CN108484127A - 一种高温耐火砖及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高温耐火砖及制备方法，所述耐火砖包括如下组分：菱镁矿、石英粉、高铝矾土熟料、高粘凹凸棒石粘土、硅酸钙水泥、氧化铝、硅藻土、玻璃废渣、聚异氰脲酸酯泡沫塑料。制备方法包括：首先将各组分粉碎，然后按照顺序混炼，再经过成型、干燥、烧结，即得所述高温耐火砖。本发明所述耐火砖不仅具有较好的热稳定性、机械强度和耐磨性，还具有较好的抗震性，大大延长了耐火砖的使用寿命，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料加工技术领域，具体地，涉及一种高温耐火砖及制备方法。
背景技术
耐火砖为具有一定形状和尺寸的耐火材料。耐火砖按照尺寸可分为标准型砖、普通砖和特异型砖等，可作用于建筑窑炉、普通退火炉以及各种热工设备的高温建筑材料等，并且能够在高温下承受各种物理化学变化和机械作用。耐火砖作为高温耐火的材料，目前市场上的耐火砖大多为高温烧制的炉内用，并且不适合于具有恶劣环境的室外作业的高温炉，并且现有的耐火砖由于机械强度、耐磨性、抗震稳定性不理想，其使用寿命较短，不仅浪费了资源，更增加了成本。
因此，研究开发一种使用寿命长、各项性能指标的高强度、高温耐火砖是亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高温耐火砖及制备方法，所述耐火砖不仅具有较好的热稳定性、机械强度和耐磨性，还具有较好的抗震性，大大延长了耐火砖的使用寿命，具有较好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种高温耐火砖，包括如下重量份的各组分：菱镁矿35~46份、石英粉6~13份、高铝矾土熟料12~18份、高粘凹凸棒石粘土9~17份、硅酸钙水泥5~15份、氧化铝8~16份、硅藻土3~9份、玻璃废渣7~15份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料6~15份。
优选地，所述菱镁矿40份、石英粉10份、高铝矾土熟料16份、高粘凹凸棒石粘土15份、硅酸钙水泥12份、氧化铝13份、硅藻土7份、玻璃废渣12份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料9份。
优选地，所述菱镁矿38份、石英粉8份、高铝矾土熟料14份、高粘凹凸棒石粘土13份、硅酸钙水泥10份、氧化铝15份、硅藻土6份、玻璃废渣10份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料12份。
优选地，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、活化后的产物。
本发明还涉及一种制备高温耐火砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取菱镁矿、石英粉、高铝矾土熟料、氧化铝，分别粉碎，并过50~100目筛，混合均匀，备用；
（2）按照配比分别称取聚异氰脲酸酯泡沫塑料加入到混炼机中，混炼5~10min，然后向混炼机中加入配比量的玻璃废渣，混炼10~15min，然后再加入步骤（1）得到的混合物，继续混炼10~15min，再向混合物中加入配比量的硅酸盐水泥、高粘凹凸棒石粘土和硅藻土，混炼5~10min，得到混合物；
（3）将步骤（2）得到的混合物置于压砖机中压制成型，其中压砖机压力为450~520T，制得砖坯；
（4）将步骤（3）制备得到的砖坯置于烘干机中烘干，然后再于400~550℃条件下高温烧结1~2h，再升温至1300~1400℃条件下烧结2~3h，得到所述高温耐火砖。
优选地，所述步骤（2）中混炼温度为200~230℃。
优选地，所述步骤（2）中加入的高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括如下步骤：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至900℃~1000℃，然后恒温焙烧4~6h，自然冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
优选地，所述步骤（3）中干燥温度为130~150℃，干燥时间为1~2h。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的高温耐火砖，不仅具有较好的热稳定性、机械强度和耐磨性，还具有较好的抗震性，大大延长了耐火砖的使用寿命，具有较好的应用前景。
（2）本发明所述的高温耐火砖中添加有高粘凹凸棒石粘土，一方面其高粘特性，使得混合材料的粘结性能大大提高，进而使得砖体的强度大大增加，避免了常规砖体掉屑的状况，另一方面由于凹凸棒石粘土本身的特性，使得材料的具有耐高温、耐磨损的性能。
（3）本发明所述的高温耐火砖中添加有玻璃废渣，一方面提高了砖体各组分之间的粘结牢固性，另一方面实现了废弃物的再利用，降低了原料成本。
（4）本发明所述的高温耐火砖中添加有聚异氰脲酸酯泡沫塑料，由于其本身具有优异的耐烧蚀性能，将其加入砖体中后，使得砖体的耐高温、耐火性能大大提高，同时降低了耐火砖的重量，为运输和使用也提供了方便。
（5）本发明所述的高温耐火砖的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
本实施例涉及一种高温耐火砖及制备方法；
所述高温耐火砖由如下组分制备而成：
