CN112707722A - 一种改性刚玉砖的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性刚玉砖的配方，包括以下原料：电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α‑Al2O3微粉、ρ‑Al2O3微粉、铝溶胶，且原料中组分粒径的选择，便于刚玉砖进行改性制备。
Description
技术领域
本发明涉及刚玉砖技术领域，具体涉及一种改性刚玉砖的生产方法。
背景技术
炭黑反应炉是炭黑生产工艺中的关键设备,炭黑反应炉由燃烧室、喉管、反应段、急冷段和停留段5大部分构成。炭黑反应炉急冷段是炭黑的反应生成阶段，在该段高温的反应裂解气体经喷水急速降温形成炭黑，温度变化很大，由1900℃突降到1400℃左右，因此炭黑炉急冷段内衬所用耐火材料，要求(1)抗化学侵蚀性能好；(2)高温性能好；(3)抗急冷急热性能好；(4)抗气流冲刷性能好。目前所用的耐火材料都是高纯白刚玉砖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性刚玉砖的生产方法，解决炭黑反应炉急冷内衬所用耐火材料为高纯刚玉砖，高纯刚玉砖目前存在的问题是由于纯度较高，难于烧结，必须在1750℃以上的温度才能烧结，并且高纯白刚玉砖的抗急冷急热性能差，在高温使用条件下，温度的波动引起刚玉砖的开裂和剥落掉块，影响炉子的使用寿命的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种改性刚玉砖的配方，包括以下原料：电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉、铝溶胶。
进一步的；所述电熔白刚玉的粒径选择3-5mm、1-3mm、小于1mm的三种以及目数为200目和320目的两种；其中：
3-5mm为大于3mm，小于等于5mm；
1-3mm为大于等于1mm，小于等于3mm；
200目和320目按照国际目数标准执行。
进一步的；所述原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉3-6份、1-3mm的电熔白刚玉35-40份、小于1mm的电熔白刚玉8-12份、200目的电熔白刚玉15-20份、320目的电熔白刚玉12-18份、氧化铝空心球2-6份、活性α-Al2O3微粉4-8份、ρ-Al2O3微粉2-4份、铝溶胶2.5-3.5份。
进一步的；所述氧化铝空心球的粒径为小于0.2mm。
进一步的；所述铝溶胶的比重为1.35-1.45g/cm3。
进一步的；制备方法为：
(1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合5-10min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合3-5min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合15-25min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥24-36小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1450℃-1550℃条件下烧成。
进一步的；所述步骤(3)中，压力机的压力参数为315t、630t或1000t。
进一步的；所述步骤(5)中，烧成保温时间为8-12h。
与现有技术相比，本发明的至少具有以下有益效果之一：
1、选择的电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉、铝溶胶使得制备的产品，使用环境增加临界力度，增强稳定性，节能环保。
2、本发明采用铝溶胶做粘结剂，制造炭黑炉和石化行业用高纯刚玉砖，引入小颗粒氧化铝空心球，利用空心球的空心，在高温下可以吸收刚玉的热膨胀应力，降低刚玉的热膨胀性，提高高纯刚玉砖的抗急冷急热性能。本发明改性刚玉砖具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
3、制备的产品便于烧结，且产品的抗化学侵蚀性能好；高温性能好；抗急冷急热性能好；抗气流冲刷性能好
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种改性刚玉砖的配方，包括以下原料：电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉、铝溶胶；采用铝溶胶做粘结剂，制造炭黑炉和石化行业用高纯刚玉砖，引入小颗粒氧化铝空心球，利用空心球的空心，在高温下可以吸收刚玉的热膨胀应力，降低刚玉的热膨胀性，提高高纯刚玉砖的抗急冷急热性能。
实施例2：
在实施例1的基础上，电熔白刚玉的粒径选择3-5mm、1-3mm、小于1mm的三种以及目数为200目和320目的两种。电熔白刚玉选择利于制备产品的品质较好。
实施例3：
在实施例1-2的基础上，原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉3份、1-3mm的电熔白刚玉35份、小于1mm的电熔白刚玉8份、200目的电熔白刚玉15份、320目的电熔白刚玉12份、氧化铝空心球2份、活性α-Al2O3微粉4份、ρ-Al2O3微粉2份、铝溶胶2.5份；不同组分的原料制备的刚玉砖，具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
实施例4：
在实施例1-3的基础上，原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉6份、1-3mm的电熔白刚玉40份、小于1mm的电熔白刚玉12份、200目的电熔白刚玉20份、320目的电熔白刚玉18份、氧化铝空心球6份、活性α-Al2O3微粉8份、ρ-Al2O3微粉4份、铝溶胶3.5份；不同组分的原料制备的刚玉砖，具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
实施例5：
在实施例1-4的基础上，原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉4.5份、1-3mm的电熔白刚玉37.5份、小于1mm的电熔白刚玉10份、200目的电熔白刚玉17.5份、320目的电熔白刚玉15份、氧化铝空心球4份、活性α-Al2O3微粉6份、ρ-Al2O3微粉3份、铝溶胶3份；不同组分的原料制备的刚玉砖，具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
实施例6：
在实施例1-5的基础上，氧化铝空心球的粒径为小于0.2mm；粒径的大小选择，利于产品的制备。
实施例7：
