專利名稱：一種免燒耐火磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中的耐火材料，更具體地講，涉及一種免燒耐火磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
釩鐵渣是生成釩鐵合金時(shí)產(chǎn)生的冶金廢渣，分鋁熱法和硅熱法兩種，其中鋁熱法最普遍，渣的產(chǎn)生量最大，僅攀枝花地區(qū)就超過(guò)5萬(wàn)噸，其主要成分為鋁酸鈣相、尖晶石相、剛玉相等。目前的處理方式是部分賣給周圍小廠提取其中的殘釩，部分返回作為爐襯的打結(jié)材料使用，存在嚴(yán)重的釩鐵渣堆放和污染問(wèn)題，既不利于環(huán)保也不利于資源的重復(fù)利用?，F(xiàn)有技術(shù)中也存在利用釩鐵渣制備耐火火泥或耐火澆注料的技術(shù)，但其涉及的是不定型耐火材料產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用，并未涉及利用釩鐵渣作為主要原料生產(chǎn)免燒耐火磚。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種釩鐵渣綜合利用的新途徑，以解決釩鐵渣堆放和污染的問(wèn)題；同時(shí)提供一種免燒耐火磚及其制備方法，以有效利用廢渣資源，節(jié)能環(huán)保。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種免燒耐火磚，按重量百分比計(jì)，所述免燒耐火磚包括90 95%的釩鐵渣、5 10%的SiO2微粉以及額外配加的磷酸鹽，其中，釩鐵渣與SiO2微粉的總質(zhì)量為100份，磷酸鹽的質(zhì)量為釩鐵渣與SiO2微粉的總質(zhì)量的
O 1%。根據(jù)本發(fā)明的免燒耐火磚的一個(gè)實(shí)施例，所述90 95%的釩鐵渣包括45 55%的釩鐵渣粗顆粒、15 25%的釩鐵渣中顆粒及15 25%的釩鐵渣細(xì)粉，其中，所述釩鐵渣粗顆粒的粒度為I 5mm，所述釩鐵渣中顆粒的粒度為O.1 1mm，所述釩鐵渣細(xì)粉的粒度< O. 045mm。根據(jù)本發(fā)明的免燒耐火磚的一個(gè)實(shí)施例，所述SiO2微粉的粒度< O. 8mm，其中，SiO2的含量以重量百分比計(jì)在95%以上。根據(jù)本發(fā)明的免燒耐火磚的一個(gè)實(shí)施例，所述磷酸鹽為六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉
或三聚磷酸鈉。本發(fā)明的另一方面提供了一種制備上述免燒耐火磚的方法，所述方法包括以下步驟A、將釩鐵渣、SiO2微粉以及磷酸鹽按照預(yù)定配比進(jìn)行配料；B、在配好的原料中加水并混勻，再壓制成型得到磚坯；C、將磚坯在18 25°C的溫度、85 95%的濕度條件下養(yǎng)護(hù)5 9天之后干燥則獲得所述免燒耐火磚。根據(jù)本發(fā)明的制備免燒耐火磚的方法的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括在配料之前將釩鐵渣經(jīng)破碎、粉磨和分級(jí)處理獲得釩鐵渣粗顆粒、釩鐵渣中顆粒和釩鐵渣細(xì)粉的步驟，其中，所述鑰;鐵洛粗顆粒的粒度為I 5mm,所述I凡鐵洛中顆粒的粒度為O.1 Imm,所述鑰；鐵渣細(xì)粉的粒度< O. 045mm。根據(jù)本發(fā)明的制備免燒耐火磚的方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述加水混勻的步驟中，以重量百分比計(jì)，加水量控制為4 5. 5%。本發(fā)明提供了一種釩鐵渣綜合利用的新途徑，解決了釩鐵渣堆放和污染的問(wèn)題，有效地利用了廢渣資源，節(jié)能環(huán)保。
具體實(shí)施例方式在下文中，將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。若無(wú)特別說(shuō)明，本發(fā)明所述的百分比均為重量百分比。本發(fā)明的主要思路是利用釩鐵渣搭配SiO2微粉作為耐火磚的結(jié)合劑，添加磷酸鹽提高物料的混勻和分散性能，再通過(guò)壓制成型和加濕養(yǎng)護(hù)，使磚坯中的結(jié)合劑盡量水化并產(chǎn)生強(qiáng)度，然后干燥而成，本發(fā)明的免燒耐火磚在使用過(guò)程中可以達(dá)到燒結(jié)的目的。
