CN112479693A - 一种高强抗热震耐磨硅莫砖及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于硅莫砖技术领域，具体涉及一种高强抗热震耐磨硅莫砖及其生产工艺，本装置包括：包括天然烧结莫来石颗粒：10‑40wt％；红柱石颗粒：5‑40wt％；碳化硅颗粒：3‑20wt％；红柱石细粉：3‑15wt％；硅线石细粉：3‑10wt％；苏州泥：3‑6wt％；莫来石细粉：5‑10wt％；碳化硅粉：5‑15wt％；糊精：0.5‑1.5wt％。本高强抗热震耐磨硅莫砖及其生产工艺具有高荷软、低蠕变、高抗热震性能的效果。

Description

一种高强抗热震耐磨硅莫砖及其生产工艺
技术领域
本发明属于耐火砖技术领域，具体涉及一种高强抗热震耐磨硅莫砖及其生 产工艺。
背景技术
耐火砖简称火砖。用耐火黏土或其他耐火原料烧制成的耐火材料。淡黄色 或带褐色。主要用于砌冶炼炉，能耐1580-1770℃的高温。也叫火砖。具有一定 形状和尺寸的耐火材料。可用作建筑窑炉和各种热工设备的高温建筑材料和结 构材料，并在高温下能经受各种物理化学变化和机械作用。例如耐火粘土砖、 高铝砖、硅砖、镁砖等。
粘土砖通常以硬质粘土为原料，预先煅烧成熟料，然后配以软质粘土，以 半干法或可塑法成型，温度在1300～1400℃烧成粘土砖制品。也可以加少量的 水玻璃、水泥等结合剂制成不烧制品和不定形材料。粘土砖主要由莫来石(25％～ 50％)、玻璃相(25％～60％)和方石英及石英(最高可达30％)所组成。
高铝耐火砖的矿物组成为刚玉、莫来石和玻璃相，其含量取决于AL2O3/SiO2比以及杂质的种类和数量，可按AL2O3含量进行耐火砖的等级划分。原料为高铝 矾土和硅线石类天然矿石，也有掺加电熔刚玉、烧结氧化铝、合成莫来石的， 以及用氧化铝与粘土按不同比例煅烧的熟料。
硅砖是指含SiO293％以上的耐火砖，是酸性耐火砖的主要品种。它主要用于 砌筑焦炉，也用于各种玻璃、陶瓷、炭素煅烧炉、耐火砖的热工窑炉的拱顶和 其他承重部位，在热风炉的高温承重部位也用，但是不宜在600℃以下且温度波 动大的热工设备中使用。
镁砖是指以镁石作原料，以方镁石为主晶相，MgO含量在80-85％以上的耐 火砖。其产品分为冶金镁砂和镁质制品两大类。依化学组成及用途的不同，有 马丁砂、普通冶金镁砂、普通镁砖、镁硅砖、镁铝砖、镁钙砖、镁碳砖及其他 品种等。镁质耐火砖是碱性耐火砖中最主要的制品，耐火度高，对碱性渣和铁 渣有很好的抵抗性，是一种重要的高级耐火砖。主要用于平炉、氧气转炉、电 炉及有色金属熔炼等。
现有耐火砖具有良好的耐火性能和耐磨性能，适用于建筑窑炉和各种热工 设备的高温建筑材料和结构材料，但是耐火砖的抗热震性依然有待提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强抗热震耐磨硅莫砖及其生产工艺，以解决耐 火砖的抗热震性不够高的技术问题，以达到提升耐火砖的抗热震性的目的。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强抗热震耐磨硅莫砖，包括 天然烧结莫来石颗粒：10-40wt％；红柱石颗粒：5-40wt％；碳化硅颗粒：3-20wt％； 红柱石细粉：3-15wt％；硅线石细粉：3-10wt％；苏州泥：3-6wt％；莫来石细粉： 5-10wt％；碳化硅粉：5-15wt％；糊精：0.5-1.5wt％。
进一步的，所述天然烧结莫来石中Al2O3含量大于70wt％；所述天然烧结莫 来石的粒度为1-5mm。
进一步的，所述红柱石颗粒中Al2O3含量大于60wt％，粒度为0-3mm；
所述红柱石细粉中Al2O3含量大于60wt％，粒度为325目-200目。
进一步的，所述硅线石中Al2O3含量大于56wt％，粒度为325目-200目。
进一步的，所述耐火泥中Al2O3含量大于35wt％，粒度为320目-200目。
