一種輕質(zhì)隔熱耐火磚及其制備方法
【專利摘要】一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其原料及wt%為：塑料空心球或粉煤灰中的漂珠：3~15%，粘土粉：3~90%；高鋁礬土粉：0~90%，藍晶石粉：3~8%，膨潤土：1~4%，磷酸二氫鋁：0~5%，三聚磷酸鈉：0.01~0.5%；制備步驟：先將塑料空心球或粉煤灰中的漂珠、磷酸二氫鋁、膨潤土混合并靜置；再將粘土粉、高鋁礬土粉、藍晶石粉、三聚磷酸鈉及加入混合并消解；按照總原料混合料的總重量的0.1~2%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及5~9%的水并混合；壓制成型；烘干并燒制。本發(fā)明磚的強度經(jīng)在110℃干燥24h后不低于4MPa，1000℃風(fēng)冷抗熱震穩(wěn)定性好，至少5次無大的裂紋和破壞，減少了使用過程中的粉化現(xiàn)象，還有利于降低能源消耗。
【專利說明】一種輕質(zhì)隔熱耐火磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐火磚及制備方法，具體地屬于一種主要使用在高爐熱風(fēng)管系耐火材料、加熱爐、均熱爐上的輕質(zhì)隔熱耐火磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵工業(yè)用的加熱爐中，高爐熱風(fēng)爐的管系中使用大量的輕質(zhì)粘土磚、高鋁磚，由于承受氣體的壓力、沖擊力和長期的負(fù)荷，容易變形、粉碎。普通的輕質(zhì)粘土轉(zhuǎn)、高鋁磚依靠粘土燒結(jié)成型，強度低，抗熱破壞性能差，容易在使用中損壞。
[0003]經(jīng)檢索，查找到中國專利申請?zhí)枮镃N201010587287.4的專利文獻，其公開了一種輕質(zhì)耐火磚的組成，為膨脹珍珠巖30-50%、粘土 25-48%、莫來石纖維6_12%、磷酸鋁6_12%、聚苯乙烯泡沫球2-3% ;其耐壓強度2.94MPa，體積密度為0.52g/cm3,熱導(dǎo)率< 0.48W/mK。其存在的不足在于這種產(chǎn)品密度太低，強度小，珍珠巖使用溫度小于1000°C，與粘土、磷酸鋁反應(yīng)物容易形成低熔點相；在本發(fā)明的領(lǐng)域存在承重結(jié)構(gòu)，不能滿足使用的要求，且珍珠巖強度低，纖維容易粉化。申請?zhí)枮镵R19920008767的專利文獻，其公開了一種隔熱磚的組成，包括:煤粉，10-60% ;硅藻土，10-40% ;膨潤土或粘土，20-30% ;珍珠巖，10-20% ;蜜糖，
1-3% ;木屑，低于40公升；水，20-30% ;其干燥、壓緊，在850-950°C下燒制50-60分鐘。其存在的不足同樣在于該類產(chǎn)品密度低，強度小，不能滿足使用的要求，且珍珠巖強度低，硅藻土耐火度低于Ι0000，使用溫度低于本本【技術(shù)領(lǐng)域】的應(yīng)用要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的隔熱耐火材料強度低，隔熱性能不好，抗熱破壞性能差，使用中容易粉化的不足，提供一種強度至少為4MPa，抗熱震穩(wěn)定性能達到5次以上，減少使用過程中的粉化現(xiàn)象的輕質(zhì)隔熱耐火磚及其制備方法。
[0005]實現(xiàn)上述目的的措施:
一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其組成原料及重量百分比含量為:粒度在2~0.5mm的塑料空心球或粉煤灰中的漂珠:3~15%，粒度≥0.088mm的粘土粉:3、0% ;粒度≥0.088mm的高鋁礬土粉:0~90%，粒度≥0.1mm的藍晶石粉:3~8%，膨潤土:1~4%，磷酸二氫鋁:0~5%，三聚磷酸鈉:0.01 ~0.5%ο
[0006]其特征在于:所述的塑料空心球為還廢棄塑料制備。
[0007]制備一種輕質(zhì)隔熱耐火磚的方法，其步驟:
1)先將2、.5mm的塑料空心球或粉煤灰中的漂珠、磷酸二氫鋁、膨潤土混合均勻，并靜置0.2~24個小時；
2)將步驟I)的混合料與粘土粉、高鋁礬土粉、藍晶石粉、三聚磷酸鈉混合均勻，并消解不低于20個小時；
3)按照所添加總原料混合料的總重量百分比的0.f 2%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及5~9%的水并混合均勻；壓制成型；4)在溫度為10(Tl2(rC下烘干，干燥時間不低于20個小時，然后在120(Tl30(rC燒成待用。
[0008]本發(fā)明中各原料及主要工序的作用:
粒度在2~0.5mm的塑料空心球或粉煤灰中的漂珠:為輕質(zhì)隔熱耐火磚提供設(shè)定的氣孔大小與數(shù)量，以達到預(yù)定的隔熱效果。
[0009]粒度< 0.088mm的粘土粉:提供一定的結(jié)合強度，使得輕質(zhì)料混合有一定的塑性。
[0010]粒度< 0.088mm的高鋁礬土粉:增加輕質(zhì)磚的耐火性能，提高使用溫度。
