CN110577397A - 一种用废粘土砖生产的高性能粘土砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用废粘土砖生产的高性能粘土砖及其制备方法，涉及耐火材料技术领域，解决了现有技术中粘土砖原料资源紧张以及废旧耐火材料回收再利用的技术问题。本发明的高性能粘土砖是以回收的废粘土砖为原料、再添加硬质粘土熟料和软质粘土粉制得的。本发明的高性能粘土砖具有良好的耐压强度，较低的显气孔率和较高的荷重软化温度，产品指标均满足国标要求，在铁水罐和工业窑炉上的使用效果良好。

Description

一种用废粘土砖生产的高性能粘土砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种用废粘土砖生产的高性能粘土砖及其制备方法。
背景技术
在钢铁、陶瓷、水泥和玻璃等高温产业的生产过程中，需要耗费大量的耐火材料，因此产生了大量废弃耐火材料；此外，耐火材料制品本身的生产过程中也会产生大量废品和耐火材料废料。这些巨量的废弃耐火材料，除了极少数可以返回生产线再利用外，其他大量的都被当作垃圾掩埋或降级使用。
粘土砖在高炉、热风炉、化铁炉、平炉、电炉等温度较低的部分，以及盛钢桶、浇筑系统、加热炉、热处理炉、燃烧室、烟道、烟囱等温度较高的部分均有广泛应用，其具有较高的耐火度、荷重软化温度以及优良的抗渣性、热稳定性和体积稳定性。现有技术的粘土砖是以硬质粘土熟料为主要原料制备而成。
然而，随着硬质粘土熟料原矿的逐渐开采，其质量逐渐降低，加之国家对环境资源的整改，原料价格逐年提升，原料资源日益紧张。通过有效利用回收资源，提高废旧资源的再利用率，不仅可缓解粘土质原料资源紧张的压力，节约国家的矿产资源和能源，大大降低耐火材料的生产成本，同时还可减少工业废弃物排放，顺应国家工业发展环保政策要求，对提高企业经济、社会效益以及改善环境有重要意义。
发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种用废粘土砖生产的高性能粘土砖及其制备方法，解决了现有技术中粘土砖原料资源紧张以及废旧耐火材料回收再利用的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明用废粘土砖生产的高性能粘土砖，是以回收的废粘土砖为原料、再添加硬质粘土熟料和软质粘土粉制得的。
根据一个优选实施方式，所述高性能粘土砖包括如下重量份的原料：
根据一个优选实施方式，所述的废粘土砖为回收烧成铝硅系耐火砖制得的。
根据一个优选实施方式，所述的废粘土砖是通过如下方式回收的：将回收烧成铝硅系耐火砖经过表面处理后进行破碎，并在破碎过程中进行除铁处理。
根据一个优选实施方式，所述的废粘土砖的回收控制指标为：35≤Al2O3≤50％，Fe2O3≤3.0％。
优选的，本发明在回收处理废粘土砖时，在破碎过程中进行除铁处理，将Fe2O3含量控制在3.0％以下，可降低原料烧成过程中因氧化铁含量高造成的产品表面溶洞和黑斑超标的问题。
根据一个优选实施方式，所述的硬质粘土熟料为42#硬质粘土熟料。
本发明高性能粘土砖的制备方法，所述方法包括如下步骤：
配料，按如下重量份配备各原料：
磨料，将粒径≤0.088mm废粘土砖和/或粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨成粉；
混炼，将骨料和粉料投入湿碾机预混2～3min，再加入水并搅拌8～15min；
成型，将混炼好的泥料经压力机成型为半成品，半成品在80～150℃条件下进行干燥处理18～30h，然后经1250～1300℃烧成6～8h为成品。
根据一个优选实施方式，所述的骨料为4～0mm废粘土，或者是4～0mm废粘土砖与4～0mm硬质粘土熟料的混合物。
根据一个优选实施方式，所述的粉料为粒径≤0.088mm废粘土砖和/或粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨制得的。
