一种耐急冷急热烧嘴砖及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐急冷急热烧嘴砖及其制备方法，原料组分为：铝粉２４％～３０％，高铝矾土骨料和矾土细粉１４％～３１％，氧化铬粉４５％～５６％，外加氟化钠粉１％～２％及与原料比例为１０ｇ∶０．６～１．４ｍｌ的粘结剂。将原料混合均匀后，在６０～１００ＭＰａ压力下制成压坯；在２００～３００℃的温度下烘干２ｈ；用通电钨丝点燃点火剂使压坯自烧结；自烧结后的压坯冷却后加工成烧嘴砖。经检验常温耐压强度达３０～５０ＭＰａ，导热系数０．９～１．１Ｗ／ｍ.℃，耐火度１７９０～１８００℃；８００℃水冷条件下，热震稳定性大于５０次，避免了因炉温急剧变化而剥落的问题，使用中不产生低熔物，使用寿命达到半年以上，且制备工艺简单，易于操作和控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐火材料领域。具体地说是一种用于各种冶金炉烧嘴，具有较 高热震稳定性的烧嘴砖及其制备方法。
技术介绍
加热炉与均热炉是轧钢或锻钢时用于加热钢坯或钢锭的热工设备，而烧嘴 砖则是用于烧嘴部位的耐火制品，起喷射燃料和组织火焰的作用。烧嘴砖的工作温度一般在1400 1500°C，烧嘴砖不仅需要较好的耐火性能和抗热震性能， 而且还应具备良好的抗高温气流冲刷与烟尘侵蚀的能力。多年来，加热炉、均热炉所使用的烧嘴砖一直采用矾土水泥结合高铝质耐 火浇注料制成，烧嘴砖使用寿命较短， 一般仅有3 6个月。其损坏的主要原因 一是矾土水泥中的Ca0使烧嘴砖在高温使用时形成低熔物，从而使砖的耐火性 能降低，烧嘴砖使用后期严重变形，导致炉内温度场发生改变，影响钢坯的加 热质量，用户不得不更换烧嘴砖；二是以矾土水泥作结合剂的浇注料烧嘴砖热 震稳定性一般，耐剥落性能和抵抗温度骤变能力差，因此引起烧嘴砖的剥落损 毁。最近，有人研制了无水泥高铝质浇注料烧嘴砖，改善烧嘴砖的高温使用性 能并提高其热震稳定性，可满足加热炉、均热炉使用要求。但浇注料烧嘴砖制 备周期长，需要养护近一周左右；而且烧嘴砖初次使用时需要严格控制升温制 度，而现场操作条件有时难以保障，仍会出现因急剧升温而剥落的问题。中国专利公开号CN1172145A提供了一种《焦炉用新型复合不烧烧嘴砖及其 制造方法》，A1203、 Zr02、 Si02含量分别为50 75%、 60 90%、 55 75%， i亥不烧 烧嘴砖由高铝质、锆质、硅质耐火材料和酸式复盐结合剂、有机弱酸性添加剂 按一定配比和加料顺序制成，其热震稳定性达到50次，能一定程度上延长焦炉 寿命和改善劳动条件。但实践证明，其使用过程中产生低熔物，不能长期使用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，旨在提供一种具有耐高温，强度高， 耐急冷急热性好，制备工艺简单和使用可靠，可确保炉内温度场不发生改变的 烧嘴砖及其制备方法。为此，本专利技术所采取的技术解决方案是:本专利技术耐急冷急热烧嘴砖其原料组分与重量百分比含量为:24% 30%高铝矾土骨料和矾土细粉14% 31%氧化铬粉45% 56%氟化钠粉(外加)10/0 2%粘结剂，上述原料的混合料与粘结剂的比例为10g : 0.6 1.4ml。上述原料中，铝粉的纯度为99wt。/。，粒度为0 0. 147mm;氧化铬粉的纯度 为99wt。/。，粒度为0 0. 147mm;氟化钠粉为化学纯。高铝矾土骨料和矾土细粉的化学成分为Al20391%、 Ti023%、 Fe2032%，其 它4%;高铝矾土骨料粒度3 lmm、 1 0 mm与矾土细粉粒度0 0. 088 mm三 者比例为7:1:2。所述的粘结剂为纸浆溶液或磷酸盐溶液，纸浆溶液的密度为1.2g/cm3。原料组分中，铝粉是作为氧化剂，氧化铬作为还原剂，二者反应放热使矾 土细粉熔化产生液相；氟化钠粉是助烧结剂；高铝矾土骨料可以提高产品的强 度和避免压制时产生层裂现象。本专利技术耐急冷急热烧嘴砖的制备方法，其主要工艺包括配料、成型、烘 干、烧结及加工；具体步骤为配料，将含有铝粉24% 30%、高铝矾土骨料和矾土细粉14% 31%、氧化 铬粉45% 56%及外加氟化钠粉1% 2%的原料干混均匀后，再向混合料中按 10 g : 0.6 1.4ml的比例加入粘结剂，并混合均匀；成型，将混合均匀后的原料放入成型机，在60 100MPa压力下压制成压坯;烘干，将成型后的压坯放入烘干窑，在200 30(TC的温度下烘干2h;烧结，在烘干后的压坯表面撒上点火剂，用通电钨丝点燃点火剂及压坯， 使压坯自烧结；加工，待烧结坯冷却后，将其加工成成品烧嘴砖。