进一步的，所述莫来石细粉中Al2O3含量大于70wt％，粒度为250目-180目。
进一步的，所述碳化硅颗粒中SiC含量大于97wt％，粒度为0-1mm。
进一步的，所述碳化硅细粉中SiC含量大于97wt％，粒度为150-180目。
进一步的，还包括结合剂，所述结合剂为磷酸二氢铝溶液，比重为1.48g/ml。
又一方面，本发明还提供了一种高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，包括 以下步骤：(1)按比例称量天然烧结莫来石、红柱石颗粒、碳化硅颗粒，加入 糊精搅拌3-5分钟，加适量结合剂搅拌2-3分钟，得到预混料A；(2)按比例称 量红柱石细粉、硅线石粉、碳化硅粉、耐火泥和莫来石细粉，在行星搅拌机中 搅拌10-15分钟，得到预混料B；(3)然后按比例称量预混料A和预混料B，用 行星搅拌机搅拌8-10分钟，得到混合料C；(4)使用500-700吨压力的压力机 将混合料C压制成型，对混合料C进行干燥，得到砖坯；(5)将砖坯送入隧道 窑中烧制，烧制60小时，得到高强抗热震耐磨硅莫砖。
进一步的，所述步骤(1)中加入结合剂为原料总质量的4-5wt％。
进一步的，所述隧道窑温度控制在1500-1550℃。
本发明的有益效果是，本发明的高强抗热震耐磨硅莫砖，采用不同粒度的 天然烧结莫来石、红柱石、莫来石、碳化硅和耐火泥充分混合，使得制备的砖 坯各个部位成分配比搭配一致，并且通过行星搅拌机的强力搅拌，保证了材料 的充分混合，并且各个粒度不同的材料能够填补大颗粒材料之间的缝隙，使得 煅烧所得的高强抗热震耐磨硅莫砖各部位性能的一致性；利用天然烧结莫来石、 红柱石、碳化硅、耐火泥的耐烧特性和较好的成型性，以及红柱石在煅烧过程 形成的具有抗热冲击力强、抗渣性强、荷重软化点高的莫来石，使得制备的高 强抗热震耐磨硅莫砖具有高荷软、低蠕变、高抗热震性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明 书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在 说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合，作详细说明如下。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的 技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
一种高强抗热震耐磨硅莫砖，包括：天然烧结莫来石颗粒：10-40wt％；红 柱石颗粒：5-40wt％；碳化硅颗粒：3-20wt％；红柱石细粉：3-15wt％；硅线石细 粉：3-10wt％；苏州泥：3-6wt％；莫来石细粉：5-10wt％；碳化硅粉：5-15wt％； 糊精：0.5-1.5wt％。
其中，所述天然烧结莫来石中Al2O3含量大于70wt％；所述天然烧结莫来石 的粒度为1-5mm。
其中，所述红柱石颗粒中Al2O3含量大于60wt％，粒度为0-3mm；所述红柱石 细粉中Al2O3含量大于60wt％，粒度为325目-200目。
其中，所述硅线石中Al2O3含量大于56wt％，粒度为325目-200目。
其中，所述耐火泥中Al2O3含量大于35wt％，粒度为320目-200目。
其中，所述莫来石细粉中Al2O3含量大于70wt％，粒度为250目-180目。
其中，所述碳化硅颗粒中SiC含量大于97wt％，粒度为0-1mm。
其中，所述碳化硅细粉中SiC含量大于97wt％，粒度为150-180目。
其中，还包括原料总质量的4-5wt％的结合剂，所述结合剂为磷酸二氢铝溶 液，比重为1.48g/ml。