按重量百分比計(jì)，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的免燒耐火磚包括90 95%的I凡鐵渣、5 10%的SiO2微粉以及額外配加的磷酸鹽，其中，釩鐵渣與SiO2微粉的總質(zhì)量為100份，磷酸鹽的質(zhì)量為釩鐵渣與SiO2微粉的總質(zhì)量的O 1%。一般而言，釩鐵渣的主要成分為氧化鋁60 75%、氧化鎂10 25%、氧化鈣8 10%，釩鐵渣是作為耐火磚的主要成分；而二氧化硅微粉主要起補(bǔ)充結(jié)合劑的作用；磷酸鹽主要起到改善結(jié)合劑的水化性能和分散劑的作用。本發(fā)明的免燒耐火磚中各組分的配比為經(jīng)驗(yàn)使用的較佳配比。通常，不同粒級(jí)的原料搭配使用可以得到高致密性的產(chǎn)品，進(jìn)而提高產(chǎn)品的強(qiáng)度性能和使用耐久性。優(yōu)選地，上述90 95%的釩鐵渣包括45 55%的釩鐵渣粗顆粒、15 25%的釩鐵渣中顆粒及15 25%的釩鐵渣細(xì)粉，其中，所述釩鐵渣粗顆粒的粒度為I 5mm,所述鑰;鐵洛中顆粒的粒度為O.1 Imm,所述鑰;鐵洛細(xì)粉的粒度< O. 045mm。其中，I凡鐵渣粗顆粒和中顆粒主要起耐火磚骨料的作用，而釩鐵渣細(xì)粉主要起微粉和結(jié)合劑的作用。本發(fā)明的免燒耐火磚中的SiO2微粉是作為耐火磚的結(jié)合劑使用，為了發(fā)揮其最大的水化活性，并且改善混合料的流動(dòng)性、提高產(chǎn)品的致密性，必須采用微粉狀，而且成本也較低。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，SiO2微粉的粒度< O. 8_，其中，SiO2的含量以重量百分比計(jì)在95%以上。本發(fā)明的免燒耐火磚中的磷酸鹽的作用是提高物料的混勻和分散性能。一般來(lái)說(shuō)，添加磷酸鹽的目的是改善膠凝材料的膠凝性能，而磷酸鹽本身具有膠凝性能，并且可以起到分散劑的作用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磷酸鹽可以為六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉或三聚磷酸鈉等。根據(jù)本發(fā)明的制備上述免燒耐火磚的方法，所述方法包括以下步驟A、將釩鐵渣、SiO2微粉以及磷酸鹽按照預(yù)定配比進(jìn)行配料。B、在配好的原料中加水并混勻，再壓制成型得到磚坯。優(yōu)選地，以重量百分比計(jì)，加水量控制為4 5. 5%，控制加水量是為了盡量提供磚坯水化所需要的水分并使混合料具有一定的粘性，便于壓磚機(jī)將其壓制成型。C、將磚坯在18 25°C的溫度、85 95%的濕度條件下養(yǎng)護(hù)5 9天之后干燥則獲得所述免燒耐火磚。優(yōu)選地，將磚坯在20°C的溫度、90%的濕度條件下養(yǎng)護(hù)7天后干燥即可，將磚坯在上述特定條件下養(yǎng)護(hù)的目的是提高磚坯的強(qiáng)度，使磚坯內(nèi)部的膠凝材料最大可能地發(fā)生水化反應(yīng)，以提高產(chǎn)品的性能。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述方法還包括在配料之前將釩鐵渣經(jīng)破碎、粉磨和分級(jí)處理獲得釩鐵渣粗顆粒、釩鐵渣中顆粒和釩鐵渣細(xì)粉的步驟。其中，釩鐵渣粗顆粒的粒度為I 5mm，釩鐵渣中顆粒的粒度為O.1 1mm，釩鐵渣細(xì)粉的粒度< O. 045mm。然后再將不同粒度的釩鐵渣粗顆粒、釩鐵渣中顆粒和釩鐵渣細(xì)粉與SiO2微粉以及磷酸鹽按照上述的預(yù)定配比進(jìn)行配料。根據(jù)本發(fā)明的免燒耐火磚的施工方式可以與普通耐火磚相同，即采用砌筑施工工藝，采用釩鐵渣耐火泥或高鋁質(zhì)耐火泥作為粘結(jié)劑搭配使用，其在使用過(guò)程中可以達(dá)到燒結(jié)的目的。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體示例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。按照上述制備方法配制了對(duì)應(yīng)于表I中所示的四個(gè)示例的四組免燒耐火磚，并將四組免燒耐火磚與現(xiàn)場(chǎng)使用的免燒耐火磚進(jìn)行性能對(duì)比。結(jié)果表明，四個(gè)實(shí)施例的免燒耐火磚的性能指標(biāo)都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)GB/T2988-2004高鋁磚LZ-55標(biāo)準(zhǔn)要求。表I示例I至4的配比及性能對(duì)比表
