阅读说明：本技术 一种碳素焙烧炉用特种粘土砖及其制备方法 (Special clay brick for carbon roasting furnace and preparation method thereof ) 是由 武本有 郝良军 韩八斤 秦迎军 于 2020-05-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及耐火材料技术领域,更具体而言,涉及一种碳素焙烧炉用特种粘土砖,该粘土砖由三级铝矾土熟料、红柱石、粘土制得,本发明另一方面提供了一种碳素焙烧炉用特种粘土砖的制备方法,制备过程中将纸浆液过筛,低于22目加水稀释与粉料混合,避免形成泥团,造成烧成后砖坯产生溶洞,高于22目浆料细化后用于经一次烘焙后坯制品的浸渍,细化后形成不团聚的小分子,浆料中细小纤维高温焙烧下在坯制品孔隙结构中重新分布,提高坯制品体积密度,使其内部结构进一步密制化,坯料在浆料中多次焙烧、干燥,保证良好接枝,构成纤维补强,避免在收缩时产生裂纹；通过最终烧结,降低Fe<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>含量,体积收缩,粘土出现玻璃液态相,塞满未熔颗粒空隙。(The invention relates to the technical field of refractory materials, in particular to a special clay brick for a carbon roasting furnace, which is prepared from three-level bauxite chamotte, andalusite and clay, and the invention also provides a preparation method of the special clay brick for the carbon roasting furnaceImpregnating the baked blank product, thinning the impregnated blank product to form non-agglomerated small molecules, re-distributing the fine fibers in the slurry in the pore structure of the blank product under high-temperature baking, improving the volume density of the blank product, further compacting the internal structure of the blank product, and repeatedly baking and drying the blank in the slurry to ensure good grafting, form fiber reinforcement and avoid generating cracks during shrinkage; reduction of Fe by final sintering 2 O 3 Content, volume shrinkage, clay appearance of glass liquid phase, plugging up unmelted particle voids.)

一种碳素焙烧炉用特种粘土砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，更具体而言，涉及一种碳素焙烧炉用特种粘土砖及其制备方法。

背景技术

工业领域中，碳素制品的应用越来越广，在国防科技领域占有举足轻重的地位。碳素炉耐火材料的选择至关重要。多年来国内外在碳素煅烧炉、焙烧炉和石墨化炉所用的耐火材料进行了大量的探讨研究，原料焙烧炉常用炉型为罐式炉和回转窑。罐式炉罐体及火道的工作层外侧和火道砌体、蓄热室及烟道等部位的工作层采用粘土砖砌筑，火道的工作层外侧主要使用的是火道专用特种粘土砖，为适应碳素炉大型化，延长使用寿命，对碳素炉用耐火材料质量提出了更高要求，而且砖型的设计、复杂程度和外形尺寸都远远超过了传统设计，对其理化指标的要求也超越了相关行业标准及国家标准。目前国内外由于耐火原料质量、选用上存在差距，铁含量超标、热震稳定性差等缺陷，使得材料的理化指标往往达不到人们的期望值。

发明内容

本发明为了解决现有碳素焙烧炉用特种粘土砖由于耐火原料质量、选用上存在差异、铁含量超标、热震稳定性差等缺陷，往往达不到人们的期望值，提供一种碳素焙烧炉用特种粘土砖及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种碳素焙烧炉用特种粘土砖，包括以下重量份原料：三级铝矾土熟料粗粉25-35份，三级铝矾土熟料中粉10-25份，红柱石中粉10份，粘土细粉20份、二级铝矾土熟料细粉23份。

进一步地，所述三级铝矾土熟料中Al₂O₃≥55%，Fe₂O₃≤1.4%；红柱石中粉Al₂O₃≥55%，Fe₂O₃≤1.2%；粘土细粉Al₂O₃≥25%，Fe₂O₃≤1.0%；二级矾土熟料细粉Al₂O₃≥75% ，Fe₂O₃≤1.2%。

进一步地，所述三级铝矾土熟料粗粉中三级铝矾土熟料粒径范围在3-1mm之间的占64-74%，粒径范围在1-0.088mm之间的占24-34%，余量颗粒粒径范围<0.088mm；所述三级铝矾土熟料中粉中三级铝矾土熟料粒径范围在3-1mm之间的占1-2%，粒径范围在1-0.088mm之间的占64-74%，余量颗粒粒径范围<0.088mm；所述红柱石中粉中粒径范围在3-1mm之间的占1-2%，粒径范围在1-0.088mm之间的占64-74%，余量颗粒粒径范围<0.088mm；所述粘土细粉粒径范围在1-0.088mm之间的占5-15%，余量颗粒粒径范围<0.088mm；所述二级铝矾土熟料细粉粒径范围在1-0.088mm之间的占5-15%，余量颗粒粒径范围<0.088mm。

一种碳素焙烧炉用特种粘土砖的制备方法，包括以下步骤：

S1、取纸浆液过筛，-22目浆料为浆料A，+22目为浆料B；

S2、将重量份为25-35份的三级铝矾土熟料粗粉，10-25份的三级铝矾土熟料中粉，10份的红柱石中粉，20份的粘土细粉、23份的二级铝矾土熟料细粉混捏获得初粉；

