本發(fā)明屬于煙道技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
煙道蓋板磚應(yīng)用于煙道的頂部，是煙氣輸送管道中至關(guān)重要的組成部分。其主要作用是：一方面起密封作用，阻止尾氣泄露出去造成環(huán)境污染；另一方面起隔熱作用，避免工業(yè)窯爐的熱量損失。由于煙道尺寸的設(shè)計原因，煙道蓋板磚尺寸較大，對材料的強(qiáng)度具有較高要求，所以限制了制備工藝。目前，煙道蓋板磚制備工藝主要有兩類：
一是以機(jī)壓成型方式制備的重質(zhì)磚，如“一種環(huán)保型抗剝落高鋁磚及其制備方法”（CN102887714A）專利技術(shù)，該技術(shù)以80wt%的特級鋁礬土、10wt%的復(fù)合微粉結(jié)合劑及10wt%特殊結(jié)合劑為原料，制得環(huán)保型抗剝落高鋁磚；“一種采用均化礬土制備的電石爐用高強(qiáng)高鋁磚及其制備方法”（CN103833396A）專利技術(shù)，該技術(shù)以均化礬土、板狀剛玉、轉(zhuǎn)窯礬土、焦寶石、藍(lán)晶石和蘇州白泥為主要原料，制得高強(qiáng)高鋁磚。上述技術(shù)制備的產(chǎn)品雖具有各自優(yōu)點，但均存在體積密度大、隔熱性能差的缺點，用于煙道蓋板將導(dǎo)致大量的熱能損失。
二是以澆筑成型的方式制備的預(yù)制件，如“一種不被鋁液潤濕的高鋁澆注料的制備方法”（CN101717246A）專利技術(shù)，該技術(shù)以高鋁顆粒料、高鋁細(xì)粉、氧化硅微粉、氧化鋁微粉、純鋁酸鈣水泥為主要原料制備高鋁澆注料，但該技術(shù)方案采用澆注成型的方式，成型過程中難以保證整個預(yù)制件的結(jié)構(gòu)十分均勻，在震動去除澆注料中氣泡的過程中易出現(xiàn)分層，導(dǎo)致產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不均勻。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，目的是提供一種強(qiáng)度高、隔熱效果好、耐酸堿性氣體沖刷能力強(qiáng)和抗熱震穩(wěn)定性好的高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：以50~80wt%的鋁礬土、5~20wt%的粘土、5~20wt%的莫來石和5~15wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.1~1wt%的助燒劑、0.1~5wt%的增塑劑和1~10wt%的結(jié)合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯。將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1100~1500℃條件下燒成3~7h，制得高強(qiáng)度煙道蓋板磚。
所述鋁礬土的氧化鋁含量大于70wt%，氧化鐵含量小于1.0wt%；所述鋁礬土的顆粒級配是：粒徑小于1mm且大于等于0.147mm的顆粒為50~75wt%，粒徑小于0.147mm且大于等于0.043mm的細(xì)粉為25~50wt%。
所述粘土為焦寶石、白泥、福建泥和高嶺土中的一種，所述粘土的粒徑小于2μm。
所述莫來石為燒結(jié)莫來石或為電熔莫來石，所述莫來石的粒徑為0.074~0.143mm。
所述“三石”為藍(lán)晶石、紅柱石和硅線石中的一種，所述“三石”的粒徑小于0.074mm。
所述助燒劑為TiO2、MgO、Cr2O3和AlF3微粉中的一種。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的一種以上。
所述結(jié)合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質(zhì)素磺酸鹽和糊精水溶液中的一種以上。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
本發(fā)明采用的擠出成型方式屬于半干法成型，將原料混合均勻后，通過加壓的方式將混合后的原料致密化，排除原料中的空氣，避免了澆注成型過程中因震動排除氣泡時發(fā)生的分層而造成結(jié)構(gòu)不均勻的缺陷；同時，擠出成型的過程是四面加壓，加壓成型是兩面加壓，四面加壓材料的結(jié)構(gòu)更加均勻。
本發(fā)明采用塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的一種或兩種以上的混合物為增塑劑，加上原料的合理顆粒級配及種類選擇，致使原料混合后具有極好的可塑性。同時結(jié)合本發(fā)明采用的擠出成型方式，通過控制擠出設(shè)備，使擠出的產(chǎn)品具有空心結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到隔熱效果，空心形狀可根據(jù)實際需要調(diào)整。
因此，本發(fā)明工藝簡單和可控性強(qiáng)，所制備的高強(qiáng)度煙道蓋板磚具有強(qiáng)度高、隔熱效果好、耐酸堿性氣體沖刷能力強(qiáng)和抗熱震穩(wěn)定性好的特點。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，并非對其保護(hù)范圍的限制：
為避免重復(fù)，先將本具體實施方式所涉及的原料統(tǒng)一描述如下：
所述鋁礬土的氧化鋁含量大于70wt%，氧化鐵含量小于1.0wt%；所述鋁礬土的顆粒級配是：粒徑小于1mm且大于等于0.147mm的顆粒為50~75wt%，粒徑小于0.147mm且大于等于0.043mm的細(xì)粉為25~50wt%。
所述粘土的粒徑小于2μm。
所述莫來石的粒徑為0.074~0.143mm。
所述“三石”的粒徑小于0.074mm。
實施例1
一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。以50~60wt%的鋁礬土、14~20wt%的粘土、11~17wt%的莫來石和9~13wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.1~0.4wt%的助燒劑、0.1~1wt%的增塑劑和1~4wt%的結(jié)合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯；將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1100~1350℃條件下燒成5~7h，制得高強(qiáng)度煙道蓋板磚。