本发明提供的用废粘土砖生产的高性能粘土砖及其制备方法至少具有如下有益技术效果：
本发明通过回收废粘土砖，并以其为主要原料，再添加适量硬质粘土熟料和软质粘土粉制备的高性能粘土砖，其具有良好的耐压强度，较低的显气孔率和较高的荷重软化温度，产品指标均满足国标要求，在铁水罐和工业窑炉上的使用效果良好。即本发明的高性能粘土砖及其制备方法不仅解决了粘土砖原料资源紧张的问题，还解决了废旧耐火材料回收再利用的技术问题，降低了粘土砖的生产成本，而且还可减少固体废弃物的排放量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明为解决原料资源紧张的问题，采用回收烧成铝硅系耐火砖替代硬质粘土熟料用于制备粘土砖，本发明制得的粘土砖性能高。优选的，本发明的高性能粘土砖包括如下重量份的原料：
本发明高性能粘土砖的制备方法包括如下步骤：
配料，按下述重量份配备各原料：
磨料，将粒径≤0.088mm废粘土砖和/或粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨成粉；
混炼，将骨料和粉料投入湿碾机预混2～3min，再加入水并搅拌8～15min；
成型，将混炼好的泥料经压力机成型为半成品，半成品在80～150℃条件下进行干燥处理18～30h，然后经1250～1300℃烧成6～8h为成品。
优选的，所述的骨料为4～0mm废粘土，或者是4～0mm废粘土砖与4～0mm硬质粘土熟料的混合物。
优选的，所述的粉料为粒径≤0.088mm废粘土砖和/或粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨制得的。
本发明通过回收废粘土砖，并以其为主要原料，再添加适量硬质粘土熟料和软质粘土粉制备的高性能粘土砖，其具有良好的耐压强度，较低的显气孔率和较高的荷重软化温度，产品指标均满足国标要求，在铁水罐和工业窑炉上的使用效果良好。即本发明的高性能粘土砖及其制备方法不仅解决了粘土砖原料资源紧张的问题，还解决了废旧耐火材料回收再利用的技术问题，降低了粘土砖的生产成本，而且还可减少固体废弃物的排放量。
实施例1
本实施例的高性能粘土砖制备方法如下：
配料，按如下重量份配备各原料：
4～0mm废粘土砖 4份，
粒径≤0.088mm废粘土砖 2份，
粒径≤0.088mm软质粘土粉 2份；
磨料，将粒径≤0.088mm废粘土砖与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨成粉；
混炼，将4～0mm废粘土砖和上述磨成的粉料投入湿碾机预混2～3min，再加入水并搅拌8～15min；
成型，将混炼好的泥料经压力机成型为半成品，半成品在80～150℃条件下进行干燥处理18～30h，然后经1250～1300℃烧成6～8h为成品。
实施例2
本实施例的高性能粘土砖制备方法如下：
配料，按如下重量份配备各原料：
4～0mm废粘土砖 6份，
粒径≤0.088mm废粘土砖 1份，
粒径≤0.088mm软质粘土粉 2份；
磨料，将粒径≤0.088mm废粘土砖与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨成粉；
混炼，将4～0mm废粘土砖和上述磨成的粉料投入湿碾机预混2～3min，再加入水并搅拌8～15min；
成型，将混炼好的泥料经压力机成型为半成品，半成品在80～150℃条件下进行干燥处理18～30h，然后经1250～1300℃烧成6～8h为成品。
实施例3
本实施例的高性能粘土砖制备方法如下：
配料，按如下重量份配备各原料：
磨料，将粒径≤0.088mm废粘土砖和粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨成粉；
混炼，将4～0mm废粘土砖、4～0mm硬质粘土熟料和上述磨成的粉料投入湿碾机预混2～3min，再加入水并搅拌8～15min；
成型，将混炼好的泥料经压力机成型为半成品，半成品在80～150℃条件下进行干燥处理18～30h，然后经1250～1300℃烧成6～8h为成品。
