專利名稱：一種焙燒爐專用火道墻耐火磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火磚，具體的說是一種應(yīng)用于熔燒爐上的耐火磚。
背景技術(shù)：
熔燒爐是生產(chǎn)碳素制品最關(guān)鍵的大型熱工爐窯設(shè)備。多年來，焙燒爐火道墻砌體 在使用過程中，存在諸多問題使用壽命較短2-3年；在烘爐時(shí)間就出現(xiàn)凹陷、扭曲、其凹陷 度達(dá)到60-150mm 砌體磚縫過多，砌體材料的線收縮率不均勻局部缺陷形成和護(hù)張?jiān)斐?火道墻整體的變型，乃至突發(fā)損壞。散熱損失大；污染嚴(yán)重；操作條件差。這些問題的存在 充分說明內(nèi)襯材料、砌體結(jié)構(gòu)及砌筑工藝存在較多問題。目前國內(nèi)企業(yè)在解決這樣問題的方式上，一般部是更換火道墻耐火磚。焙燒爐火 道墻采用磚砌結(jié)構(gòu)，由輕質(zhì)耐火磚、粘土耐火磚、異型耐火磚砌筑而成。根據(jù)焙燒爐火道墻尺寸的不同，每條火道墻重約7 9噸，磚層多達(dá)40層。在生 產(chǎn)過程中，依照工藝要求反復(fù)地升降溫(1250°C 1300°C )，降溫(20°C 30°C )，傳統(tǒng)工藝 采用耐火磚加耐火泥漿砌筑，采用了臥縫打灰、立縫不打灰的砌筑工藝，這樣會出現(xiàn)磚縫泥 漿脫落，影響了火道墻的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于砌磚更多的注重了火道墻的牢固性這樣做確實(shí)可以暫時(shí)的解決問題。但是不 用多長時(shí)間，類似的問題又會出現(xiàn)。同時(shí)，在更換火道墻耐火磚的時(shí)候也會出現(xiàn)其他的問 題；例如1、會破壞之前設(shè)計(jì)好的焙燒爐火道墻之間的工藝連接。2、會影響焙燒爐整體的 使用壽命。3、由于更換火道墻耐火磚的材料和之前砌筑時(shí)使用的耐火磚不一樣，會導(dǎo)致整 個(gè)焙燒爐的整體受熱環(huán)境不均，破壞耐火磚的力學(xué)結(jié)構(gòu)，火道墻裂縫嚴(yán)重，導(dǎo)致漏風(fēng)漏料， 影響產(chǎn)品質(zhì)量，增大熱能損耗，破損比較嚴(yán)重的火道墻必須進(jìn)行中修、大修，由于火道墻是 由小塊耐火磚砌筑而成，拆除一條火道墻大約需要7 8小時(shí)，重新砌筑需M小時(shí)左右。拆 除并重砌一條火遭墻就必須搬運(yùn)近17噸的材料，這不僅給修爐工作帶來困難，而且給車間 的正常生產(chǎn)增加難度。特別是焙燒爐是以循環(huán)方式作業(yè)，留給維修、拆除、重砌火道墻的時(shí) 間非常緊張，通常在爐溫還有80°C 90°C時(shí)就必須開始刨修，工作環(huán)境極為惡劣，反過來 又影響施工質(zhì)量，形成惡性循環(huán)。4、浪費(fèi)資源及加大企業(yè)的生產(chǎn)成本。我國用在焙燒爐火道墻上使用的耐火材料質(zhì)量與國外同類產(chǎn)品相比，有較大的差 距，高溫抗蠕變性，荷重軟化點(diǎn)，高溫?zé)岱€(wěn)定性等理化指標(biāo)及產(chǎn)品外形尺寸精確度。加之生 產(chǎn)管理，操作等方面的影響，我國碳素焙燒爐火道墻的平均使用壽命為80 100爐次，國外 焙燒爐一艘達(dá)到150爐次。

發(fā)明內(nèi)容
針對焙燒爐火道墻存在的上述缺陷，本申請人在材質(zhì)的采用及燒結(jié)工藝等方面作 了大量研究。對耐火材料晶相，機(jī)理進(jìn)行細(xì)致分析、比對，研制出一種專門用于焙燒爐火道 墻，在高溫環(huán)境下具有一定韌性的和高抗熱震性能的耐火磚產(chǎn)品。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種焙燒爐專用火道墻耐火磚，其成分由A1203、Fe2O3> CaO+MgO、Na20+K20, ZrO2, SiC+Si02 組成。優(yōu)選方案一其中各種成分的重量百分比含量為42彡Al2O3彡85、 1. 2 彡 Fe2O3 彡 1. 5,0. 1 彡 CaO+MgO 彡 0. 7,0. 1 彡 Na2CHK2O 彡 0. 8、10 彡 ZrO2 彡 15、 1 彡 SiC+Si02 彡 10。優(yōu)選方案二其中各種成分的重量百分比含量為45彡Al2O3彡80、 0. 9 彡 Fe2O3 彡 1. 2,0. 1 彡 CaO+MgO 彡 0. 7,0. 1 彡 Na2CHK2O 彡 0. 8、15 彡 ZrO2 彡 20、 1 彡 SiC+Si02 彡 10。優(yōu)選方案三其中各種成分的重量百分比含量為65彡Al2O3彡75、 0. 6 彡 Fe2O3 彡 0. 9,0. 1 彡 CaO+MgO 彡 0. 7,0. 1 彡 Na2CHK2O 彡 0. 8,20 彡 ZrO2 彡 25、 1 彡 SiC+Si02 彡 10。