CN105272289B - 一种炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖，属耐火材料领域。本发明以煅烧硅石料，粒度为1‑2.36mm 25‑35%，粒度为0.5‑1mm 15‑25%，粒度为0.2‑0.5mm 13‑23%，粒度为0.075‑0.1mm 20‑30%，粒度为0‑0.045mm 5‑10%为主要原料，外加助烧剂4‑8%，复合外加剂1‑2%，增强剂1‑2%，结合剂2‑6%。本发明采用煅烧硅石，纯度高，烧结过程中原料已经部分进行了由石英向鳞石英与方石英转化，外加矿化剂少，产品SiO₂含量高，产品高温性能优越，提高了产品致密度和成品率，抗侵蚀性强，大大提高了炭素煅烧炉的使用寿命。

Description

一种炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖

技术领域

本发明涉及一种炭素煅烧炉用耐火材料，具体是一种炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖。

背景技术

近年来炭素煅烧炉优质石油焦原料日益减少，原料品位的降低，硫、钒、钙等杂质成分高，生产厂家为了降低生产成本，高硫焦原料使用比例增加，使炭素煅烧炉的工况条件更加苛刻，炉内高浓度的硫、钒、等杂质与硅砖中的钙、铁等矿化剂生成低熔物，炉衬硅砖受侵蚀十分严重，窑炉寿命由原来的7-8年降低为目前的2-3年。目前炭素煅烧炉用硅砖普遍采用GZ-94、GZ-95普通硅砖，技术性能无法满足使用高硫含量石油焦原料煅烧炉，窑炉寿命及安全受到严重影响。

发明内容

为了克服炭素煅烧炉硅砖衬抗侵蚀性能，提升窑炉使用寿命，本发明提供了一种炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖，原料按重量百分比配比如下：

煅烧硅石料：

粒度为1-2.36mm 25-35%；

粒度为0.5-1mm 15-25%；

粒度为0.2-0.5mm 13-23%；

粒度为0.075-0.1mm 20-30%；

粒度为0-0.045mm 5-10%，

外加助烧剂4-8%，复合外加剂1-2%，增强剂1-2%，结合剂2-6%。

所述煅烧硅石料是以河南铁门硅石块料为原料，块料直径不大于150mm，经不低于1380℃煅烧，煅烧保温不低于10小时的硅石块料经破碎为各粒度原料。所述铁门硅石中SiO₂含量不低于97.5， Fe₂O₃含量≤0.50%，Al₂O₃含量≤0.5%，CaO≤0.4。该煅烧硅石料残余石英低，残余膨胀量小，能有效减少烧成缺陷。

所述助烧剂为SiO₂含量不低于94.5%二氧化硅微粉。加入硅微粉有利于提升烧成活性，有利于抗侵蚀硅砖高温烧结。

所述增强剂为固含量不低于30%的硅溶胶。

所述复合外加剂为：氢氧化钙粉、钾长石粉、粘土粉按重量百分比为3:1.5:1的比例混合的均匀混合物。

所述结合剂为纸浆，比重为1.18-1.25g/cm³，PH值为3-5。

作为上述方案的优选，所述氢氧化钙粉Ca（OH）2≥95%，粒度（180目）≥95%；

作为上述方案的优选，所述钾长石粉K₂O：10~15% ，Na₂O≤5%，粒度0.088mm≥95%；

作为上述方案的优选，所述粘土粉K₂O≤2% ，Na₂O≤0.5%, Al₂O₃：30%~40%,粒度0.088mm≥95%,灼减≤15%；

本发明还提供了一种炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将煅烧硅石料、增强剂加入湿碾机内，混合2分钟，然后加入助烧剂、复合外加剂混合3分钟后，加入结合剂混合碾压15-20分钟，混练至泥料均匀柔和即可出碾，成型造坯。

步骤二：将步骤一所获得的混合泥料在压力机上压制成定型砖坯，砖坯在100-150℃的温度下干燥至残余水分不超过0.8%。

步骤三：把步骤二获得的干燥砖坯装入窑炉在1380℃-1440℃，保温时间24-30小时条件下烧结为成品，冷却至常温即可制得抗侵蚀硅砖。

本发明具有以下突出优点及有益效果：

（1）优化了原料粒度组成，配比更加精确，减少了生产过程误差。

（2）主要原料煅烧硅石料经过高温热处理，原料已经部分进行了由石英向鳞石英与方石英转化，减少了烧结过程中残余膨胀，提高了产品致密度和成品率。

（3）由于增强剂及复合外加剂的引入，由于增强剂的纳米SiO₂颗粒与复合外加剂能够在炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖基质中形成较强的陶瓷结合，提高了砖体的耐磨性能。

（4）本发明原料配方使用的助烧剂中SiO₂能够填充在硅砖气孔中，改变砖体气孔形态，增强抗侵蚀性能。

（5）本发明采用煅烧硅石纯度高，烧结过程中引入杂质少，外加矿化剂少，产品SiO₂含量高，产品高温性能优越。

本发明所制得的炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖的理化性能指标与标准GB/T 2608-2001GZ-95型理化指标对比见下表：

