CN107840674A - 一种高热震耐磨滑轨砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高热震耐磨滑轨砖及其制备方法，该滑轨砖包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒10~50%、板状刚玉颗粒10~40%、红柱石5~15%、锆莫来石5~15%、莫来石细粉5~15%、板状刚玉细粉15~35%、氧化铬3~5%、超微粉1~20%、纯铝酸钙水泥4~10%、分散剂0.1~0.3%；莫来石颗粒：8‑5mm 25~80%；5‑3mm 20~75%；板状刚玉颗粒：6‑3mm 20~55%；3‑1mm 10~50%；1‑0.1mm 20~40%；红柱石：3‑1mm 25~50%；1‑0.1mm 50~75%。该滑轨砖具有较高耐磨性和抗热震性，可延长其在间歇式加热炉中的使用寿命。

Description

一种高热震耐磨滑轨砖及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种高热震耐磨滑轨砖，以及该高热震耐磨滑轨砖的制备方法。
背景技术
对于间歇式加热炉，一般是早上点火使用，晚上熄火停产，每天停炉6小时。炉子使用时最高温度1300℃，点火前的最低温度在500℃左右，炉温波动幅度很大，使用条件苛刻。炉内两侧一般采用刚玉质、铬刚玉质的滑轨砖，但其使用寿命都不超过1个月，主要现象是滑轨砖断裂。
综合分析得出：上述两种材质的滑轨砖虽然都具有很高的耐磨性能，但是其抗热震性差，因此在温度波动大的条件下使用效果不好，严重影响了加热炉的正常运转，消耗大量的人力和财力维修。
因此，亟需开发一种新的滑轨砖，能够在保证耐磨性能的基础上，具有较高的抗热震性，以适应炉温波动大的使用条件，从而提高使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种高热震耐磨滑轨砖，以及该高热震耐磨滑轨砖的制备方法。通过选择合理的浇注料原料及各组份含量，能够在不降低滑轨砖耐磨性的基础上，提高其抗热震性。
本发明的第一方面提供了一种高热震耐磨滑轨砖，包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒10~50%、板状刚玉颗粒 10~40%、红柱石5~15%、锆莫来石5~15%、莫来石细粉5~15%、板状刚玉细粉15~35%、氧化铬3~5%、超微粉1~20%、纯铝酸钙水泥4~10%、分散剂0.1~0.3%；
所述莫来石颗粒由两种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占莫来石颗粒的重量百分比为：8-5mm 25~80%；5-3mm 20~75%；
所述板状刚玉颗粒由三种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占板状刚玉颗粒的重量百分比为：6-3mm 20~55%；3-1mm 10~50%；1-0.1mm 20~40%；
所述红柱石由两种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占红柱石的重量百分比为：3-1mm25~50%；1-0.1mm 50~75%。
优选情况下，所述高热震耐磨滑轨砖包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒15~35%、板状刚玉颗粒 10~25%、红柱石6~10%、锆莫来石6~12%、莫来石细粉8~12%、板状刚玉细粉15~20%、氧化铬4~5%、超微粉1~15%、纯铝酸钙水泥5~10%、分散剂0.15~0.3%；
所述莫来石颗粒由两种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占莫来石颗粒的重量百分比为：8-5mm 35~70%；5-3mm 30~65%；
所述板状刚玉颗粒由三种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占板状刚玉颗粒的重量百分比为：6-3mm 25~50%；3-1mm 25~45%；1-0.1mm 20~35%；