所述焙燒爐專用火道墻耐火磚的制備方法為，以碳化硅為主要原料，加入適量比 例的磷酸鹽材料、氧化鋯、鉀鈉氧化物、鈣鎂氧化物和硅莫石，將上述物質(zhì)混合充分并發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)后進(jìn)行燒結(jié)。本產(chǎn)品以碳化硅為主要原料，加入適量比例的磷酸鹽材料及硅莫石。所述的適量 比例為磷酸鹽材料氧化鋯鉀鈉氧化物鈣鎂氧化物硅莫石=12112通 過其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)和其他的原料配合后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)然后燒結(jié)。使之具備更好的耐高 溫特性，這樣，在高溫條件下，蠕變性低、穩(wěn)定性以及線變化性能穩(wěn)定的制料來控制制品的 指標(biāo)范圍，以適焙燒爐內(nèi)高溫下的工作環(huán)境。在燒結(jié)過程中提高耐火磚的抗熱震性能(水 冷1800°C> 100次)。同時(shí)，在燒結(jié)過程中我們加入氧化鉀、氧化鈉的微粉物質(zhì)，以達(dá)到提 高產(chǎn)品韌性的目的。同時(shí)，考慮到在開爐過程中；由于溫度的傳導(dǎo)是延續(xù)性的，所以我們認(rèn)為在增加耐 火材料抗熱震性能的同時(shí)還應(yīng)該降低耐火磚的蠕變性。所以我們還加入了一些添加劑，即 氧化鈣和氧化鎂混合物，以保證耐火磚在受熱傳導(dǎo)過程中的線性指標(biāo)。同時(shí)電保證在水冷 過程中的線性指標(biāo)。本發(fā)明所提供的耐火磚，可以滿足國內(nèi)焙燒爐火道墻對耐火磚的要求，其使用效 果可以達(dá)到與國外同等水平，并且在有些方面其效果更為優(yōu)良。特別是可以通過調(diào)整各種 組分的含量，來調(diào)整耐火磚產(chǎn)品的各項(xiàng)性能，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。使用本專利技術(shù) 方案制造的耐火磚，可以在保證它的耐高溫性同時(shí)，使其蠕變性低、穩(wěn)定性好、線性變化穩(wěn) 定，并且具有良好的抗震性能和韌性。
具體實(shí)施例方式一種焙燒爐專用火道墻耐火磚，其成分由A1203、Fe2O3> CaO+MgO、Na20+K20, ZrO2, SiC+Si02和雜質(zhì)組成，具體的實(shí)施方式包括實(shí)施例一實(shí)施例1-1 各種成分的重量百分比含量為Al20342、Fe2O3L 2、Ca0+Mg00. 7、 Na20+K20 0. 8、Zr0215、SiC+Si0210。實(shí)施例1-2 各種成分的重量百分比含量為Al20385、Fe2O3L 5、Ca0+Mg00. 1、 Na20+K20 0. l、Zr0210、SiC+Si02l。
實(shí)施例1-3 各種成分的重量百分比含量為Al20350、Fe2O3L 3、Ca0+Mg00. 5、 Na2CHK2O 0. 4、ZrO212, SiC+Si026o實(shí)施例二實(shí)施例2-1 各種成分的重量百分比含量為Al20345、Fe2O3O. 9、Ca0+Mg00. 7、 Na20+K20 0. 8、Zr0220, SiC+Si0210。實(shí)施例2-2 :各種成分的重量百分比含量為Al20380、Fe2O3L 2、Ca0+Mg00. 1、 Na20+K20 0. l、Zr0215、SiC+Si02l。實(shí)施例2-3 各種成分的重量百分比含量為Al20360、Fe2O3^ Ca0+Mg00. 5、Na2CHK2O 0. 5,Zr0218,SiC+Si026o實(shí)施例三實(shí)施例3-1 其中各種成分的重量百分比含量為Al20365、Fe2O3O. 6、Ca0+Mg0 0. 7、 Na20+K20 0. 8、ZiO225、SiC+Si02l。實(shí)施例3-2 其中各種成分的重量百分比含量為Al20375、Fe2O3O. 9、Ca0+Mg0 0. 1、 Na20+K20 0. l、ZiO220、SiC+Si02l。實(shí)施例3-3 其中各種成分的重量百分比含量為Al20370、Fe2O3O. 8、Ca0+Mg0 0. 5、 Na20+K20 0. 5、Zr022 2, SiC+Si025o所述焙燒爐專用火道墻耐火磚的制備方法為，以碳化硅為主要原料，加入適量比 例的磷酸鹽材料、氧化鋯、鉀鈉氧化物、鈣鎂氧化物和硅莫石，將上述物質(zhì)混合充分并發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)后進(jìn)行燒結(jié)。所述的適量比例為磷酸鹽材料氧化鋯鉀鈉氧化物鈣鎂氧化 物硅莫石=1:2:1:1:2。本產(chǎn)品以碳化硅為主要原料，加入適量比例的磷酸鹽材料及硅莫石。