的重量比例为1：（1.5~3）；
或者高铝耐火熟料是破碎后的烧结过的下列组分高铝砖的筛下料，颗粒为3-1mm、1-0mm粒度之间，且3-1mm粒度：1-0mm粒度的重量比例为1：（1.5~3）：电熔棕刚玉颗粒：50-63份、电熔棕刚玉细粉：25-35份、氧化铝微粉：10-15份、广西白泥：2-3份，结合剂占粉料总重量的6-8%，其中，结合剂为浓度为85%的磷酸溶液；
制备包括如下过程：
第一步、预混：将电熔棕刚玉颗粒和高铝耐火熟料按所述配比混合在一起，搅拌均匀；
第二步、混炼：先将预混的颗粒料按所述重量份配比，添加结合剂搅拌均匀，然后按所述重量份比例添加电熔棕刚玉细粉、氧化铝微粉和广西白泥继续混炼直至均匀成团；
第三步、成型：将混炼后熟料按重量要求称量好倒入胎具中在630吨压力下机压成型；
第四部、烧成：将成型后的超强抗渗透高铝砖放入隧道窑中进行烧结，烧结温度为1380~1430℃，时间为4～6小时，即得到低成本高铝耐火砖。
2.一种低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征是：所述的：Al2O3含量≧88%，由粉料和结合剂组成，粉料质量组成为：电熔棕刚玉颗粒：43-53份、电熔棕刚玉细粉：20-30份、氧化铝微粉：8-12份、高铝耐火熟料粉料12-20份、广西白泥：2-3份，结合剂占粉料总重量的5-8%，其中，结合剂为浓度为85%的磷酸溶液；高铝耐火熟料是破碎后的烧结过的下列组分高铝砖的筛下料，颗粒为3-1mm、1-0mm粒度之间，且3-1mm粒度：1-0mm粒度的重量比例为1：（1.5~3）：电熔棕刚玉颗粒：50-63份、电熔棕刚玉细粉：25-35份、氧化铝微粉：10-15份、广西白泥：2-3份，结合剂占粉料总重量的6-8%，其中，结合剂为浓度为85%的磷酸溶液。
3.根据权利要求1或2任一项所述低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征是：所述的所述电熔棕刚玉颗粒为3-1mm、1-0mm粒度之间，且3-1mm粒度：1-0mm粒度的重量比例为1：（1.5~3）。
4.根据权利要求1或2任一项所述低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征是：所述的电熔棕刚玉细粉为200目的粒度。
5.根据权利要求1或2任一项所述低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征是：所述的氧化铝微粉粒度为≤5μm。
6.根据权利要求1或2任一项所述低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征是：所述的广西白泥粒度为200目。
7.根据权利要求1或2任一项所述低成本高铝耐火砖的制备方法，其特征是：所述的电熔棕刚玉颗粒和电熔棕刚玉细粉中Al2O3≥94%；Fe2O3≤0.5%。
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