一种微孔化刚玉砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微孔化刚玉砖及其制备方法。微孔化刚玉砖主要原料组成为致密刚玉75～95％，红柱石0～10％，碳化硅0～8％，结合粘土粉3～5％和金属硅微粉0.4～2％。将致密刚玉或致密刚玉和红柱石作为骨料干混；然后加入酚醛树脂混料；接着加入碳化硅、结合粘土粉、金属硅微粉或结合粘土粉、金属硅微粉混碾，得到混合物料；将混合物料压制成砖坯；砖坯依次进行干燥、烧成，得到产品微孔化刚玉砖。利用本发明专利技术制备的耐火制品具有适中的导热性能、高耐压强度，优异的抗侵蚀、抗冲刷能力和优异的热震稳定性，产品可在开放的氧化气氛下烧成，其生产效率高，可满足大型高炉陶瓷杯苛刻的工艺要求，具有优良的使用效果。

A microporous corundum brick and its preparation

The invention discloses a microporous corundum brick and a preparation method thereof. The main raw materials of microporous corundum brick are dense corundum 75-95%, andalusite 0-10%, silicon carbide 0-8%, combined clay 3-5% and metallic silicon micro powder 0.4-2%. Dense corundum or dense corundum and andalusite are used as aggregate for dry mixing; then phenolic resin is added for mixing; then silicon carbide, combined clay powder, metal silicon micro powder or combined clay powder, metal silicon micro powder are added for mixing and grinding to obtain mixed material; the mixed material is pressed into brick; the brick is dried and fired successively to obtain microporous corundum brick. The refractory products prepared by the invention have moderate thermal conductivity, high compressive strength, excellent erosion resistance, erosion resistance and excellent thermal shock stability. The products can be fired in an open oxidation atmosphere, with high production efficiency, can meet the demanding process requirements of large blast furnace ceramic cup, and have excellent use effect.