具体实施方式

下面结合实施例对本专利作进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

实施例1

以重量百分计，加入组分的重量百分数分别为：煅烧硅石料，粒度为1-2.36mm28%，粒度为0.5-1mm21%，粒度为0.2-0.5mm18%，粒度为0.075-0.1mm24%，粒度为0-0.045mm9%，助烧剂4%，复合外加剂1.5%，增强剂2%，结合剂3.8%，将所述煅烧硅石料、增强剂加入湿碾机内，混合2分钟，然后加入助烧剂、复合外加剂混合3分钟后，加入结合剂混合碾压15分钟，混练至泥料均匀柔和即可出碾，然后在压力机上压制成定型砖坯，砖坯在100℃温度下干燥至残余水分0.6%，再将所得砖坯装入窑炉在1400℃下，保温25小时，烧结为成品，冷却至常温即可制得。

实施例2

以重量百分计，加入组分的重量百分数分别为：煅烧硅石料，粒度为1-2.36mm35%，粒度为0.5-1mm15%，粒度为0.2-0.5mm13%，粒度为0.075-0.1mm30%，粒度为0-0.045mm7%，助烧剂4%，复合外加剂2.0%，增强剂1.0%，结合剂4%，将所述煅烧硅石料、增强剂加入湿碾机内，混合2分钟，然后加入助烧剂、复合外加剂混合3分钟后，加入结合剂混合碾压20分钟，混练至泥料均匀柔和即可出碾，然后在压力机上压制成定型砖坯，砖坯在150℃温度下干燥至残余水分0.7%，再将所得砖坯装入窑炉在1380℃下，保温30小时，烧结为成品，冷却至常温即可制得。

实施例3

以重量百分计，加入组分的重量百分数分别为：煅烧硅石料，粒度为1-2.36mm25%，粒度为0.5-1mm25%，粒度为0.2-0.5mm23%，粒度为0.075-0.1mm20%，粒度为0-0.045mm7%，助烧剂8%，复合外加剂1.0%，增强剂1.2%，结合剂6.0%，将所述煅烧硅石料、增强剂加入湿碾机内，混合2分钟，然后加入助烧剂、复合外加剂混合3分钟后，加入结合剂混合碾压18分钟，混练至泥料均匀柔和即可出碾，然后在压力机上压制成定型砖坯，砖坯在120℃温度下干燥至残余水分0.8%，再将所得砖坯装入窑炉在1420℃下，保温28小时，烧结为成品，冷却至常温即可制得。

实施例4

以重量百分计，加入组分的重量百分数分别为：煅烧硅石料，粒度为1-2.36mm32%，粒度为0.5-1mm18%，粒度为0.2-0.5mm15%，粒度为0.075-0.1mm25%，粒度为0-0.045mm10%，助烧剂4%，复合外加剂1.9%，增强剂1.5%，结合剂4.5%，将所述煅烧硅石料、增强剂加入湿碾机内，混合2分钟，然后加入助烧剂、复合外加剂混合3分钟后，加入结合剂混合碾压20分钟，混练至泥料均匀柔和即可出碾，然后在压力机上压制成定型砖坯，砖坯在100℃温度下干燥至残余水分0.6%，再将所得砖坯装入窑炉在1440℃下，保温30小时，烧结为成品，冷却至常温即可制得。

Claims (1)

1.一种炭素煅烧炉用抗侵蚀硅砖的制备方法，原料按重量百分比配比如下：

煅烧硅石料：

粒度为1-2.36mm 25-35%；

粒度为0.5-1mm 15-25%；

粒度为0.2-0.5mm 13-23%；

粒度为0.075-0.1mm 20-30%；

粒度为0-0.045mm 5-10%；

外加助烧剂4-8%、复合外加剂1-2%、增强剂1-2%、结合剂2-6%；

所述助烧剂为SiO₂含量不低于94.5%的二氧化硅微粉；

所述复合外加剂为：氢氧化钙粉、钾长石粉、粘土粉按重量比为3:1.5:1的比例混合的均匀混合物，所述氢氧化钙粉中Ca(OH)₂≥95%，粒度180目≥95%；所述钾长石粉中K₂O：10~15%，Na₂O≤5%，粒度0.088mm≥95%；所述粘土粉中K₂O≤2%，Na₂O≤0.5%, Al₂O₃：30%~40%，粒度0.088mm≥95%，灼减≤15%；

所述增强剂为固含量不低于30%的硅溶胶；

所述结合剂为纸浆，比重为1.18-1.25g/cm³，pH值为3-5；

其特征在于包括如下步骤：

步骤一：将煅烧硅石料、增强剂加入湿碾机内，混合2分钟，然后加入助烧剂、复合外加剂混合3分钟后，加入结合剂混合碾压15-20分钟，混练至泥料均匀柔和即可出碾，成型造坯；

步骤二：将步骤一所获得的混合泥料在压力机上压制成定型砖坯，砖坯在100-150℃的温度下干燥至残余水分不超过0.8%；

步骤三：把步骤二获得的干燥砖坯装入窑炉在1380℃-1440℃，保温时间24-30小时条件下烧结为成品，冷却至常温即可制得抗侵蚀硅砖。