[0011]粒度≤0.1mm的藍晶石粉:增加輕質(zhì)磚的膨脹，抵消燒成過程中的收縮。
[0012]膨潤土:提供一定的結(jié)合強度，使得輕質(zhì)料混合有一定的塑性。
[0013]磷酸二氫鋁:結(jié)合劑，增加輕質(zhì)磚的結(jié)合強度。
[0014]三聚磷酸鈉:分散劑，增加輕質(zhì)磚的均勻性與結(jié)合強度。
[0015]之所以先將2、.5mm的塑料空心球或粉煤灰中的漂珠、磷酸二氫鋁、膨潤土混合均勻，并靜置0.2^24個小時，其理由是防止磷酸二氫鋁的過度反應(yīng)使得混合料發(fā)泡。
[0016]之后再將步驟I)的混合料與粘土粉、高鋁礬土粉、藍晶石粉、三聚磷酸鈉混合均勻，并消解不低于20個小時，其理由:增加材料的均勻性，防止過度膨脹。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，磚的強度經(jīng)在110°C干燥24h后，其強度不低于4MPa，1000°C風(fēng)冷抗熱震穩(wěn)定性好，至少5次無大的裂紋和破壞，減少了使用過程中的粉化現(xiàn)象，還有利于降低能源消耗。
【具體實施方式】
[0018]下面對本發(fā)明予以詳細(xì)描述:
實施例1
一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其組成原料及重量百分比含量為:粒度在2~0.5mm的塑料空心球:3%，粒度< 0.088mm的粘土粉:85% ;粒度< 0.088mm的高招帆土粉:6.5%,粒度< 0.1mm的藍晶石粉:4%，膨潤土:1%，磷酸二氫鋁:0.4%，三聚磷酸鈉:0.1%。
[0019]制備步驟:
O先將粒度在2~0.5mm的塑料空心球的3%、磷酸二氫鋁0.4%及膨潤土 1%混合均勻，并靜置0.5個小時；
2)將步驟I)的混合料與粘土粉85%、高鋁礬土粉6.5%、藍晶石粉4%及三聚磷酸鈉0.1%混合均勻，并消解22個小時；
3)按照所添加總原料混合料的總重量百分比的2%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及6%的水并混合均勻；壓制成型；
4)在溫度為110°C下烘干，干燥時間為22個小時，然后在1250°C燒成待用。
[0020]所制備的耐火磚經(jīng)110°C干燥24小時后，其強度達到3.8MPa，1000°C風(fēng)冷抗熱震穩(wěn)定性好，6次無破壞。
[0021]實施例2
一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其組成原料及重量百分比含量為:粒度在2~0.5mm的塑料空心球:15%,粒度< 0.088mm的粘土粉:76% ;粒度< 0.088mm的高招帆土粉:0%，粒度< 0.1mm的藍晶石粉:3.5%，膨潤土:3%，磷酸二氫鋁:2.45%，三聚磷酸鈉:0.05%。[0022]制備步驟:
1)先將粒度在2~0.5mm的塑料空心球的15%、磷酸二氫鋁2.45%及膨潤土 3%混合均勻，并靜置I個小時；
2)將步驟I)的混合料與粘土粉76%、藍晶石粉3.5%及三聚磷酸鈉0.05混合均勻，并消解24個小時；
3)按照所添加總原料混合料的總重量百分比的0.3%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及5%的水并混合均勻；壓制成型；
4)在溫度為115°C下烘干，干燥時間為21個小時，然后在1300°C燒成待用。
[0023]所制備的耐火磚經(jīng)110°C干燥24小時后，其強度達到4.2MPa，1000°C風(fēng)冷抗熱震穩(wěn)定性好，5次無破壞。
[0024]實施例3
一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其組成原料及重量百分比含量為:粒度在2、.5mm的粉煤灰中的漂珠:10%，粒度≤0.088mm的粘土粉:3% ;粒度≤0.088mm的高鋁礬土粉:74.7%，粒度(0.1mm的藍晶石粉:6%，膨潤土:2.3%，磷酸二氫鋁:3.5%，三聚磷酸鈉:0.5%。
[0025]制備步驟:
O先將粒度在2~0.5mm的粉煤灰中的漂珠10%、磷酸二氫鋁3.5%及膨潤土 2.3%混合均勻，并靜置0.6個小時；
2)將步驟I)的混合料與粘土粉3%、藍晶石粉3.5%、高鋁礬土粉74.7%及三聚磷酸鈉
0.5%混合均勻，并消解24.5個小時；
3)按照所添加總原料混合料的總重量百分比的0.1%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及7%的水并混合均勻；壓制成型；
4)在溫度為120°C下烘干，干燥時間為21.5個小時，待用。
[0026]所制備的耐火磚經(jīng)110°C干燥24小時后，其強度達到5.3MPa，1000°C風(fēng)冷抗熱震穩(wěn)定性好，7次無破壞。
[0027]實施例4
一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其組成原料及重量百分比含量為:粒度在2~0.5mm的粉煤灰中的漂珠:6%，粒度≤0.088mm的粘土粉:18% ;粒度≤0.088mm的高鋁礬土粉:62%，粒度(0.1mm的藍晶石粉:8%，膨潤土:1.8%，磷酸二氫鋁:4%，三聚磷酸鈉:0.2%。
