CN112250454A - 一种新型干熄焦用耐火材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成。该新型干熄焦用耐火材料，废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用；设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高；设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化；设置有抗蚀损料在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命。

Description

一种新型干熄焦用耐火材料
技术领域
本发明涉及干熄焦用耐火材料技术领域，具体为一种新型干熄焦用耐火材料。
背景技术
干法熄焦工艺是相对于传统的湿法处理红焦工艺而言的，其原理是应用氮气将红热的焦炭在干熄焦炉内进行冷却并排出焦炭，换热后氮气经初次除尘后在锅炉中与盐水换热，产生蒸汽，经二次除尘在循环风机的抽吸下循环利用的过程。干法熄焦工艺由于其具有回收能源、保护环境、提高焦炭质量等优点，成为中国焦化行业准入标准中明确必须采用的工艺。干熄焦炉内环境工作环境恶劣，其内衬耐材要具有高耐压、高耐磨、高热震等，干熄焦炉斜道部位支柱砖在炉内起着支撑环形风道内墙的作用，干熄炉斜道支撑柱部位，每年受到2万次左右、200～1000℃温度变化的反复冲击，巨大的热冲击导致耐火材料的剥落性损坏，其次斜道区是受到粉焦冲刷最为严重的部位之一，斜道区支撑柱支撑着上部环形气道以及预存段砌体的绝大部分部重量，进一步造成了该区域的损坏，排焦温度的不均导致干熄炉内周向温度的不均造成的热应力等都造成了斜道区支撑柱损坏的原因。另外，耐火材料性能问题、还原性气体对耐火材料的侵蚀、碱性侵蚀等因素也加剧了斜道区支撑柱的损坏。
且干熄焦设备耐火材料在使用过程中，经常会受到环境温度的急剧变化，对耐火材料造成一定的内应力损伤。目前，国内干熄焦设备用耐火材料主要是以金属硅、莫来石、碳化硅、α-Al2O3和粘土为原料，经高吨位压机压制，在1400-1600℃条件下烧成后制得。这种耐火材料的致命弱点是：金属硅在烧成和使用过程中会不断氧化，在耐火材料表面生成SiO2，且SiO2大部分为易于膨胀的方石英，因而在耐火材料表面形成恒久张力，从而导致耐火材料内外形成应力。随着氧化层的不断加厚，表面恒久张力越来越大，耐火材料应力越来越大，当应力大于耐火材料结合强度时，耐火材料开始开裂，甚至断裂，从而影响耐火材料使用寿命，而且其耐磨性和抗侵蚀性能也不是很强，导致总体使用寿命较短。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型干熄焦用耐火材料，具备压强度高、耐磨性好、热震性能好、高温抗折强度大，且能够缓冲应力等优点，解决了现有耐火材料应耐磨性、抗侵蚀性能不强和无法消减应力导致使用寿命普遍较短的问题。
(二)技术方案
为实现上述提高压强度、耐磨性、热震性能、高温抗折强度，且能够缓冲应力目的，本发明提供如下技术方案：一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成，包括以下重量份数配比的原料：熟料40-60份，应力缓冲料20-25份，粘结剂15-20份，抗冲击料28-35份，抗蚀损料20-25份，表面活性剂3-10份。
优选的，熟料为废铝镁碳砖进行破碎筛分得到的废铝镁碳砖再生粉。
优选的，应力缓冲料为熔融石英、粘土和氧化铝细粉，混合搅拌均匀后挤压成型，在1300-1600℃高温煅烧3-6h，再通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，所述应力缓冲料中熔融石英、粘土和氧化铝细粉添加比例为1：2：2。
优选的，粘结剂包括酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液熔炼混合而成，所述酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液添加比例为1：1。
优选的，抗冲击料为碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉经混炼设备压制，混炼过程中利用压力将其中较大颗粒压碎，再困料10-14h后，粉碎，筛分，所述抗冲击料中碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉添加比例为1：3：3。
优选的，抗蚀损料为二氧化钛和冶炼还原剂碳混合低温压制而成，然后通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，所述抗蚀损料中二氧化钛和冶炼还原剂碳添加比例为2：1。
优选的，表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种新型干熄焦用耐火材料，具备以下有益效果：
1、该新型干熄焦用耐火材料，通过废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用。
2、该新型干熄焦用耐火材料，通过设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高。
3、该新型干熄焦用耐火材料，通过设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化。
4、该新型干熄焦用耐火材料，通过设置有抗蚀损料在高温下条件下其中的二氧化钛可以与冶炼还原剂中碳生成高熔点的碳化钛，在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中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。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成，包括以下重量份数配比的原料：熟料40份，应力缓冲料20份，粘结剂15份，抗冲击料28份，抗蚀损料20份，表面活性剂3份，熟料为废铝镁碳砖进行破碎筛分得到的废铝镁碳砖再生粉，通过废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用，应力缓冲料为熔融石英、粘土和氧化铝细粉，混合搅拌均匀后挤压成型，在1300℃高温煅烧3h，再通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，应力缓冲料中熔融石英、粘土和氧化铝细粉添加比例为1：2：2，通过设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高，粘结剂包括酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液熔炼混合而成，酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液添加比例为1：1，抗冲击料为碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉经混炼设备压制，混炼过程中利用压力将其中较大颗粒压碎，再困料10h后，粉碎，筛分，抗冲击料中碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉添加比例为1：3：3，通过设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化，抗蚀损料为二氧化钛和冶炼还原剂碳混合低温压制而成，然后通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，抗蚀损料中二氧化钛和冶炼还原剂碳添加比例为2：1，通过设置有抗蚀损料在高温下条件下其中的二氧化钛可以与冶炼还原剂中碳生成高熔点的碳化钛，在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命；表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
