阅读说明：本技术 一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料及其生产方法 (Cordierite-mullite refractory material for coke oven door and production method thereof ) 是由 姚君 甘秀石 张大奎 张展 朱庆庙 张馨予 贾楠楠 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料,组份以质量百分比计：35-45％粒度为3-1mm的焦宝石；20-30％粒度<1mm的焦宝石；10％-25％粒度为0.088-0.045mm的堇青石熟料；15-25％粒度<0.045mm的堇青石细粉。(The invention discloses a cordierite-mullite refractory material for a coke oven door, which comprises the following components in percentage by mass: 35-45% of flint clay with the grain size of 3-1 mm; 20-30% flint clay with particle size less than 1 mm; 10% -25% of cordierite clinker with the granularity of 0.088-0.045 mm; 15-25% fine cordierite powder with a particle size of less than 0.045 mm.)

一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料及其生产方法

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料及其生产方法。

背景技术

焦炉是焦化行业的基础热工设备。目前焦炉的使用寿命大多在30年以上，相对于焦炉的长寿命，焦炉生产炉门因开启频繁，表面温度高、装煤出焦温度变化大，操作环境差等原因所导致的机械损毁、热破坏等原因导致其使用寿命不长，而焦炉炉门的经常修补与更换也对焦炉的正常生产产生了不利影响。要使焦炉炉门具有较长的使用寿命，所用耐火材料必须具备良好的热震稳定性、较高的强度和抗化学侵蚀性。

国内外科研工作者对焦炉炉门用耐火材料进行了大量的研究，例如采用粘土质耐火材料、轻质隔热材料和堇青石质耐火材料等。粘土砖虽然价格低廉、强度高，但其热膨胀系数和弹性模量大，因此其抗热震稳定差；隔热材料具有导热率低，热膨胀系数和弹性模量小，抗热震性较好等特点，但存在强度不够高、显气孔率很大、焦炭及其炼焦过程的一些化学产物更容易渗透到衬砖内部进而侵蚀衬砖等缺陷和弊端，而纯堇青石砖热膨胀系数小，抗热震稳定性好，但是其强度和高温稳定性较差，且纯的堇青石砖的价格较高，不适于焦化行业的使用。

因此，急需一种可以与堇青石复合的第二相，既可以降低使用纯堇青石砖的成本，又可以提高材料的强度以及抗热震稳定性等性能，延长焦炉炉门的使用寿命。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明目的在于提供一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料及其生产方法，本发明堇青石-莫来石质耐火材料具有较高的强度以及优异的抗热震稳定性。

为了实现发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料，其特征在于组份以质量百分比计：35-45％粒度为3-1mm的焦宝石、20-30％粒度<1mm的焦宝石，10％-25％粒度为0.088-0.045mm的堇青石熟料、15-25％粒度<0.045mm的堇青石细粉。

一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料的生产方法，其特征在于：采用粒度分别为3-1mm、<1mm的焦宝石做为骨料、粒度为0.088-0.045mm的堇青石熟料和<0.045mm的堇青石细粉为基质料，外加结合剂，经预混、混炼、机压成型、干燥、烧成，得到一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料，其具体操作步骤如下：

1)以质量百分比计，采用35-45％粒度为3-1mm和20-30％的粒度<1mm的焦宝石，10％-25％粒度为0.088-0.045mm的堇青石熟料和15-25％的粒度<0.045mm的堇青石细粉置于混炼机中进行预混，得到预混物料；

2)外加以预混物料总质量2-4％的结合剂，加入到步骤1)的预混物料中，置于混炼机中继续混炼10-20分钟，得到混炼后的泥料；

3)泥料置于模具中机压成型；

4)将机压成型后的坯体在100℃以上的条件下干燥12h以上，得干燥后的物料；

5)将物料在1300-1450℃高温炉中煅烧，并保温3-6h，随炉自然冷却后取出即得。

所述结合剂为纸浆废液。

采用本方法可获得如下有益效果：1)由于堇青石和莫来石二者热膨胀系数的失配，使得两相界面形成微细裂纹，极大的提高了材料的热震稳定性。2)添加了堇青石细粉，基质中存在堇青石会改善材料的烧结，使其组织结构连接更为牢固，从而提高了耐压强度。3)常温抗折强度为10.6MPa以上，耐压强度为114MPa以上，热震10次后的抗折强度保持率为49％以上。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行说明：

实施例1：

(1)以质量百分比计，采用40％粒度为3-1mm和25％的粒度<1mm的焦宝石为骨料，10％粒度为0.088-0.045mm的堇青石熟料和25％的粒度<0.045mm的堇青石细粉置于混炼机中进行预混，得到预混物料；

(2)外加以预混物料总质量4％的纸浆废液作为结合剂，加入到步骤一的预混物料中，置于混炼机中继续混炼20分钟，得到混炼后的泥料；

(3)泥料置于模具中机压成型；

(4)将机压成型后的坯体在110℃的条件下干燥24h，得干燥后的物料；

(5)将物料在1330℃高温炉中煅烧，并保温6h，随炉自然冷却后取出，即得到一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料。

本实施例制备的一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料，常温抗折强度为11.9MPa，耐压强度为114MPa，热震10次后的抗折强度保持率为49％。

实施例2：

(1)以质量百分比计，采用40％粒度为3-1mm和25％的粒度<1mm的焦宝石为骨料，15％粒度为0.088-0.045mm的堇青石熟料和20％的粒度<0.045mm的堇青石细粉置于混炼机中进行预混，得到预混物料；

(2)外加以预混物料总质量4％的纸浆废液作为结合剂，加入到步骤一的预混物料中，置于混炼机中继续混炼20分钟，得到混炼后的泥料；

(3)泥料置于模具中机压成型；

(4)将机压成型后的坯体在110℃的条件下干燥24h，得干燥后的物料；

(5)将物料在1330℃高温炉中煅烧，并保温6h，随炉自然冷却后取出，即得到一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料。

本实施例制备的一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料，常温抗折强度为10.6MPa，耐压强度为145MPa，热震10次后的抗折强度保持率为64％。

实施例3：

(1)以质量百分比计，采用40％粒度为3-1mm和25％的粒度<1mm的焦宝石为骨料，20％粒度为0.088-0.045mm的堇青石熟料和15％的粒度<0.045mm的堇青石细粉置于混炼机中进行预混，得到预混物料；

(2)外加以预混物料总质量4％的纸浆废液作为结合剂，加入到步骤一的预混物料中，置于混炼机中继续混炼20分钟，得到混炼后的泥料；

(3)泥料置于模具中机压成型；

(4)将机压成型后的坯体在110℃的条件下干燥24h，得干燥后的物料；

(5)将物料在1330℃高温炉中煅烧，并保温6h，随炉自然冷却后取出，即得到一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料。

本实施例制备的一种焦炉炉门用堇青石-莫来石质耐火材料，常温抗折强度为10.7MPa，耐压强度为132MPa，热震10次后的抗折强度保持率为60％。