CN112830800A - 一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，属于耐火砖领域，本发明通过在废砖瓦粉中加入氧化镁、硫酸铝钾和β‑Al2O3，再经煅烧制得耐火砖，不仅有效利用了废砖瓦，且制备出的含铝耐火材料能适用于锰钢的耐火需求，在防火过程中不会对锰钢的性能产生影响，有效克服了目前含铝耐火材料会降低锰钢性能的技术问题，特别适用于锰钢的防火需求。

Description

一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法
技术领域
本发明属于耐火砖领域，具体的说，涉及一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法。
背景技术
锰钢，别名锰合金钢，是一种高强度的钢材，主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件，破坏形式以磨损消耗为主，具有熔点低、可塑性强、高硬度等特点。目前锰钢也开始应用于一些高温环境，因此为保证锰钢的正常使用，需在锰钢表面设置耐火砖。铝和硅是目前耐火砖中常见的成分之一，废砖瓦中含有大量的硅酸盐、含铝化合物等成分，经煅烧可以用来制备耐火砖。但是由于铝较为活泼，在用于对锰钢耐火保护时，会与锰钢发生反应，造成锰钢性能发生变化，甚至使锰钢的硬度降低，进而导致锰钢性能丧失，因此废砖瓦制成的耐火砖无法满足锰钢的耐火需求。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，不仅有效利用了废砖瓦，且制备出的含铝耐火材料能适用于锰钢的耐火需求，在防火过程中不会对锰钢的性能产生影响，有效克服了目前含铝耐火材料会降低锰钢性能的技术问题。
为实现上述目的，本发明的第一目的在于提供一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，第二目的在于提供一种含铝耐火材料的制备原料。
本发明的第一目的是通过如下技术方案实现的：
所述的用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至400目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中加入粉状氧化镁、硫酸铝钾、SiO2、β-Al2O3，得到废砖瓦混合物；
(3)将步骤(2)的混合物高温煅烧制备为耐火砖。
其中，步骤(2)中氧化镁添加量为混合物料总质量的3％-15％。
进一步地，所述的氧化镁细度为400-650目。
进一步地，所述的硫酸铝钾为无水硫酸铝钾，细度为200-650目。
进一步地，所述的SiO2添加量为混合物料总质量的20％-40％。
进一步地，所述的煅烧温度大于1000摄氏度。
进一步地，所述的硫酸铝钾添加量为混合物料总质量的3％-10％
进一步地，β-Al2O3与MgO的物质的量比为1:1-1:2。
本发明的第二目的在于提供一种含有氧化镁、硫酸铝钾和β-Al2O3的含铝耐火材料的制备原料。
本发明的有益效果：
本发明通过在废砖瓦粉中加入氧化镁、硫酸铝钾和β-Al2O3，在煅烧过程中，硫酸铝钾起到游离分散的作用，使物料反应均匀、稳定，能形成稳定的晶体骨架，得到导热系数更低的耐火材料；β-Al2O3的加入，可降低耐火材料的导热系数，且能有效提高锰钢的耐火温度；通过加入氧化镁，氧化镁能阻止在高温情况下铝与锰钢的反应，有效保证了锰钢的性能。经反复试验，本发明所制备的耐火材料，在1200摄氏度以下的耐火试验中，锰钢性能保存良好，特别适合于锰钢的耐火、防火需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
实施例1
用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至400目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中混入540目的氧化镁、325目的硫酸铝钾、325目的SiO2、β-Al2O3。其中氧化镁占比5％，硫酸铝钾占比4％，SiO2占比35％，β-Al2O3占比12.8％，余量为废砖瓦粉。
(3)将步骤(2)的混合物放入磨具中在1500度煅烧制备为耐火砖。
实施例2
用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至460目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中混入400目的氧化镁、325目的硫酸铝钾、400目的SiO2、β-Al2O3。其中氧化镁占比15％，硫酸铝钾占比6％，SiO2占比30％，β-Al2O3占比19％，余量为废砖瓦粉。
(3)将步骤(2)的混合物放入磨具中在1500度煅烧制备为耐火砖。
对比例1(与实施例2相比，不加氧化镁)
用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至460目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中混入325目的硫酸铝钾、400目的SiO2、β-Al2O3。其中硫酸铝钾占比7％，SiO2占比35.3％，β-Al2O3占比22.3％，余量为废砖瓦粉。
(3)将步骤(2)的混合物放入磨具中在1500度煅烧制备为耐火砖。
对比例2(与实施例2相比，将β-Al2O3用400目的普通氧化铝替代)