權(quán)利要求
1.一種免燒耐火磚，其特征在于，按重量百分比計(jì)，所述免燒耐火磚包括90 95%的釩鐵渣、5 10%的SiO2微粉以及額外配加的磷酸鹽，其中，釩鐵渣與SiO2微粉的總質(zhì)量為100份，磷酸鹽的質(zhì)量為釩鐵渣與SiO2微粉的總質(zhì)量的O 1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免燒耐火磚，其特征在于，所述90 95%的釩鐵渣包括45 55%的釩鐵渣粗顆粒、15 25%的釩鐵渣中顆粒及15 25%的釩鐵渣細(xì)粉，其中，所述釩鐵渣粗顆粒的粒度為I 5mm，所述釩鐵渣中顆粒的粒度為O.1 1mm，所述釩鐵渣細(xì)粉的粒度 < O. 045mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免燒耐火磚，其特征在于，所述SiO2微粉的粒度<O. 8mm，其中，SiO2的含量以重量百分比計(jì)在95%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免燒耐火磚，其特征在于，所述磷酸鹽為六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉或三聚磷酸鈉。
5.一種制備如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述免燒耐火磚的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 A、將釩鐵渣、SiO2微粉以及磷酸鹽按照預(yù)定配比進(jìn)行配料； B、在配好的原料中加水并混勻，再壓制成型得到磚坯； C、將磚坯在18 25°C的溫度、85 95%的濕度條件下養(yǎng)護(hù)5 9天之后干燥則獲得所述免燒耐火磚。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備免燒耐火磚的方法，其特征在于，所述方法還包括在配料之前將釩鐵渣經(jīng)破碎、粉磨和分級(jí)處理獲得釩鐵渣粗顆粒、釩鐵渣中顆粒和釩鐵渣細(xì)粉的步驟，其中，所述釩鐵渣粗顆粒的粒度為I 5mm，所述釩鐵渣中顆粒的粒度為O.1 1mm，所述鑰;鐵洛細(xì)粉的粒度< O. 045mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備免燒耐火磚的方法，其特征在于，在所述加水混勻的步驟中，以重量百分比計(jì)，加水量控制為4 5. 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種免燒耐火磚，按重量百分比計(jì)，所述免燒耐火磚包括90～95％的釩鐵渣、5～10％的SiO2微粉以及額外配加的磷酸鹽，其中，釩鐵渣與SiO2微粉的總質(zhì)量為100份，磷酸鹽的質(zhì)量為釩鐵渣與SiO2微粉的總質(zhì)量的0～1％。本發(fā)明還公開(kāi)了一種制備上述免燒耐火磚的方法，所述方法包括以下步驟A、將釩鐵渣、SiO2微粉以及磷酸鹽按照預(yù)定配比進(jìn)行配料；B、在配好的原料中加水并混勻，再壓制成型得到磚坯；C、將磚坯在18～25℃的溫度、85～95％的濕度條件下養(yǎng)護(hù)5～9天之后干燥則獲得所述免燒耐火磚。本發(fā)明提供了一種釩鐵渣綜合利用的新途徑，解決了釩鐵渣堆放和污染的問(wèn)題，有效地利用了廢渣資源，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)C04B35/66GK103011860SQ201210543620
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者郝建璋, 張金陽(yáng), 路強(qiáng), 劉珂含 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司