所述红柱石由两种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占红柱石的重量百分比为：3-1mm25~40%；1-0.1mm 60~75%。
根据本发明，为了保证滑轨砖中的Zr含量，所述锆莫来石中ZrO2的含量优选为25%~35%，锆莫来石的粒度＜1mm。
根据本发明，所述莫来石细粉的粒度为160-200目，优选为180目。
根据本发明，所述板状刚玉细粉的粒度为300-350目，优选为325目。
根据本发明，所述氧化铬的粒度为300-350目，优选为325目。
本发明中，超微粉主要起凝聚作用，其可以为本领域的常规选择，优选情况下，所述超微粉为煅烧氧化铝和活性氧化铝的混合物，所述活性氧化铝的粒度＜1μm，所述煅烧氧化铝的粒度为2-5μm，煅烧氧化铝和活性氧化铝的质量比为1︰15~3︰1，优选为1︰3~1︰1。
根据本发明，所述分散剂可选自本领域常规使用的分散剂，优选为FS10和/或FF26。
本发明的第二方面提供了一种高热震耐磨滑轨砖的制备方法，包括以下步骤：
1）按照上述的高热震耐磨滑轨砖的组分进行加料，混合均匀，得到浇注料；
2）将浇注料加水湿混并搅拌均匀，水的加入量为浇注料总质量的4~5%；
3）将步骤2）得到的混合物料放入模具，振动成型。
根据本发明，步骤1）中，采用强制式搅拌机或行星式搅拌机进行混料，加料顺序为先加入骨料混合，再加入粉料混合。
本发明中，所述浇注料在使用时，需要现场加水湿混，所采用的水为清洁水，加水后搅拌的时间不低于3分钟。
根据本发明，步骤3）中，振动时间以混合物料表面泛浆为准。
与现有技术相比，本发明的有益点在于：
1、本发明根据间歇式加热炉的实际工况条件，合理的选择设计耐磨滑轨砖的原料及组份，在采用热震稳定性较好的板状钢玉、莫来石、红柱石、氧化铬、锆莫来石的基础上，通过超微粉的凝聚作用和纯铝酸钙水泥的水合作用等，制造出高温强度大、耐磨性好、热震稳定性优异的铬锆刚玉质耐磨滑轨砖。
2、本发明通过选择合适粒径的骨料配合使用，能够有效的提高滑轨砖的耐磨性和抗热震性，更好的满足间歇式加热炉冷热频繁交换的使用条件，提高其使用寿命。
3、本发明的制备方法简便，工艺操作简单易行。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在以下实施例和对比例中：
采用的锆莫来石中ZrO2的含量为30%，锆莫来石的粒度＜1mm；
莫来石细粉的粒度为180目；
板状刚玉细粉的粒度为325目；
氧化铬的粒度为325目；
超微粉为粒度＜1μm的活性氧化铝和粒度为2-5μm的煅烧氧化铝的混合物，其中煅烧氧化铝和活性氧化铝的质量比为1︰3；
分散剂为FS10。
实施例1
本实施例用于说明本发明的高热震耐磨滑轨砖及其制备方法。
该高热震耐磨滑轨砖包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒25%、板状刚玉颗粒15%、红柱石8%、锆莫来石8%、莫来石细粉9%、板状刚玉细粉16%、氧化铬4%、超微粉9.7%、纯铝酸钙水泥5%、分散剂0.3%；其中，所述莫来石颗粒中各颗粒的重量百分比为：8-5mm的颗粒60%、5-3mm的颗粒40%；所述板状刚玉颗粒中各颗粒的重量百分比为：6-3mm的颗粒30%、3-1mm的颗粒25%、1-0.1mm的颗粒45%；所述红柱石中各颗粒的重量百分比为：3-1mm的颗粒35%、1-0.1mm的颗粒65%。
制备方法包括以下步骤：
1）采用强制式搅拌机将上述物料进行混合，加料顺序为先加入骨料莫来石颗粒、板状刚玉颗粒、红柱石和锆莫来石，再加入粉料莫来石细粉、板状刚玉细粉、氧化铬、超微粉、纯铝酸钙水泥和分散剂，混合均匀，得到浇注料；
2）将浇注料加水湿混并搅拌均匀，水的加入量为浇注料总质量的5%，搅拌时间为10分钟；
3）将步骤2）得到的混合物料放入模具，振动成型，振动至混合物料表面泛浆为准。
实施例2
本实施例用于说明本发明的高热震耐磨滑轨砖及其制备方法。