制备方法中，所述的点火剂组成为CrCb与Al之间的摩尔比为1 : 3， Cr03 和Al的粒度均为0 0.147mm。上述原料组分及配比，可使其反应体系放出适当的热量，确保产品具有较 好的成分、结构和性能。成型工序得到烧嘴砖的形状，烘干使压坯中的水分蒸 发并使其具有一定的预热温度，以利于点燃压坯；点火是为激活反应体系，使 压坯靠自身放热达到自烧结，从而加工成烧嘴砖。实施本专利技术所获得的烧嘴砖，其各项性能指标均达到了较理想的程度。其 中烧嘴砖的常温耐压强度达25 35MPa;在80(TC水冷条件下，热震稳定性大 于50次；导热系数为0. 9 1. 1 W/ (m 。C)，耐火度为1790 18(XTC。由于热 震稳定性的提高，使烧嘴砖避免了因炉温急剧变化而剥落的问题。且使用过程 中不产生低熔物，具有较高的强度，所以本专利技术烧嘴砖的使用寿命可达到半年 以上。同时，本专利技术制备工艺简单迅速，易于操作和控制。具体实施例方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步说明。首先是原料准备。纯度为99wt%，粒度为0 0. 147mm的铝粉；含Al20391%、 Ti023%、 FeA2o/。的高铝矾土骨料和砜土细粉，高铝矶土骨料粒度3 lmm、 l 0 mm与矾土细粉粒度0 0. 088 mm三者比例为7:1:2;纯度为99wt%，粒度 为0 0. 147mm的氧化铬粉；化学纯氟化钠粉；密度为1. 2 g/cm3的纸浆溶液或 磷酸盐溶液，作为制备烧嘴砖的原料待用。实施例1:将上述制备好的待用原料按重量百分比分别称量-铝粉30wt%， 高铝矾土骨料和矾土细粉14wt%， 氧化铬粉56wt%， 氟化钠粉(外加)1.5wt%，以及与上述混合料比例为10 g : 1. 4 ml的纸浆溶液。 其制备工艺为将按上述比例备好的铝粉、高铝矾土骨料和矾土细粉、氧化铬粉及外加氟化钠粉混合均匀，再按10 g : 1. 4 ml的比例加入纸浆溶液，并充分混合搅拌均 匀。将混合均匀后的原料放入成型机，在100MPa压力下压制成压坯。把压坯放 入烘干窑，在20(TC的温度下烘干.,2h。在烘干后的压坯上表面撒点火剂(点火 剂的配制工艺&03与Al按1 : 3摩尔比混合均匀，003和Al的粒度均小于 0.14mm)，用通电钨丝点燃点火剂使压坯自烧结。最后将冷却后的烧结坯加工成经检验，按上述配比和工艺生产的烧嘴砖，其性能指标为 体积密度2. 3 g/cm3，常温耐压强度35MPa;导热系数为1. 1 W/ (m °C )， 耐火度为1790°C，在80(TC水冷条件下热震稳定性大于50次。 实施例2:将前述制备好的待用原料按重量百分比分别称量 铝粉26wt%，高铝矾土骨料和矾土细粉25wt%， 氧化铬粉49wt%， 氟化钠粉(外加)1.5wt%，以及与上述混合料比例为10 g : 0. 6 ml的磷酸盐溶液。将按上述比例备好的铝粉、高铝矾土骨料和矾土细粉、氧化铬粉及外加氟 化钠粉混匀后，加入磷酸盐溶液，并混合均匀；放入成型机，用60MPa压力制 成压坯；放入烘干窑，在30(TC的温度下烘干2h;在烘干后的压坯上表面撒点 火剂(点火剂的配制工艺Cr03与Al按1 : 3摩尔比混合均匀，Cr03和'Al的粒度均小于0.14mm)，用通电钨丝点燃点火剂使压坯自烧结。最后将冷却后的烧结坯加工成烧嘴砖。其性能指标为体积密度1.9g/cm3，常温耐压强度30MPa;导热系数为 0.9W/m*°C，耐火度为1800'C， 800'C水冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐急冷急热烧嘴砖，其特征在于，其原料组分与重量百分比含量为：铝粉２４％～３０％高铝矾土骨料和矾土细粉１４％～３１％氧化铬粉４５％～５６％外加氟化钠粉１％～２％粘结剂，上述原料的混合 料与粘结剂的比例为：１０ｇ∶０．６～１．４ｍｌ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大正，徐大勇，刘常鹏，邓伟，张宇，高峰，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]