这种高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺包括以下步骤：(1)按比例称量天 然烧结莫来石、红柱石颗粒、碳化硅颗粒，加入糊精搅拌3-5分钟，加适量结 合剂搅拌2-3分钟，得到预混料A；(2)按比例称量红柱石细粉、硅线石粉、碳 化硅粉、耐火泥和莫来石细粉，在行星搅拌机中搅拌10-15分钟，得到预混料B；
(3)然后按比例称量预混料A和预混料B，用行星搅拌机搅拌8-10分钟， 得到混合料C；(4)使用500-700吨压力的压力机将混合料C压制成型，对混合 料C进行干燥，得到砖坯；(5)将砖坯送入隧道窑中烧制，烧制60小时，得到 高强抗热震耐磨硅莫砖，隧道窑温度控制在1500-1550℃。
实施例1：
一种高强抗热震耐磨硅莫砖，包括：
粒度为3-5mm的天然烧结莫来石6wt％；
粒度为1-3mm的天然烧结莫来石颗粒10wt％；
粒度为1-3mm的红柱石颗粒24wt％；
粒度为0-1mm的红柱石颗粒15wt％；
粒度为0-1mm的碳化硅颗粒5wt％；
粒度为200目的红柱石细粉10wt％；
粒度为250目的硅线石细粉5wt％；
粒度为200目的耐火泥5wt％；
粒度为200目的天然烧结莫来石细粉5wt％；
粒度为150目的碳化硅细粉10wt％；
糊精0.5wt％。
上述高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，包括以下步骤：
(1)先按比例称量天然烧结莫来石、红柱石颗粒、碳化硅颗粒、糊精，加 入4wt％结合剂搅拌3分钟，得到预混料A；
(2)先按比例称量红柱石细粉、硅线石粉、碳化硅粉、耐火泥和莫来石细 粉，在行星搅拌机中强制搅拌13分钟，得到预混料B；
(3)然后按比例称量预混料A和预混料B，用行星搅拌机强制搅拌8-10分 钟，得到混合料C；
(4)使用630吨压力机将混合料C成型，干燥，得到砖坯；
(5)将耐磨砖坯送入1510℃隧道窑中烧制，得到高强抗热震耐磨硅莫砖。
实施例2：
一种高强抗热震耐磨硅莫砖，包括：
粒度为3-5mm的天然烧结莫来石7wt％；
粒度为1-3mm的天然烧结莫来石颗粒11wt％；
粒度为1-3mm的红柱石颗粒23wt％；
粒度为0-1mm的红柱石颗粒14wt％；
粒度为0-1mm的碳化硅颗粒6wt％；
粒度为200目的红柱石细粉8wt％；
粒度为250目的硅线石细粉6wt％；
粒度为200目的耐火泥4wt％；
粒度为200目的天然烧结莫来石细粉6wt％；
粒度为150目的碳化硅细粉11wt％；
糊精0.8wt％。
上述高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，括以下步骤：
(1)先按比例称量天然烧结莫来石、红柱石颗粒、碳化硅颗粒、糊精，加 入4wt％结合剂搅拌3分钟，得到预混料A；
(2)先按比例称量红柱石细粉、硅线石粉、碳化硅粉、耐火泥和莫来石细 粉，在行星搅拌机中强制搅拌13分钟，得到预混料B；
(3)然后按比例称量预混料A和预混料B，用行星搅拌机强制搅拌8-10分 钟，得到混合料C；
(4)使用630吨压力机将混合料C成型，干燥，得到砖坯；
(5)将耐磨砖坯送入1520℃隧道窑中烧制，得到高强抗热震耐磨硅莫砖。
实施例3：
一种高强抗热震耐磨硅莫砖，包括：
粒度为3-5mm的天然烧结莫来石7wt％；
粒度为1-3mm的天然烧结莫来石颗粒12wt％；
粒度为1-3mm的红柱石颗粒22wt％；
粒度为0-1mm的红柱石颗粒13wt％；
粒度为0-1mm的碳化硅颗粒7wt％；
粒度为200目的红柱石细粉6wt％；
粒度为250目的硅线石细粉7wt％；
粒度为200目的耐火泥3wt％；
粒度为200目的天然烧结莫来石细粉7wt％；
粒度为150目的碳化硅细粉12wt％；
糊精1wt％。
上述高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，括以下步骤：
(1)先按比例称量天然烧结莫来石、红柱石颗粒、碳化硅颗粒、糊精，加 入4wt％结合剂搅拌3分钟，得到预混料A；