通過其獨(dú)特 的化學(xué)性質(zhì)和其他的原料配合后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)然后燒結(jié)。使之具備更好的耐高溫特性， 這樣，在高溫條件下，蠕變性低、穩(wěn)定性以及線變化性能穩(wěn)定的制料來控制制品的指標(biāo)范 圍，以適焙燒爐內(nèi)高溫下的工作環(huán)境；在這樣的前提下，加入了氧化鋯。在燒結(jié)過程中提高 耐火磚的抗熱震性能(水冷1800°C> 100次)。同時(shí)，在燒結(jié)過程中我們加入氧化鉀、氧化 鈉的微粉物質(zhì)？，以達(dá)到提高產(chǎn)品韌性的目的。同時(shí)，考慮到在開爐過程中；由于溫度的傳導(dǎo)是延續(xù)性的，所以我們認(rèn)為在增加耐 火材料抗熱震性能的同時(shí)還應(yīng)該降低耐火磚的蠕變性。所以我們還加入了一些添加劑，即 氧化鈣和氧化鎂混合物，以保證耐火磚在受熱傳導(dǎo)過程中的線性指標(biāo)。同時(shí)電保證在水冷 過程中的線性指標(biāo)。本發(fā)明所提供的耐火磚，可以滿足國內(nèi)焙燒爐火道墻對耐火磚的要求，其使用效 果可以達(dá)到與國外同等水平，并且在有些方面其效果更為優(yōu)良。特別是可以通過調(diào)整各種 組分的含量，來調(diào)整耐火磚產(chǎn)品的各項(xiàng)性能，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。使用本專利技術(shù) 方案制造的耐火磚，可以在保證它的耐高溫性同時(shí)，使其蠕變性低、穩(wěn)定性好、線性變化穩(wěn) 定，并且具有良好的抗震性能和韌性。
權(quán)利要求
1.一種焙燒爐專用火道墻耐火磚，其特征在于其成分由Al2O3、Fe2O3、CaO+MgO、 Na20+K20, ZrO2、SiC+Si02 組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焙燒爐專用火道墻耐火磚，其特征在于其中各種成 分的重量百分比含量為42彡Al2O3 ^ 85,1. 2 ^ Fe2O3彡1. 5、0. 1彡CaO+MgO彡0. 7、 0. 1 彡 Na2CHK2O 彡 0. 8、10 彡 ZrO2 ^ 15,1 ^ SiC+Si02 彡 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焙燒爐專用火道墻耐火磚，其特征在于，其中各種成 分的重量百分比含量為45彡Al2O3彡80,0. 9彡Fe2O3彡1. 2,0. 1彡CaO+MgO彡0. 7、 0. 1 彡 Na2CHK2O 彡 0. 8、15 彡 ZrO2 ^ 20,1 ^ SiC+Si02 彡 10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焙燒爐專用火道墻耐火磚，其特征在于其中各種成 分的重量百分比含量為65彡Al2O3 ^ 75,0. 6 ^ Fe2O3彡0. 9、0. 1彡CaO+MgO彡0. 7、 0. 1 彡 Na20+K20 ^ 0. 8,20 ^ ZrO2 ^ 25,1 ^ SiC+Si02 彡 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焙燒爐專用火道墻耐火磚的制備方法，其特征在于以碳化 硅為主要原料，加入適量比例的磷酸鹽材料、氧化鋯、鉀鈉氧化物、鈣鎂氧化物和硅莫石，將 上述物質(zhì)混合充分并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后進(jìn)行燒結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焙燒爐專用火道墻耐火磚的制備方法，其特征在 于所述的適量比例為磷酸鹽材料氧化鋯鉀鈉氧化物鈣鎂氧化物硅莫石=1 · 2 · 1 · 1 · 2 ο
全文摘要
一種焙燒爐專用火道墻耐火磚，其成分由Al2O3、Fe2O3、CaO+MgO、Na2O+K2O、ZrO2、SiC+SiO2和雜質(zhì)組成，本發(fā)明所提供的耐火磚，可以滿足國內(nèi)焙燒爐火道墻對耐火磚的要求，其使用效果可以達(dá)到與國外同等水平，并且在有些方面其效果更為優(yōu)良。特別是可以通過調(diào)整各種組分的含量，來調(diào)整耐火磚產(chǎn)品的各項(xiàng)性能，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。使用本發(fā)明技術(shù)方案制造的耐火磚，可以在保證它的耐高溫性同時(shí)，使其蠕變性低、穩(wěn)定性好、線性變化穩(wěn)定，并且具有良好的抗震性能和韌性。
文檔編號C04B35/66GK102134161SQ20111008709
公開日2011年7月27日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者張鋒偉, 魏松晨, 魏躍輝 申請人:鄭州科瑞耐火材料有限公司