在实施例1-6的基础上，铝溶胶的比重为1.45g/cm3；铝溶胶较好的作为粘结剂。
实施例8：
在实施例1-7的基础上，铝溶胶的比重为1.35g/cm3；铝溶胶较好的作为粘结剂。
实施例9：
在实施例1-8的基础上，铝溶胶的比重为1.40g/cm3；铝溶胶较好的作为粘结剂。
实施例10：
在实施例1-9的基础上，制备方法为：
(1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合5min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合3min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合15min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥24小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1450℃条件下烧成；
各原料通过细粉预混合、骨料混合，在通过压力机进行定型，砖坯进行干燥后烧制，使得烧制的产品使用环境增加临界力度，增强稳定性，节能环保。
实施例11：
在实施例1-10的基础上，制备方法为：
((1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合10min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合5min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合25min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥36小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1550℃条件下烧成；
各原料通过细粉预混合、骨料混合，在通过压力机进行定型，砖坯进行干燥后烧制，使得烧制的产品使用环境增加临界力度，增强稳定性，节能环保。
实施例12：
在实施例1-11的基础上，制备方法为：
(1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合7.5min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合4min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合20min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥30小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1500℃条件下烧成；
各原料通过细粉预混合、骨料混合，在通过压力机进行定型，砖坯进行干燥后烧制，使得烧制的产品使用环境增加临界力度，增强稳定性，节能环保。
实施例13：
在实施例1-12的基础上，步骤(3)中，压力机的压力参数为315t、630t或1000t；便于压力机进行定型。
实施例14：
在实施例1-13的基础上，步骤(5)中，烧成保温时间为8h；便于刚玉砖的制备。
实施例15：
在实施例1-14的基础上，步骤(5)中，烧成保温时间为12h；便于刚玉砖的制备。
实施例16：
在实施例1-15的基础上，步骤(5)中，烧成保温时间为10h；便于刚玉砖的制备。
本发明采用铝溶胶做粘结剂，制造炭黑炉和石化行业用高纯刚玉砖，引入小颗粒氧化铝空心球，利用空心球的空心，在高温下可以吸收刚玉的热膨胀应力，降低刚玉的热膨胀性，提高高纯刚玉砖的抗急冷急热性能。本发明改性刚玉砖具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
Al2O3≥98.0％，体积密度≥3.10g/cm3，耐压强度≥65MPa，热震稳定性(1100℃水冷)≥20次。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (8)
1.一种改性刚玉砖的配方，其特征在于：包括以下原料：电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉、铝溶胶。
2.根据权利要求1所述的一种改性刚玉砖的配方，其特征在于：所述电熔白刚玉的粒径选择3-5mm、1-3mm、小于1mm的三种以及目数为200目和320目的两种。
3.根据权利要求1所述的一种改性刚玉砖的配方，其特征在于：所述原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉3-6份、1-3mm的电熔白刚玉35-40份、小于1mm的电熔白刚玉8-12份、200目的电熔白刚玉15-20份、320目的电熔白刚玉12-18份、氧化铝空心球2-6份、活性α-Al2O3微粉4-8份、ρ-Al2O3微粉2-4份、铝溶胶2.5-3.5份。
4.根据权利要求1所述的一种改性刚玉砖的配方，其特征在于：所述氧化铝空心球的粒径为小于0.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种改性刚玉砖的配方，其特征在于：所述铝溶胶的比重为1.35-1.45g/cm3。
6.使用权利要求1-5任意一项所述的一种改性刚玉砖的生产方法，其特征在于：制备方法为：
(1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合5-10min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合3-5min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合15-25min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥24-36小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1450℃-1550℃条件下烧成。
7.根据权利要求6所述的一种改性刚玉砖的生产方法，其特征在于：所述步骤(3)中，压力机的压力参数为315t、630t或1000t。
8.根据权利要求6所述的一种改性刚玉砖的生产方法，其特征在于：所述步骤(5)中，烧成保温时间为8-12h。
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- 2020-12-30 CN CN202011614722.8A patent/CN112707722A/zh active Pending
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