菱镁矿40份、石英粉10份、高铝矾土熟料16份、高粘凹凸棒石粘土15份、硅酸钙水泥12份、氧化铝13份、硅藻土7份、玻璃废渣12份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料9份。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、活化后的产物。一方面其高粘特性，使得混合材料的粘结性能大大提高，进而使得砖体的强度大大增加，避免了常规砖体掉屑的状况，另一方面由于凹凸棒石粘土本身的特性，使得材料的具有耐高温、耐磨损的性能。
本发明制备高温耐火砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取菱镁矿、石英粉、高铝矾土熟料、氧化铝，分别粉碎，并过50~100目筛，混合均匀，备用；
（2）按照配比分别称取聚异氰脲酸酯泡沫塑料加入到混炼机中，混炼10min，然后向混炼机中加入配比量的玻璃废渣，混炼10min，然后再加入步骤（1）得到的混合物，继续混炼15min，再向混合物中加入配比量的硅酸盐水泥、高粘凹凸棒石粘土和硅藻土，混炼10min，得到混合物；
（3）将步骤（2）得到的混合物置于压砖机中压制成型，其中压砖机压力为500T，制得砖坯；
（4）将步骤（3）制备得到的砖坯置于烘干机中烘干，然后再于500℃条件下高温烧结2h，再升温至1400℃条件下烧结3h，得到所述高温耐火砖。
其中，所述步骤（2）中混炼温度为220℃。
其中，所述步骤（2）中加入的高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括如下步骤：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至1000℃，然后恒温焙烧5h，自然冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
其中，所述步骤（3）中干燥温度为140℃，干燥时间为2h。
实施例2：
本实施例涉及一种高温耐火砖及制备方法；
所述高温耐火砖由如下组分制备而成：
菱镁矿38份、石英粉8份、高铝矾土熟料14份、高粘凹凸棒石粘土13份、硅酸钙水泥10份、氧化铝15份、硅藻土6份、玻璃废渣10份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料12份。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、活化后的产物。一方面其高粘特性，使得混合材料的粘结性能大大提高，进而使得砖体的强度大大增加，避免了常规砖体掉屑的状况，另一方面由于凹凸棒石粘土本身的特性，使得材料的具有耐高温、耐磨损的性能。
本发明制备高温耐火砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取菱镁矿、石英粉、高铝矾土熟料、氧化铝，分别粉碎，并过50~100目筛，混合均匀，备用；
（2）按照配比分别称取聚异氰脲酸酯泡沫塑料加入到混炼机中，混炼10min，然后向混炼机中加入配比量的玻璃废渣，混炼10min，然后再加入步骤（1）得到的混合物，继续混炼10min，再向混合物中加入配比量的硅酸盐水泥、高粘凹凸棒石粘土和硅藻土，混炼10min，得到混合物；
（3）将步骤（2）得到的混合物置于压砖机中压制成型，其中压砖机压力为490T，制得砖坯；
（4）将步骤（3）制备得到的砖坯置于烘干机中烘干，然后再于520℃条件下高温烧结2h，再升温至1400℃条件下烧结2h，得到所述高温耐火砖。
其中，所述步骤（2）中混炼温度为230℃。
其中，所述步骤（2）中加入的高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括如下步骤：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至1000℃，然后恒温焙烧5h，自然冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
其中，所述步骤（3）中干燥温度为140℃，干燥时间为2h。
实施例3：
本实施例涉及一种高温耐火砖及制备方法；
所述高温耐火砖由如下组分制备而成：
菱镁矿35份、石英粉6份、高铝矾土熟料12份、高粘凹凸棒石粘土9份、硅酸钙水泥5份、氧化铝8份、硅藻土3份、玻璃废渣7份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料6份。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、活化后的产物。一方面其高粘特性，使得混合材料的粘结性能大大提高，进而使得砖体的强度大大增加，避免了常规砖体掉屑的状况，另一方面由于凹凸棒石粘土本身的特性，使得材料的具有耐高温、耐磨损的性能。
本发明制备高温耐火砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取菱镁矿、石英粉、高铝矾土熟料、氧化铝，分别粉碎，并过50~100目筛，混合均匀，备用；
（2）按照配比分别称取聚异氰脲酸酯泡沫塑料加入到混炼机中，混炼5min，然后向混炼机中加入配比量的玻璃废渣，混炼15min，然后再加入步骤（1）得到的混合物，继续混炼10min，再向混合物中加入配比量的硅酸盐水泥、高粘凹凸棒石粘土和硅藻土，混炼5min，得到混合物；
（3）将步骤（2）得到的混合物置于压砖机中压制成型，其中压砖机压力为450T，制得砖坯；
（4）将步骤（3）制备得到的砖坯置于烘干机中烘干，然后再于400℃条件下高温烧结2h，再升温至1300℃条件下烧结3h，得到所述高温耐火砖。
其中，所述步骤（2）中混炼温度为200℃。
其中，所述步骤（2）中加入的高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括如下步骤：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至900℃，然后恒温焙烧6h，自然冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