实施例4
本实施例的高性能粘土砖制备方法如下：
配料，按如下重量份配备各原料：
磨料，将粒径≤0.088mm废粘土砖和粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨成粉；
混炼，将4～0mm废粘土砖、4～0mm硬质粘土熟料和上述磨成的粉料投入湿碾机预混2～3min，再加入水并搅拌8～15min；
成型，将混炼好的泥料经压力机成型为半成品，半成品在80～150℃条件下进行干燥处理18～30h，然后经1250～1300℃烧成6～8h为成品。
实施例5
本实施例的高性能粘土砖制备方法如下：
配料，按如下重量份配备各原料：
磨料，将粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨成粉；
混炼，将4～0mm废粘土砖、4～0mm硬质粘土熟料和上述磨成的粉料投入湿碾机预混2～3min，再加入水并搅拌8～15min；
成型，将混炼好的泥料经压力机成型为半成品，半成品在80～150℃条件下进行干燥处理18～30h，然后经1250～1300℃烧成6～8h为成品。经检测，实施例1～实施例5制得的高性能粘土砖其性能参数如下：
耐压强度：≥35MPa，
体积密度：≥2.10g/cm3,
气孔率：≤24wt％，
0.2MPa荷重软化温度：≥1380℃。
从上数检测结果可知，本发明的高性能粘土砖与同类产品相比，其具有良好的耐压强度，较低的显气孔率和较高的荷重软化温度。具体的，本发明的高性能粘土砖耐压强度达到35MPa以上(普通粘土砖国家标准要求为30MPa以上)，显气孔率≤24wt％(普通粘土砖国家标准要求为≤24wt％)，0.2MPa荷重软化温度≥1380℃(普通粘土砖国家标准要求为≥1300℃)。即本发明的产品指标均满足国标要求，在铁水罐和工业窑炉上的使用效果良好。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用废粘土砖生产的高性能粘土砖，其特征在于，所述高性能粘土砖是以回收的废粘土砖为原料、再添加硬质粘土熟料和软质粘土粉制得的。
2.根据权利要求1所述的用废粘土砖生产的高性能粘土砖，其特征在于，所述高性能粘土砖包括如下重量份的原料：
3.根据权利要求1或2所述的用废粘土砖生产的高性能粘土砖，其特征在于，所述的废粘土砖为回收烧成铝硅系耐火砖制得的。
4.根据权利要求3所述的用废粘土砖生产的高性能粘土砖，其特征在于，所述的废粘土砖是通过如下方式回收的：将回收烧成铝硅系耐火砖经过表面处理后进行破碎，并在破碎过程中进行除铁处理。
5.根据权利要求4所述的用废粘土砖生产的高性能粘土砖，其特征在于，所述的废粘土砖的回收控制指标为：35≤Al2O3≤50％，Fe2O3≤3.0％。
6.根据权利要求1所述的用废粘土砖生产的高性能粘土砖，其特征在于，所述的硬质粘土熟料为42#硬质粘土熟料。
7.一种高性能粘土砖的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
配料，按如下重量份配备各原料：
磨料，将粒径≤0.088mm废粘土砖和/或粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨成粉；
混炼，将骨料和粉料投入湿碾机预混2～3min，再加入水并搅拌8～15min；
成型，将混炼好的泥料经压力机成型为半成品，半成品在80～150℃条件下进行干燥处理18～30h，然后经1250～1300℃烧成6～8h为成品。
8.根据权利要求7所述的高性能粘土砖的制备方法，其特征在于，所述的骨料为4～0mm废粘土，或者是4～0mm废粘土砖与4～0mm硬质粘土熟料的混合物。
9.根据权利要求8所述的高性能粘土砖的制备方法，其特征在于，所述的粉料为粒径≤0.088mm废粘土砖和/或粒径≤0.088mm硬质粘土熟料与粒径≤0.088mm软质粘土粉共磨制得的。
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