【技术实现步骤摘要】
一种微孔化刚玉砖及其制备方法一、
：本专利技术涉及一种耐火材料及其制备方法，特别是涉及一种微孔化刚玉砖及其制备方法。二、
技术介绍
：实现高炉长寿化、大型化是炼铁工业的重要目标。随着我国钢铁冶金行业节能降耗和节能减排工作的不断深化和强力推进，开发适应高炉长寿用耐火材料是新材料领域的研究重点之一。高炉长寿是系统工程，高炉本体用耐火材料在其中发挥着重要作用。近些年来，钢铁行业由于经济料的采用及强化冶炼，使得高炉工况环境越来越恶劣，渣的侵蚀、碱的侵蚀等都大为加强，这种情况下就要求炉缸耐火材料具有更为强的抗侵蚀性能。另外，理论及实践表明控制孔径，增加微孔比例可提高材料的抗渣等使用性能。微孔化耐火材料不仅可以寿命较市场应用产品高，而且在使用过程中起到了重要的节能作用，近年来逐渐被越来越多的钢铁设计院和钢铁公司认可。目前微孔化耐火材料的生产制造采用还原气氛烧成，通常有两种方式：惰性气体保护和埋炭烧成。惰性气体保护用烧成设备复杂，且不易生产大型或超大型尺寸产品。埋炭烧成工序多，工业化生产效率低，产品埋炭和出砖过程中粉尘很大，生产环境差。刚玉砖于埋碳气氛下可使小于1μm的孔容积率升高到50％以上，平均孔径在1μm以内，但是在弱氧化气氛下烧结，平均孔径仍有7μm左右，其中小于1μm孔容积率在20％～30％之间，在氧化气氛下烧结，微孔孔径更少或者没有。耐火材料微孔化在通常的氧化气氛下烧成是亟待解决的问题。三、
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题是：利用现有隧道窑烧成生产装备并根据环保要求，提供一种微孔化刚玉砖及其制备方法。本专利技术结合高炉和微孔化刚玉砖的特点，采用致密刚玉、红柱石、碳化硅、金属硅微粉等原料，经混料、成型、干燥后制备砖坯，再经隧道窑高温烧制而成微孔化刚玉砖。为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术提供一种微孔化刚玉砖，以重量百分比表示，所述微孔化刚玉砖的主要原料组成为致密刚玉75～95％，红柱石0～10％，碳化硅0～8％，结合粘土粉3～5％和金属硅微粉0.4～2％。根据上述的微孔化刚玉砖，以重量百分比表示，所述致密刚玉75～95％是由粒径5-3mm的致密刚玉5～10％、粒径3-1mm的致密刚玉30～50％和粒径<1mm的致密刚玉40～55％组成。根据上述的微孔化刚玉砖，所述致密刚玉的体积密度为3.8～3.9g/cm3。根据上述的微孔化刚玉砖，所述碳化硅的粒度<180目，碳化硅的纯度≥97％。根据上述的微孔化刚玉砖，所述结合粘土粉的粒度<180目。根据上述的微孔化刚玉砖，所述金属硅微粉的粒度<1μm，金属硅微粉中Si的质量百分含量≥95％。根据上述的微孔化刚玉砖，所述红柱石的粒度<1mm，红柱石中Al2O3的质量百分含量≥57％。另外，提供一种微孔化刚玉砖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：a、首先按照上述微孔化刚玉砖的配比比例称取各种原料；b、将称取的原料致密刚玉或致密刚玉和红柱石作为骨料倒入混料机中干混1～2分钟；然后加入占所有原料总重量2～3％的酚醛树脂，再进行混料3～5分钟；接着加入称取的原料碳化硅、结合粘土粉、金属硅微粉或结合粘土粉、金属硅微粉，加入后进行混碾15～25分钟，得到混合物料；c、将步骤b所得混合物料采用成型压机进行压制成型，得到砖坯；d、将压制成型的砖坯在干燥窑中干燥24～36小时，干燥窑入车口温度<90℃，干燥最高温度控制在110～180℃；e、将步骤d干燥后的砖坯采用高温隧道窑或梭式窑，在氧化气氛下烧成，烧成温度为1420～1550℃，达到烧成温度条件下保温4～8h，保温后冷却至室温得到产品微孔化刚玉砖。根据上述的微孔化刚玉砖的制备方法，步骤c中成型压机的成型压力400～1000吨；所得砖坯的体积密度为3.10～3.35g/cm3。根据上述的微孔化刚玉砖的制备方法，步骤e中烧成的具体加热过程为：经10～14h，温度由常温升至450℃；经12～16h，由450℃升至850℃；经16～24h，由850℃升至1250℃～1300℃；经20～26h，由1250℃～1300℃升至1500～1550℃；在1500～1550℃条件下保温4～8h；然后经12～16h，温度由1500～1550℃降至800℃，最后经10～14h，由800℃降至室温产品出窑。本专利技术的积极有益效果：1、利用本专利技术技术方案制备的耐火制品具有适中的导热性能、高耐压强度，优异的抗侵蚀、抗冲刷能力和优异的热震稳定性，产品可在开放的氧化气氛下烧成，其生产效率高，可满足大型高炉陶瓷杯苛刻的工艺要求，具有优良的使用效果。2、本专利技术在微孔化刚玉砖烧成过程中，从200℃开始至450℃左右，技术方案中的金属硅微粉逐步氧化并形成氧化物薄膜，阻止氧气向砖体内部渗透，有效保护碳化硅和酚醛树脂中的碳不被氧化。3、本专利技术技术方案中的金属硅微粉，其粒度<1μm，在氧化过程中形成了微孔孔径，经测定所得产品微孔化刚玉砖体密3.10g/cm3、气孔率小于12％，其中孔径小于1μm的约占60％以上，抗渣侵蚀深度在2mm以下；普通陶瓷杯材料体密为3.05g/cm3左右，抗渣侵蚀深度在14mm以上。四、具体实施方式：以下结合实施例进一步阐述本专利技术，但并不限制本专利技术技术方案保护的范围。以下实施例中：采用的致密刚玉的体积密度为3.8～3.9g/cm3；碳化硅的粒度<180目，碳化硅的纯度≥97％；结合粘土的粒度<180目；金属硅微粉的粒度<1μm，金属硅微粉中Si的质量百分含量≥95％；红柱石的粒度<1mm，红柱石中Al2O3的质量百分含量≥57％。另外，致密刚玉包括5-3mm致密刚玉、3-1mm致密刚玉和<1mm致密刚玉，其中<1mm致密刚玉分为1-0mm致密刚玉和180目致密刚玉；红柱石的粒度<1mm，包括1-0mm红柱石和180目红柱石。实施例1：本专利技术微孔化刚玉砖，以重量百分比表示，原料组成为：粒径5-3mm的致密刚玉5％、粒径3-1mm的致密刚玉42％、粒径1-0mm的致密刚玉18％、粒径180目的致密刚玉22％、碳化硅粉8％、结合粘土粉3％和金属硅微粉2％。实施例2：本专利技术微孔化刚玉砖，以重量百分比表示，原料组成为：粒径5-3mm的致密刚玉10％、粒径3-1mm的致密刚玉37％、粒径1-0mm的致密刚玉13％、粒径180目的致密刚玉29％、粒径1-0mm的红柱石5％、碳化硅粉0.5％、结合粘土粉5％和金属硅微粉0.5％。实施例3：本专利技术微孔化刚玉砖，以重量百分比表示，原料组成为：粒径5-3mm的致密刚玉8％、粒径3-1mm的致密刚玉30％、粒径1-0mm的致密刚玉17％、粒径180目的致密刚玉23％、粒径1-0mm的红柱石5％、粒径180目的红柱石5％、碳化硅粉6％、结合粘土粉5％和金属硅微粉1％。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微孔化刚玉砖，其特征在于：以重量百分比表示，所述微孔化刚玉砖的主要原料组成为致密刚玉75～95％，红柱石0～10％，碳化硅0～8％，结合粘土粉3～5％和金属硅微粉0.4～2％。/n