实施例二
一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成，包括以下重量份数配比的原料：熟料45份，应力缓冲料21份，粘结剂16份，抗冲击料29份，抗蚀损料21份，表面活性剂4份，熟料为废铝镁碳砖进行破碎筛分得到的废铝镁碳砖再生粉，通过废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用，应力缓冲料为熔融石英、粘土和氧化铝细粉，混合搅拌均匀后挤压成型，在1350℃高温煅烧3h，再通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，应力缓冲料中熔融石英、粘土和氧化铝细粉添加比例为1：2：2，通过设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高，粘结剂包括酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液熔炼混合而成，酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液添加比例为1：1，抗冲击料为碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉经混炼设备压制，混炼过程中利用压力将其中较大颗粒压碎，再困料11h后，粉碎，筛分，抗冲击料中碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉添加比例为1：3：3，通过设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化，抗蚀损料为二氧化钛和冶炼还原剂碳混合低温压制而成，然后通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，抗蚀损料中二氧化钛和冶炼还原剂碳添加比例为2：1，通过设置有抗蚀损料在高温下条件下其中的二氧化钛可以与冶炼还原剂中碳生成高熔点的碳化钛，在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命；表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
实施例三
一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成，包括以下重量份数配比的原料：熟料50份，应力缓冲料22份，粘结剂17份，抗冲击料30份，抗蚀损料23份，表面活性剂5份，熟料为废铝镁碳砖进行破碎筛分得到的废铝镁碳砖再生粉，通过废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用，应力缓冲料为熔融石英、粘土和氧化铝细粉，混合搅拌均匀后挤压成型，在1400℃高温煅烧5h，再通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，应力缓冲料中熔融石英、粘土和氧化铝细粉添加比例为1：2：2，通过设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高，粘结剂包括酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液熔炼混合而成，酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液添加比例为1：1，抗冲击料为碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉经混炼设备压制，混炼过程中利用压力将其中较大颗粒压碎，再困料12h后，粉碎，筛分，抗冲击料中碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉添加比例为1：3：3，通过设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化，抗蚀损料为二氧化钛和冶炼还原剂碳混合低温压制而成，然后通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，抗蚀损料中二氧化钛和冶炼还原剂碳添加比例为2：1，通过设置有抗蚀损料在高温下条件下其中的二氧化钛可以与冶炼还原剂中碳生成高熔点的碳化钛，在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命；表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
实验例四
一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成，包括以下重量份数配比的原料：熟料55份，应力缓冲料23份，粘结剂18份，抗冲击料31份，抗蚀损料24份，表面活性剂6份，熟料为废铝镁碳砖进行破碎筛分得到的废铝镁碳砖再生粉，通过废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用，应力缓冲料为熔融石英、粘土和氧化铝细粉，混合搅拌均匀后挤压成型，在1450℃高温煅烧5h，再通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，应力缓冲料中熔融石英、粘土和氧化铝细粉添加比例为1：2：2，通过设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高，粘结剂包括酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液熔炼混合而成，酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液添加比例为1：1，抗冲击料为碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉经混炼设备压制，混炼过程中利用压力将其中较大颗粒压碎，再困料13h后，粉碎，筛分，抗冲击料中碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉添加比例为1：3：3，通过设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化，抗蚀损料为二氧化钛和冶炼还原剂碳混合低温压制而成，然后通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，抗蚀损料中二氧化钛和冶炼还原剂碳添加比例为2：1，通过设置有抗蚀损料在高温下条件下其中的二氧化钛可以与冶炼还原剂中碳生成高熔点的碳化钛，在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命；表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