(2)先按比例称量红柱石细粉、硅线石粉、碳化硅粉、耐火泥和莫来石细 粉，在行星搅拌机中强制搅拌13分钟，得到预混料B；
(3)然后按比例称量预混料A和预混料B，用行星搅拌机强制搅拌8-10分 钟，得到混合料C；
(4)使用630吨压力机将混合料C成型，干燥，得到砖坯；
(5)将耐磨砖坯送入1530℃隧道窑中烧制，得到高强抗热震耐磨硅莫砖。
实施例4：
一种高强抗热震耐磨硅莫砖，包括：
粒度为3-5mm的天然烧结莫来石8wt％；
粒度为1-3mm的天然烧结莫来石颗粒13wt％；
粒度为1-3mm的红柱石颗粒21wt％；
粒度为0-1mm的红柱石颗粒12wt％；
粒度为0-1mm的碳化硅颗粒8wt％；
粒度为200目的红柱石细粉6wt％；
粒度为250目的硅线石细粉8wt％；
粒度为200目的耐火泥6wt％；
粒度为200目的天然烧结莫来石细粉8wt％；
粒度为150目的碳化硅细粉7wt％；
糊精1.2wt％。
上述高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，括以下步骤：
(1)先按比例称量天然烧结莫来石、红柱石颗粒、碳化硅颗粒、糊精，加 入4wt％结合剂搅拌3分钟，得到预混料A；
(2)先按比例称量红柱石细粉、硅线石粉、碳化硅粉、耐火泥和莫来石细 粉，在行星搅拌机中强制搅拌13分钟，得到预混料B；
(3)然后按比例称量预混料A和预混料B，用行星搅拌机强制搅拌8-10分 钟，得到混合料C；
(4)使用630吨压力机将混合料C成型，干燥，得到砖坯；
(5)将耐磨砖坯送入1540℃隧道窑中烧制，得到高强抗热震耐磨硅莫砖。
实施例5：
一种高强抗热震耐磨硅莫砖，包括：粒度为3-5mm的天然烧结莫来石9wt％； 粒度为1-3mm的天然烧结莫来石颗粒6wt％；
粒度为1-3mm的红柱石颗粒20wt％；
粒度为0-1mm的红柱石颗粒11wt％；
粒度为0-1mm的碳化硅颗粒9wt％；
粒度为200目的红柱石细粉5wt％；
粒度为250目的硅线石细粉10wt％；
粒度为200目的耐火泥5wt％；
粒度为200目的天然烧结莫来石细粉9wt％；
粒度为150目的碳化硅细粉6wt％；
糊精1.5wt％。
上述高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，括以下步骤：
(1)先按比例称量天然烧结莫来石、红柱石颗粒、碳化硅颗粒、糊精，加 入4wt％结合剂搅拌3分钟，得到预混料A；
(2)先按比例称量红柱石细粉、硅线石粉、碳化硅粉、耐火泥和莫来石细 粉，在行星搅拌机中强制搅拌13分钟，得到预混料B；
(3)然后按比例称量预混料A和预混料B，用行星搅拌机强制搅拌8-10分 钟，得到混合料C；
(4)使用630吨压力机将混合料C成型，干燥，得到砖坯；
(5)将耐磨砖坯送入1550℃隧道窑中烧制，得到高强抗热震耐磨硅莫砖。
综于实施例1-5中的高强抗热震耐磨硅莫砖，实施性能检测：
分别对实施例1-5制备的高强抗热震耐磨硅莫砖中Al2O3含量、显气孔率、 常温耐压强度和1100℃热震稳定性、荷重软化温度进行检测，检测结果如表1 所示。
表1、高强抗热震耐磨硅莫砖性能检测
Figure BDA0002809189270000101
从上表中可以看出：实施例1-5提供的高强抗热震耐磨硅莫砖荷重软化温 度大于1680℃、常温耐压强度大于80MPa、显气孔率介于13wt％-16.5wt％之间、 1100℃水冷热震稳定性大于50次，因此所述高强抗热震耐磨硅莫砖各项性能指 标符合GB/T3994-2013规定的指标，具有荷重软化温度高、高抗热震、导热系 数低、耐热性高、抗热震耐磨的优点的性能。
综上所述，本发明高强抗热震耐磨硅莫砖，以不同粒度的天然烧结莫来石、 红柱石、莫来石、碳化硅和耐火泥充分混合，使得制备的砖坯各个部位成分配 比搭配一致，保证了煅烧所得的高强抗热震耐磨硅莫砖各部位性能的一致性； 利用天然烧结莫来石、红柱石、碳化硅、耐火泥的耐烧特性和较好的成型性， 以及红柱石在煅烧过程形成的具有抗热冲击力强、抗渣性强、荷重软化点高的 莫来石，使得制备的高强抗热震耐磨硅莫砖具有高荷软、低蠕变、高抗热震性 能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。