其中，所述步骤（3）中干燥温度为130℃，干燥时间为2h。
实施例4：
本实施例涉及一种高温耐火砖及制备方法；
所述高温耐火砖由如下组分制备而成：
菱镁矿46份、石英粉13份、高铝矾土熟料18份、高粘凹凸棒石粘土17份、硅酸钙水泥15份、氧化铝16份、硅藻土9份、玻璃废渣15份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料15份。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、活化后的产物。一方面其高粘特性，使得混合材料的粘结性能大大提高，进而使得砖体的强度大大增加，避免了常规砖体掉屑的状况，另一方面由于凹凸棒石粘土本身的特性，使得材料的具有耐高温、耐磨损的性能。
本发明制备高温耐火砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取菱镁矿、石英粉、高铝矾土熟料、氧化铝，分别粉碎，并过50~100目筛，混合均匀，备用；
（2）按照配比分别称取聚异氰脲酸酯泡沫塑料加入到混炼机中，混炼10min，然后向混炼机中加入配比量的玻璃废渣，混炼15min，然后再加入步骤（1）得到的混合物，继续混炼15min，再向混合物中加入配比量的硅酸盐水泥、高粘凹凸棒石粘土和硅藻土，混炼10min，得到混合物；
（3）将步骤（2）得到的混合物置于压砖机中压制成型，其中压砖机压力为520T，制得砖坯；
（4）将步骤（3）制备得到的砖坯置于烘干机中烘干，然后再于550℃条件下高温烧结1h，再升温至1400℃条件下烧结2h，得到所述高温耐火砖。
其中，所述步骤（2）中混炼温度为230℃。
其中，所述步骤（2）中加入的高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括如下步骤：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至1000℃，然后恒温焙烧4h，自然冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
其中，所述步骤（3）中干燥温度为150℃，干燥时间为1h。
综上所述，本发明所述的高温耐火砖，不仅具有较好的热稳定性、机械强度和耐磨性，还具有较好的抗震性，大大延长了耐火砖的使用寿命，具有较好的应用前景。此外，所述的高温耐火砖的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种高温耐火砖，其特征在于，包括如下重量份的各组分：菱镁矿35~46份、石英粉6~13份、高铝矾土熟料12~18份、高粘凹凸棒石粘土9~17份、硅酸钙水泥5~15份、氧化铝8~16份、硅藻土3~9份、玻璃废渣7~15份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料6~15份。
2.根据权利要求1所述的高温耐火砖，其特征在于，所述菱镁矿40份、石英粉10份、高铝矾土熟料16份、高粘凹凸棒石粘土15份、硅酸钙水泥12份、氧化铝13份、硅藻土7份、玻璃废渣12份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料9份。
3.根据权利要求1所述的高温耐火砖，其特征在于，所述菱镁矿38份、石英粉8份、高铝矾土熟料14份、高粘凹凸棒石粘土13份、硅酸钙水泥10份、氧化铝15份、硅藻土6份、玻璃废渣10份、聚异氰脲酸酯泡沫塑料12份。
4.根据权利要求1所述的高温耐火砖，其特征在于，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、活化后的产物。
5.一种制备如权利要求1~4任一项所述的高温耐火砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照配比称取菱镁矿、石英粉、高铝矾土熟料、氧化铝，分别粉碎，并过50~100目筛，混合均匀，备用；
（2）按照配比分别称取聚异氰脲酸酯泡沫塑料加入到混炼机中，混炼5~10min，然后向混炼机中加入配比量的玻璃废渣，混炼10~15min，然后再加入步骤（1）得到的混合物，继续混炼10~15min，再向混合物中加入配比量的硅酸盐水泥、高粘凹凸棒石粘土和硅藻土，混炼5~10min，得到混合物；
（3）将步骤（2）得到的混合物置于压砖机中压制成型，其中压砖机压力为450~520T，制得砖坯；
（4）将步骤（3）制备得到的砖坯置于烘干机中烘干，然后再于400~550℃条件下高温烧结1~2h，再升温至1300~1400℃条件下烧结2~3h，得到所述高温耐火砖。
6.根据权利要求5所述的高温耐火砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中混炼温度为200~230℃。
7.根据权利要求5所述的高温耐火砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中加入的高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括如下步骤：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至900℃~1000℃，然后恒温焙烧4~6h，自然冷却，即得所述高粘凹凸棒石粘土。
8.根据权利要求5所述的高温耐火砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中干燥温度为130~150℃，干燥时间为1~2h。
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