实验例五
一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成，包括以下重量份数配比的原料：熟料55份，应力缓冲料24份，粘结剂18份，抗冲击料34份，抗蚀损料24份，表面活性剂8份，熟料为废铝镁碳砖进行破碎筛分得到的废铝镁碳砖再生粉，通过废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用，应力缓冲料为熔融石英、粘土和氧化铝细粉，混合搅拌均匀后挤压成型，在1550℃高温煅烧5h，再通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，应力缓冲料中熔融石英、粘土和氧化铝细粉添加比例为1：2：2，通过设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高，粘结剂包括酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液熔炼混合而成，酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液添加比例为1：1，抗冲击料为碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉经混炼设备压制，混炼过程中利用压力将其中较大颗粒压碎，再困料13h后，粉碎，筛分，抗冲击料中碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉添加比例为1：3：3，通过设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化，抗蚀损料为二氧化钛和冶炼还原剂碳混合低温压制而成，然后通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，抗蚀损料中二氧化钛和冶炼还原剂碳添加比例为2：1，通过设置有抗蚀损料在高温下条件下其中的二氧化钛可以与冶炼还原剂中碳生成高熔点的碳化钛，在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命；表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
实验例六
一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成，包括以下重量份数配比的原料：熟料60份，应力缓冲料25份，粘结剂20份，抗冲击料35份，抗蚀损料25份，表面活性剂10份，熟料为废铝镁碳砖进行破碎筛分得到的废铝镁碳砖再生粉，通过废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用，应力缓冲料为熔融石英、粘土和氧化铝细粉，混合搅拌均匀后挤压成型，在1600℃高温煅烧6h，再通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，应力缓冲料中熔融石英、粘土和氧化铝细粉添加比例为1：2：2，通过设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高，粘结剂包括酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液熔炼混合而成，酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液添加比例为1：1，抗冲击料为碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉经混炼设备压制，混炼过程中利用压力将其中较大颗粒压碎，再困料14h后，粉碎，筛分，抗冲击料中碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉添加比例为1：3：3，通过设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化，抗蚀损料为二氧化钛和冶炼还原剂碳混合低温压制而成，然后通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，抗蚀损料中二氧化钛和冶炼还原剂碳添加比例为2：1，通过设置有抗蚀损料在高温下条件下其中的二氧化钛可以与冶炼还原剂中碳生成高熔点的碳化钛，在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命；表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
本发明的有益效果是：该新型干熄焦用耐火材料，通过废铝镁碳砖再生粉作为熟料提高整体耐火材料的耐火度和高温体积稳定性，且降低了生产成本，充分起到资源再生高效利用和保护社会环境的作用；通过设置应力缓冲料在使用中能缓冲因急冷急热而产生的应力，使热震稳定性、高温抗折强度、耐磨性、使用寿命均得到大幅提高；通过设置抗冲击料使其内部电熔镁砂是和氧化铝微粉反应生成原位尖晶石,同时调节冲击板的膨胀系数，且通过设置碳化硅防止受到碳的氧化；通过设置有抗蚀损料在高温下条件下其中的二氧化钛可以与冶炼还原剂中碳生成高熔点的碳化钛，在材料表面形成化学挂渣，延缓材料的蚀损并提高材料的使用寿命。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新型干熄焦用耐火材料，由熟料、应力缓冲料、粘结剂、表面活性剂、抗冲击料和抗蚀损料混炼、压制、煅烧制成，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：熟料40-60份，应力缓冲料20-25份，粘结剂15-20份，抗冲击料28-35份，抗蚀损料20-25份，表面活性剂3-10份。
2.根据权利要求1所述的一种新型干熄焦用耐火材料，其特征在于，所述熟料为废铝镁碳砖进行破碎筛分得到的废铝镁碳砖再生粉。
3.根据权利要求1所述的一种新型干熄焦用耐火材料，其特征在于，所述应力缓冲料为熔融石英、粘土和氧化铝细粉，混合搅拌均匀后挤压成型，在1300-1600℃高温煅烧3-6h，再通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，所述应力缓冲料中熔融石英、粘土和氧化铝细粉添加比例为1：2：2。
4.根据权利要求1所述的一种新型干熄焦用耐火材料，其特征在于，所述粘结剂包括酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液熔炼混合而成，所述酚醛树脂和聚醋酸乙烯乳液添加比例为1：1。
5.根据权利要求1所述的一种新型干熄焦用耐火材料，其特征在于，所述抗冲击料为碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉经混炼设备压制，混炼过程中利用压力将其中较大颗粒压碎，再困料10-14h后，粉碎，筛分，所述抗冲击料中碳化硅、电熔镁砂和氧化铝细粉添加比例为1：3：3。
6.根据权利要求1所述的一种新型干熄焦用耐火材料，其特征在于，所述抗蚀损料为二氧化钛和冶炼还原剂碳混合低温压制而成，然后通过锤式破碎机进行破碎后，筛分成细粉，所述抗蚀损料中二氧化钛和冶炼还原剂碳添加比例为2：1。
7.根据权利要求1所述的一种新型干熄焦用耐火材料，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
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