【技术特征摘要】
1.一种微孔化刚玉砖，其特征在于：以重量百分比表示，所述微孔化刚玉砖的主要原料组成为致密刚玉75～95％，红柱石0～10％，碳化硅0～8％，结合粘土粉3～5％和金属硅微粉0.4～2％。


2.根据权利要求1所述的微孔化刚玉砖，其特征在于：以重量百分比表示，所述致密刚玉75～95％是由粒径5-3mm的致密刚玉5～10％、粒径3-1mm的致密刚玉30～50％和粒径<1mm的致密刚玉40～55％组成。


3.根据权利要求1所述的微孔化刚玉砖，其特征在于：所述致密刚玉的体积密度为3.8～3.9g/cm3。


4.根据权利要求1所述的微孔化刚玉砖，其特征在于：所述碳化硅的粒度<180目，碳化硅的纯度≥97％。


5.根据权利要求1所述的微孔化刚玉砖，其特征在于：所述结合粘土粉的粒度<180目。


6.根据权利要求1所述的微孔化刚玉砖，其特征在于：所述金属硅微粉的粒度<1μm，金属硅微粉中Si的质量百分含量≥95％。


7.根据权利要求1所述的微孔化刚玉砖，其特征在于：所述红柱石的粒度<1mm，红柱石中Al2O3的质量百分含量≥57％。


8.一种微孔化刚玉砖的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
a、首先按照权利要求1所述微孔化刚玉砖的配比比例称取各种原料；
b、将称...

【专利技术属性】
技术研发人员：张积礼，王治峰，孔祥魁，孙艳粉，马淑龙，马飞，倪高金，周新功，王浩杰，
申请(专利权)人：通达耐火技术股份有限公司，巩义通达中原耐火技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11