该高热震耐磨滑轨砖包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒18%、板状刚玉颗粒15%、红柱石10%、锆莫来石10%、莫来石细粉12%、板状刚玉细粉15%、氧化铬4%、超微粉5.8%、纯铝酸钙水泥10%、分散剂0.2%；所述莫来石颗粒中各颗粒的重量百分比为：8-5mm的颗粒35%、5-3mm的颗粒65%；所述板状刚玉颗粒中各颗粒的重量百分比为：6-3mm的颗粒35%、3-1mm的颗粒30%、1-0.1mm的颗粒35%；所述红柱石中各颗粒的重量百分比为：3-1mm的颗粒25%、1-0.1mm的颗粒75%。
制备方法包括以下步骤：
1）采用强制式搅拌机将上述物料进行混合，加料顺序为先加入骨料莫来石颗粒、板状刚玉颗粒、红柱石和锆莫来石，再加入粉料莫来石细粉、板状刚玉细粉、氧化铬、超微粉、纯铝酸钙水泥和分散剂，混合均匀，得到浇注料；
2）将浇注料加水湿混并搅拌均匀，水的加入量为浇注料总质量的4%，搅拌时间为10分钟；
3）将步骤2）得到的混合物料放入模具，振动成型，振动至混合物料表面泛浆为准。
实施例3
本实施例用于说明本发明的高热震耐磨滑轨砖及其制备方法。
该高热震耐磨滑轨砖包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒30%、板状刚玉颗粒15%、红柱石8%、锆莫来石7%、莫来石细粉9%、板状刚玉细粉15%、氧化铬5%、超微粉5.7%、纯铝酸钙水泥5%、分散剂0.3%；所述莫来石颗粒中各颗粒的重量百分比为：8-5mm的颗粒40%、5-3mm的颗粒60%；所述板状刚玉颗粒中各颗粒的重量百分比为：6-3mm的颗粒45%、3-1mm的颗粒35%、1-0.1mm的颗粒20%；所述红柱石中各颗粒的重量百分比为：3-1mm的颗粒40%、1-0.1mm的颗粒60%。
制备方法包括以下步骤：
1）采用强制式搅拌机将上述物料进行混合，加料顺序为先加入骨料莫来石颗粒、板状刚玉颗粒、红柱石和锆莫来石，再加入粉料莫来石细粉、板状刚玉细粉、氧化铬、超微粉、纯铝酸钙水泥和分散剂，混合均匀，得到浇注料；
2）将浇注料加水湿混并搅拌均匀，水的加入量为浇注料总质量的5%，搅拌时间为10分钟；
3）将步骤2）得到的混合物料放入模具，振动成型，振动至混合物料表面泛浆为准。
对比例1
本对比例的滑轨砖包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒33%、板状刚玉颗粒15%、红柱石8%、莫来石细粉9%、板状刚玉细粉16%、氧化铬4%、超微粉9.7%、纯铝酸钙水泥5%、分散剂0.3%；其中，所述莫来石颗粒中各颗粒的重量百分比为：8-5mm的颗粒60%、5-3mm的颗粒40%；所述板状刚玉颗粒中各颗粒的重量百分比为：6-3mm的颗粒30%、3-1mm的颗粒25%、1-0.1mm的颗粒45%；所述红柱石中各颗粒的重量百分比为：3-1mm的颗粒35%、1-0.1mm的颗粒65%。
制备方法包括以下步骤：
1）采用强制式搅拌机将上述物料进行混合，加料顺序为先加入骨料莫来石颗粒、板状刚玉颗粒和红柱石，再加入粉料莫来石细粉、板状刚玉细粉、氧化铬、超微粉、纯铝酸钙水泥和分散剂，混合均匀，得到浇注料；
2）将浇注料加水湿混并搅拌均匀，水的加入量为浇注料总质量的5%，搅拌时间为10分钟；
3）将步骤2）得到的混合物料放入模具，振动成型，振动至混合物料表面泛浆为准。
对比例2
本对比例的滑轨砖包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒25%、板状刚玉颗粒15%、红柱石8%、锆莫来石8%、莫来石细粉9%、板状刚玉细粉16%、氧化铬4%、超微粉9.7%、纯铝酸钙水泥5%、分散剂0.3%；其中，所述莫来石颗粒的粒度为5-3mm；所述板状刚玉颗粒中各颗粒的重量百分比为：6-3mm的颗粒55%、3-1mm的颗粒45%；所述红柱石的粒度为3-1mm。
制备方法包括以下步骤：
1）采用强制式搅拌机将上述物料进行混合，加料顺序为先加入骨料莫来石颗粒、板状刚玉颗粒、红柱石和锆莫来石，再加入粉料莫来石细粉、板状刚玉细粉、氧化铬、超微粉、纯铝酸钙水泥和分散剂，混合均匀，得到浇注料；
2）将浇注料加水湿混并搅拌均匀，水的加入量为浇注料总质量的5%，搅拌时间为10分钟；
3）将步骤2）得到的混合物料放入模具，振动成型，振动至混合物料表面泛浆为准。