[0028]制備步驟:
1)先將粒度在2~0.5mm的粉煤灰中的漂珠6%、磷酸二氫鋁4%及膨潤土 1.8%混合均勻，并靜直0.8個小時；
2)將步驟I)的混合料與粘土粉18%、藍晶石粉8%、高鋁礬土粉62%及三聚磷酸鈉0.2%混合均勻，并消解24.7個小時；
3)按照所添加總原料混合料的總重量百分比的1.5%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及9%的水并混合均勻；壓制成型；
4)在溫度為110°C下烘干，干燥時間為23個小時，然后在1280°C燒成待用。
[0029]所制備的耐火磚經(jīng)110°C干燥24小時后，其強度達到7.5MPa，1000°C風(fēng)冷抗熱震穩(wěn)定性好，8次無破壞。
[0030]實施例5一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其組成原料及重量百分比含量為:粒度在2、.5mm的廢棄塑料空心球:8%，粒度≤0.088mm的粘土粉:32% ;粒度≤0.088mm的高鋁礬土粉:51%，粒度(0.1mm的藍晶石粉:5.08%，膨潤土:3.9%，磷酸二氫鋁:0%，三聚磷酸鈉:0.02%。
[0031]制備步驟:
1)先將粒度在2~0.5mm的塑料空心球8%、磷酸二氫鋁0%及膨潤土 3.9%混合均勻，并靜置1.2個小時；
2)將步驟I)的混合料與粘土粉32%、藍晶石粉5.08%、高鋁礬土粉51%及三聚磷酸鈉0.02%混合均勻，并消解25個小時；
3)按照所添加總原料混合料的總重量百分比的2%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及8.5%的水并混合均勻；壓制成型；
4)在溫度為115°C下烘干，干燥時間為24個小時，然后在1250°C燒成待用。
[0032]所制備的耐火磚經(jīng)110°C干燥24小時后，其強度達到5.3MPa，1000°C風(fēng)冷抗熱震穩(wěn)定性好，9次無破壞。
[0033]實施例6
一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其組成原料及重量百分比含量為:粒度在2~0.5mm的廢棄塑料空心球:12%，粒度≤0.088mm的粘土粉:45% ;粒度≤0.088mm的高鋁礬土粉:38%，粒度(0.1mm的藍晶石粉:3%，膨潤土:1.5%，磷酸二氫鋁:0.2%，三聚磷酸鈉:0.3%。
[0034]制備步驟:
1)先將粒度在2~0.5mm的塑料空心球12%、磷酸二氫鋁0.2%及膨潤土 1.5%混合均勻，并靜直1.6個小時；
2)將步驟I)的混合料與粘土粉45%、藍晶石粉3%、高鋁礬土粉38%及三聚磷酸鈉0.3%混合均勻，并消解24.8個小時；
3)按照所添加總原料混合料的總重量百分比的1.8%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及8%的水并混合均勻；壓制成型；
4)在溫度為110°C下烘干，干燥時間為24.5個小時，然后在1200燒成待用。
[0035]所制備的耐火磚經(jīng)110°C干燥24小時后，其強度達到6.1MPa, 1000°C風(fēng)冷抗熱震穩(wěn)定性好，8次無破壞。
[0036]上述實施例僅為最佳例舉，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其組成原料及重量百分比含量為:粒度在2、.5mm的塑料空心球或粉煤灰中的漂珠:3~15%，粒度≤0.088mm的粘土粉:3、0% ;粒度≤0.088mm的高鋁礬土粉:0~90%，粒度≤0.1mm的藍晶石粉:3~8%，膨潤土:1~4%，磷酸二氫鋁:0~5%，三聚磷酸鈉:0.01 ~0.5%ο
2.如權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，其特征在于:所述的塑料空心球還為廢棄塑料制備。
3.制備權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)隔熱耐火磚的方法，其步驟: 1)先將2~0.5mm的硬塑料空心球或粉煤灰中的漂珠、磷酸二氫鋁、膨潤土混合均勻，并靜置0.2~24個小時； 2)將步驟I)的混合料與粘土粉、高鋁礬土粉、藍晶石粉、三聚磷酸鈉混合均勻，并消解不低于20個小時； 3)按照所添加總原料混合料的總重量百分比的0.1~2%加入木質(zhì)素磺酸鹽、及5~9%的水并混合均勻；壓制成型； 4)在溫度為10(Tl2(rC下烘 干，干燥時間不低于20個小時，然后在120(Tl30(rC燒成待用。
【文檔編號】C04B38/00GK103693974SQ201310626786
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】徐國濤, 魯婷, 周旺枝, 張洪雷 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司