用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至460目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中混入400目的氧化镁、325目的硫酸铝钾、400目的SiO2、400目的普通Al2O3。其中氧化镁占比15％，硫酸铝钾占比6％，SiO2占比30％，Al2O3占比19％，余量为废砖瓦粉。
(3)将步骤(2)的混合物放入磨具中在1500度煅烧制备为耐火砖。
对比例3(与实施例2相比，不加硫酸铝钾)
用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至460目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中混入400目的氧化镁、400目的SiO2、β-Al2O3。其中氧化镁占比16.3％，SiO2占比32.6％，β-Al2O3占比20.6％，余量为废砖瓦粉。
(3)将步骤(2)的混合物放入磨具中在1500度煅烧制备为耐火砖。
实施例3
用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至460目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中混入460目的氧化镁、325目的硫酸铝钾、400目的SiO2、β-Al2O3。其中氧化镁占比10％，硫酸铝钾占比10％，SiO2占比40％，β-Al2O3占比17％，余量为废砖瓦粉。
(3)将步骤(2)的混合物放入磨具中在1500度煅烧制备为耐火砖。
对比例4(与实施例3相比，不加氧化镁)
用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至460目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中混入325目的硫酸铝钾、400目的SiO2、β-Al2O3。其中硫酸铝钾占比11.1％，SiO2占比44.4％，β-Al2O3占比18.9％，余量为废砖瓦粉。
(3)将步骤(2)的混合物放入磨具中在1500度煅烧制备为耐火砖。
表1各实施例和对比例所得耐火砖的物理性能
Figure BDA0002908998760000051
不加氧化镁制得的耐火砖，耐火性能略有下降；使用普通氧化铝代替β
-Al2O3所制得的耐火砖物理性能明显下降，这可能是β-Al2O3的层状结构及其晶胞所含铝氧尖晶石基块结构，在煅烧时更容易与其他物质结合，进而形成性能更为稳定的晶型结构，显气孔率较低，抗折强度更大；通过添加硫酸铝钾，在煅烧过程中，硫酸铝钾起到游离分散的作用，使物料反应均匀、稳定，能形成稳定的晶体骨架，得到导热系数更低的耐火材料。
在高锰钢中耐火应用试验：
将上述实施例和对比例中所制得的耐火砖，用于高锰钢耐火试验，考察其对高锰钢耐火性能影响。具体为，用耐火砖包裹高锰钢，放置在1200度的高温煅烧炉中，煅烧1.5小时后，将高锰钢取出，除去其外层包裹的耐火砖，对其性能进行测试，测试结果见表2。煅烧前高锰钢的硬度为235HB、抗拉强度为769MPa，冲击韧性为168J/cm2。
表2，经耐火砖耐火煅烧1.5小时后的锰钢物理性能
Figure BDA0002908998760000061
在用普通氧化铝代替β-Al2O3后所制得的耐火砖，通过对高锰钢进行耐火试验，高锰钢的物理性能略有下降；不加硫酸铝钾所制得的耐火砖，通过对高锰钢进行耐火试验，高锰钢的物理性能基本不变；不加氧化镁所制得的耐火砖，通过对高锰钢进行耐火试验，高锰钢的物理性能大幅下降。这主要是由于在不加氧化镁的情况下，耐火砖中的铝与锰钢中的锰发生反应，导致高锰钢成分发生变化，进而影响了其物理性能。
本发明在未做特殊说明时，所述的百分含量均指质量百分含量。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，其特征在于：所述的用废弃砖瓦制造耐火砖的方法包括以下步骤：
(1)将废砖瓦粉碎至400目，得到废砖瓦粉；
(2)向废砖瓦粉中加入粉状氧化镁、硫酸铝钾、SiO2、β-Al2O3，得到废砖瓦混合物；
(3)将步骤(2)的混合物高温煅烧制备为耐火砖。
其中，步骤(2)中氧化镁添加量为混合物料总质量的3％-15％。
2.根据权利要求1所述的一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，其特征在于：所述的氧化镁细度为400-650目。
3.根据权利要求1所述的一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，其特征在于：所述的硫酸铝钾为无水硫酸铝钾，细度为200-650目。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，其特征在于：所述的SiO2添加量为混合物料总质量的20％-40％。
5.根据权利要求1所述的一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，其特征在于：所述的煅烧温度大于1000摄氏度。
6.根据权利要求4或5所述的一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，其特征在于：所述的硫酸铝钾添加量为混合物料总质量的3％-10％。
7.根据权利要求6所述的一种用废弃砖瓦制造耐火砖的方法，其特征在于：β-Al2O3与MgO的物质的量比为1:1-1:2。
8.一种含铝耐火材料的制备原料，其特征在于，原料中含有氧化镁、硫酸铝钾和β-Al2O3。
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