按照相关标准检测上述实施例和对比例制得的滑轨砖的性能，结果如表1所示。
表1
由表1的数据可知，与不加入锆莫来石的对比例1，以及未加入合适粒径配比的对比例2相比，本发明实施例1-3制得的滑轨砖具有较高的强度，能够满足加热炉对耐火材料的强度要求，更重要的是，本发明滑轨砖的抗热震性能优异，耐磨性能好，可以保证温度波动较大的加热炉的长期使用。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种高热震耐磨滑轨砖，其特征在于，包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒10~50%、板状刚玉颗粒 10~40%、红柱石5~15%、锆莫来石5~15%、莫来石细粉5~15%、板状刚玉细粉15~35%、氧化铬3~5%、超微粉1~20%、纯铝酸钙水泥4~10%、分散剂0.1~0.3%；
所述莫来石颗粒由两种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占莫来石颗粒的重量百分比为：8-5mm 25~80%；5-3mm 20~75%；
所述板状刚玉颗粒由三种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占板状刚玉颗粒的重量百分比为：6-3mm 20~55%；3-1mm 10~50%；1-0.1mm 20~40%；
所述红柱石由两种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占红柱石的重量百分比为：3-1mm25~50%；1-0.1mm50~75%。
2.根据权利要求1所述的高热震耐磨滑轨砖，其特征在于，包含按重量百分数计的以下组分：莫来石颗粒15~35%、板状刚玉颗粒 10~25%、红柱石6~10%、锆莫来石6~12%、莫来石细粉8~12%、板状刚玉细粉15~20%、氧化铬4~5%、超微粉1~15%、纯铝酸钙水泥5~10%、分散剂0.15~0.3%；
所述莫来石颗粒由两种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占莫来石颗粒的重量百分比为：8-5mm 35~70%；5-3mm 30~65%；
所述板状刚玉颗粒由三种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占板状刚玉颗粒的重量百分比为：6-3mm 25~50%；3-1mm 25~45%；1-0.1mm 20~35%；
所述红柱石由两种颗粒级配构成，各颗粒级的粒度及占红柱石的重量百分比为：3-1mm25~40%；1-0.1mm 60~75%。
3.根据权利要求1或2所述的高热震耐磨滑轨砖，其特征在于：所述锆莫来石中ZrO2的含量为25%~35%，锆莫来石的粒度＜1mm。
4.根据权利要求1或2所述的高热震耐磨滑轨砖，其特征在于：所述莫来石细粉的粒度为160-200目。
5.根据权利要求1或2所述的高热震耐磨滑轨砖，其特征在于：所述板状刚玉细粉的粒度为300-350目。
6.根据权利要求1或2所述的高热震耐磨滑轨砖，其特征在于：所述氧化铬的粒度为300-350目。
7.根据权利要求1或2所述的高热震耐磨滑轨砖，其特征在于：所述超微粉为煅烧氧化铝和活性氧化铝，所述活性氧化铝的粒度＜1μm，所述煅烧氧化铝的粒度为2-5μm，所述煅烧氧化铝和活性氧化铝的质量比为1︰15~3︰1。
8.根据权利要求1或2所述的高热震耐磨滑轨砖，其特征在于：所述分散剂为FS10和/或FF26。
9.一种高热震耐磨滑轨砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照权利要求1-8中任意一项所述的高热震耐磨滑轨砖的组分进行加料，混合均匀，得到浇注料；
2）将浇注料加水湿混并搅拌均匀，水的加入量为浇注料总质量的4~5%；
3）将步骤2）得到的混合物料放入模具，振动成型。
10.根据权利要求9所述的高热震耐磨滑轨砖的制备方法，其特征在于：步骤1）中，采用强制式搅拌机或行星式搅拌机进行混料。
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