S3、称取重量份为2-3的浆料A，在浆料A加水稀释至纸浆浓度1.18-1.25g/cm制得稀释液，将稀释液加入到S2中初粉中，混捏制得泥料；

S4、将S3中泥料用400t以上压机进行压制成型制的坯制品；

S5、将S4中坯制品置于焙烧炉在700-800℃一次焙烧；

S6、将浆料B细化至150-200目，加水分散；

S7、将S5中经一次焙烧的坯制品浸于S6中分散浆料B中；

S8、将坯制品在70-100℃的温度下干燥至残余水分不超过0.8%；

S9、重复S8-S9操作3-5次；

S10、将坯制品装入窑炉在1320℃-1380℃，保温时间8-12小时条件下烧结为成品，冷却至常温即可制得粘土砖。

进一步地，所述纸浆液比重为1.18-1.25g/cm³，pH为4-5。纸浆从辽宁临海市金城造纸厂购得，可增强砖体的可塑性及机械强度。

进一步地，所述S2中混捏温度为150℃-250℃，混捏时间为0.5-1h，混捏后自然冷却至常温。

进一步地，所述S3中混捏温度为160℃-220℃，混捏时间为1.5-3h，混捏后自然冷却至常温。

进一步地，所述S4中成型后保压10-20min。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

本发明提供了一种碳素焙烧炉用特种粘土砖，该粘土砖由三级铝矾土熟料、红柱石、粘土制得，采用本发明所述配方制得的特种粘土砖的具有优良理化指标，尤其是Fe₂O₃含量明显较低、抗热震性较好；制得的粘土砖机械强度较大、荷重软化点较高、热稳定性较好。本发明另一方面提供了一种碳素焙烧炉用特种粘土砖的制备方法，制备过程中首先将纸浆液过筛，低于22目加水稀释与粉料混合，避免形成泥团，造成烧成后砖坯产生溶洞，增强砖体的可塑性；高于22目浆料细化后用于经一次烘焙后坯制品的浸渍，细化后形成不团聚的小分子，浆料中细小纤维高温焙烧下在坯制品孔隙结构中重新分布，提高坯制品体积密度，使其内部结构进一步密制化，提高整体的热传递能力，坯料在浆料中多次焙烧、干燥，保证良好接枝，构成纤维补强，避免在收缩时产生裂纹；通过最终烧结，降低Fe₂O₃含量，体积收缩，粘土出现玻璃液态相，塞满未熔颗粒空隙；通过本发明提供的制备方法制得的特种粘土砖完全符合该炉的设计、复杂程度和外形尺寸的要求，抗腐蚀性强，尺寸稳定，适应碳素炉大型化生产的要求。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种碳素焙烧炉用特种粘土砖，包括以下重量份原料：三级铝矾土熟料粗粉25-35份，三级铝矾土熟料中粉10-25份，红柱石中粉10份，粘土细粉20份、二级铝矾土熟料细粉23份。

进一步地，所述三级铝矾土熟料中Al₂O₃≥55%，Fe₂O₃≤1.4%；红柱石中粉Al₂O₃≥55%，Fe₂O₃≤1.2%；粘土细粉Al₂O₃≥25%，Fe₂O₃≤1.0%；二级矾土熟料细粉Al₂O₃≥75% ，Fe₂O₃≤1.2%。

进一步地，所述三级铝矾土熟料粗粉中三级铝矾土熟料粒径范围在3-1mm之间的占64-74%，粒径范围在1-0.088mm之间的占24-34%，余量颗粒粒径范围<0.088mm；所述三级铝矾土熟料中粉中三级铝矾土熟料粒径范围在3-1mm之间的占1-2%，粒径范围在1-0.088mm之间的占64-74%，余量颗粒粒径范围<0.088mm；所述红柱石中粉中粒径范围在3-1mm之间的占1-2%，粒径范围在1-0.088mm之间的占64-74%，余量颗粒粒径范围<0.088mm；所述粘土细粉粒径范围在1-0.088mm之间的占5-15%，余量颗粒粒径范围<0.088mm；所述二级铝矾土熟料细粉粒径范围在1-0.088mm之间的占5-15%，余量颗粒粒径范围<0.088mm。

在本实施例中，细度是指耐火原料的颗粒大小，颗粒尺寸分布是指连续的、不同细度级别范围内，各细度级别的颗粒所占的重量百分比，耐火原料的颗粒尺寸分布对耐火砖的体积密度、气孔率、机械强度、可塑性、烧成性能和稳定性能指标都有很大影响，本发明的申请人在理论基础上经过多次配比试验、比较、分析，得出上述碳素焙烧炉用特种粘土砖的细度及颗粒尺寸分布

一种碳素焙烧炉用特种粘土砖的制备方法，包括以下步骤：

S1、取纸浆液过筛，-22目浆料为浆料A，+22目为浆料B；

S2、将重量份为25-35份的三级铝矾土熟料粗粉，10-25份的三级铝矾土熟料中粉，10份的红柱石中粉，20份的粘土细粉、23份的二级铝矾土熟料细粉混捏获得初粉；混捏温度为150℃-250℃，混捏时间为0.5-1h，混捏后自然冷却至常温；

S3、称取重量份为2-3的浆料A，在浆料A加水稀释至纸浆浓度1.18-1.25g/cm制得稀释液，将稀释液加入到S2中初粉中，混捏制得泥料；混捏温度为160℃-220℃，混捏时间为1.5-3h，混捏后自然冷却至常温；

S4、将S3中泥料用400t以上压机进行压制成型制的坯制品，成型后保压10-20min；

S5、将S4中坯制品置于焙烧炉在700-800℃一次焙烧；

S6、将浆料B细化至150-200目，加水分散；

S7、将S5中经一次焙烧的坯制品浸于S6中分散浆料B中；

S8、将坯制品在70-100℃的温度下干燥至残余水分不超过0.8%；

S9、重复S8-S9操作3-5次；

S10、将坯制品装入窑炉在1320℃-1380℃，保温时间8-12小时条件下烧结为成品，冷却至常温即可制得粘土砖。

在本实施例中，所述纸浆液比重为1.18-1.25g/cm³，pH为4-5。纸浆从辽宁临海市金城造纸厂购得，可增强砖体的可塑性及机械强度。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。