本實施例中：所述粘土為焦寶石；所述結(jié)合劑為磷酸鋁；所述增塑劑為塑性粘土；所述助燒劑為TiO2；所述莫來石為燒結(jié)莫來石；所述“三石”為藍(lán)晶石。
實施例2
一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例1：
所述結(jié)合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質(zhì)素磺酸鹽和糊精水溶液中的兩種以上混合物。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的兩種以上混合物。
實施例3
一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。以55~70wt%的鋁礬土、11~17wt%的粘土、14~20wt%的莫來石和5~9wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.3~0.6wt%的助燒劑、1~3wt%的增塑劑和3~6wt%的結(jié)合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯；將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1150~1400℃條件下燒成5~7h，制得高強(qiáng)度煙道蓋板磚。
本實施例中：所述粘土為白泥；所述結(jié)合劑為酚醛樹脂；所述增塑劑為膨潤土或為葉臘石；所述助燒劑為MgO；所述莫來石為電熔莫來石；所述“三石”為紅柱石。
實施例4
一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例3：
所述結(jié)合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質(zhì)素磺酸鹽和糊精水溶液中的兩種以上混合物。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的兩種以上混合物。
實施例5
一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。以60~75wt%的鋁礬土、8~14wt%的粘土、5~11wt%的莫來石和11~15wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.5~0.8wt%的助燒劑、2~4wt%的增塑劑和5~8wt%的結(jié)合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯；將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1200~1450℃條件下燒成4~6h，制得高強(qiáng)度煙道蓋板磚。
本實施例中：所述粘土為福建泥；所述結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鹽；所述增塑劑為甲基纖維素或為羧甲基纖維素；所述助燒劑為Cr2O3微粉；所述莫來石為燒結(jié)莫來石；所述“三石”為硅線石。
實施例6
一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例5：
所述結(jié)合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質(zhì)素磺酸鹽和糊精水溶液中的兩種以上混合物。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的兩種以上混合物。
實施例7
一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。以65~80wt%的鋁礬土、5~11wt%的粘土、8~14wt%的莫來石和7~11wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.7~1.0wt%的助燒劑、3~5wt%的增塑劑和7~10wt%的結(jié)合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯；將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1250~1500℃條件下燒成3~5h，制得高強(qiáng)度煙道蓋板磚。
本實施例中：所述粘土為高嶺土；所述結(jié)合劑為糊精水溶液；所述增塑劑為木質(zhì)素磺酸鹽或為烷基苯硫化物；所述助燒劑為AlF3微粉；所述莫來石為電熔莫來石；所述“三石”為紅柱石。
實施例8
一種高強(qiáng)度煙道蓋板磚及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例7：
所述結(jié)合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質(zhì)素磺酸鹽和糊精水溶液中的兩種以上混合物。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的兩種以上混合物。
本具體實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
本具體實施方式采用的擠出成型方式屬于半干法成型，將原料混合均勻后，通過加壓的方式將混合后的原料致密化，排除原料中的空氣，避免了澆注成型過程中因震動排除氣泡時發(fā)生的分層而造成結(jié)構(gòu)不均勻的缺陷；同時，擠出成型的過程是四面加壓，加壓成型是兩面加壓，四面加壓材料的結(jié)構(gòu)更加均勻。
本具體實施方式采用塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的一種或兩種以上的混合物為增塑劑，加上原料的合理顆粒級配及種類選擇，致使原料混合后具有極好的可塑性。同時結(jié)合本具體實施方式采用的擠出成型方式，通過控制擠出設(shè)備，使擠出的產(chǎn)品具有空心結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到隔熱效果，空心形狀可根據(jù)實際需要調(diào)整。
因此，本具體實施方式工藝簡單和可控性強(qiáng)，所制備的高強(qiáng)度煙道蓋板磚具有強(qiáng)度高、隔熱效果好、耐酸堿性氣體沖刷能力強(qiáng)和抗熱震穩(wěn)定性好的特點。