Claims (12)

1.一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，包括：
天然烧结莫来石颗粒：10-40wt％；
红柱石颗粒：5-40wt％；
碳化硅颗粒：3-20wt％；
红柱石细粉：3-15wt％；
硅线石细粉：3-10wt％；
苏州泥：3-6wt％；
莫来石细粉：5-10wt％；
碳化硅粉：5-15wt％；
糊精：0.5-1.5wt％。
2.如权利要求1所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，
所述天然烧结莫来石中Al2O3含量大于70wt％；
所述天然烧结莫来石的粒度为1-5mm。
3.如权利要求1所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，
所述红柱石颗粒中Al2O3含量大于60wt％，粒度为0-3mm；
所述红柱石细粉中Al2O3含量大于60wt％，粒度为325目-200目。
4.如权利要求1所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，
所述硅线石中Al2O3含量大于56wt％，粒度为325目-200目。
5.如权利要求1所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，
所述耐火泥中Al2O3含量大于35wt％，粒度为320目-200目。
6.如权利要求1所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，
所述莫来石细粉中Al2O3含量大于70wt％，粒度为250目-180目。
7.如权利要求1所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，
所述碳化硅颗粒中SiC含量大于97wt％，粒度为0-1mm。
8.如权利要求1所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，
所述碳化硅细粉中SiC含量大于97wt％，粒度为150-180目。
9.如权利要求1所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖，其特征在于，
还包括结合剂，所述结合剂为磷酸二氢铝溶液，比重为1.48g/ml。
10.一种高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按比例称量天然烧结莫来石、红柱石颗粒、碳化硅颗粒，加入糊精搅拌3-5分钟，加适量结合剂搅拌2-3分钟，得到预混料A；
(2)按比例称量红柱石细粉、硅线石粉、碳化硅粉、耐火泥和莫来石细粉，在行星搅拌机中搅拌10-15分钟，得到预混料B；
(3)然后按比例称量预混料A和预混料B，用行星搅拌机搅拌8-10分钟，得到混合料C；
(4)使用500-700吨压力的压力机将混合料C压制成型，对混合料C进行干燥，得到砖坯；
(5)将砖坯送入隧道窑中烧制，烧制60小时，得到高强抗热震耐磨硅莫砖。
11.如权利要求10所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，其特征在于，
所述步骤(1)中加入结合剂为原料总质量的4-5wt％。
12.如权利要求10所述的一种高强抗热震耐磨硅莫砖的生产工艺，其特征在于，
所述隧道窑温度控制在1500-1550℃。
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