一种改性刚玉砖的生产方法
阅读说明：本技术 一种改性刚玉砖的生产方法 (Production method of modified corundum brick ) 是由 宋二鹏 宋进朝 孟祥峰 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种改性刚玉砖的配方,包括以下原料：电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α-Al-2O-3微粉、ρ-Al-2O-3微粉、铝溶胶,且原料中组分粒径的选择,便于刚玉砖进行改性制备。(The invention discloses a formula of a modified corundum brick, which comprises the following raw materials: electric melting white corundum, alumina hollow ball and active alpha-Al 2 O 3 Fine powder of rho-Al 2 O 3 Micro powder and alumina sol, and the selection of the particle size of the components in the raw materials is convenient for the modification preparation of the corundum brick.)
技术领域
本发明涉及刚玉砖技术领域，具体涉及一种改性刚玉砖的生产方法。
背景技术
炭黑反应炉是炭黑生产工艺中的关键设备,炭黑反应炉由燃烧室、喉管、反应段、急冷段和停留段5大部分构成。炭黑反应炉急冷段是炭黑的反应生成阶段，在该段高温的反应裂解气体经喷水急速降温形成炭黑，温度变化很大，由1900℃突降到1400℃左右，因此炭黑炉急冷段内衬所用耐火材料，要求(1)抗化学侵蚀性能好；(2)高温性能好；(3)抗急冷急热性能好；(4)抗气流冲刷性能好。目前所用的耐火材料都是高纯白刚玉砖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性刚玉砖的生产方法，解决炭黑反应炉急冷内衬所用耐火材料为高纯刚玉砖，高纯刚玉砖目前存在的问题是由于纯度较高，难于烧结，必须在1750℃以上的温度才能烧结，并且高纯白刚玉砖的抗急冷急热性能差，在高温使用条件下，温度的波动引起刚玉砖的开裂和剥落掉块，影响炉子的使用寿命的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种改性刚玉砖的配方，包括以下原料：电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉、铝溶胶。
进一步的；所述电熔白刚玉的粒径选择3-5mm、1-3mm、小于1mm的三种以及目数为200目和320目的两种；其中：
3-5mm为大于3mm，小于等于5mm；
1-3mm为大于等于1mm，小于等于3mm；
200目和320目按照国际目数标准执行。
进一步的；所述原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉3-6份、1-3mm的电熔白刚玉35-40份、小于1mm的电熔白刚玉8-12份、200目的电熔白刚玉15-20份、320目的电熔白刚玉12-18份、氧化铝空心球2-6份、活性α-Al2O3微粉4-8份、ρ-Al2O3微粉2-4份、铝溶胶2.5-3.5份。
进一步的；所述氧化铝空心球的粒径为小于0.2mm。
进一步的；所述铝溶胶的比重为1.35-1.45g/cm3。
进一步的；制备方法为：
(1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合5-10min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合3-5min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合15-25min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥24-36小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1450℃-1550℃条件下烧成。
进一步的；所述步骤(3)中，压力机的压力参数为315t、630t或1000t。
进一步的；所述步骤(5)中，烧成保温时间为8-12h。
与现有技术相比，本发明的至少具有以下有益效果之一：
1、选择的电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉、铝溶胶使得制备的产品，使用环境增加临界力度，增强稳定性，节能环保。
2、本发明采用铝溶胶做粘结剂，制造炭黑炉和石化行业用高纯刚玉砖，引入小颗粒氧化铝空心球，利用空心球的空心，在高温下可以吸收刚玉的热膨胀应力，降低刚玉的热膨胀性，提高高纯刚玉砖的抗急冷急热性能。本发明改性刚玉砖具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
3、制备的产品便于烧结，且产品的抗化学侵蚀性能好；高温性能好；抗急冷急热性能好；抗气流冲刷性能好
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种改性刚玉砖的配方，包括以下原料：电熔白刚玉、氧化铝空心球、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉、铝溶胶；采用铝溶胶做粘结剂，制造炭黑炉和石化行业用高纯刚玉砖，引入小颗粒氧化铝空心球，利用空心球的空心，在高温下可以吸收刚玉的热膨胀应力，降低刚玉的热膨胀性，提高高纯刚玉砖的抗急冷急热性能。
实施例2：
在实施例1的基础上，电熔白刚玉的粒径选择3-5mm、1-3mm、小于1mm的三种以及目数为200目和320目的两种。电熔白刚玉选择利于制备产品的品质较好。
实施例3：
在实施例1-2的基础上，原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉3份、1-3mm的电熔白刚玉35份、小于1mm的电熔白刚玉8份、200目的电熔白刚玉15份、320目的电熔白刚玉12份、氧化铝空心球2份、活性α-Al2O3微粉4份、ρ-Al2O3微粉2份、铝溶胶2.5份；不同组分的原料制备的刚玉砖，具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
实施例4：
在实施例1-3的基础上，原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉6份、1-3mm的电熔白刚玉40份、小于1mm的电熔白刚玉12份、200目的电熔白刚玉20份、320目的电熔白刚玉18份、氧化铝空心球6份、活性α-Al2O3微粉8份、ρ-Al2O3微粉4份、铝溶胶3.5份；不同组分的原料制备的刚玉砖，具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
实施例5：
在实施例1-4的基础上，原料以质量份计为：3-5mm的电熔白刚玉4.5份、1-3mm的电熔白刚玉37.5份、小于1mm的电熔白刚玉10份、200目的电熔白刚玉17.5份、320目的电熔白刚玉15份、氧化铝空心球4份、活性α-Al2O3微粉6份、ρ-Al2O3微粉3份、铝溶胶3份；不同组分的原料制备的刚玉砖，具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
实施例6：
在实施例1-5的基础上，氧化铝空心球的粒径为小于0.2mm；粒径的大小选择，利于产品的制备。
实施例7：
在实施例1-6的基础上，铝溶胶的比重为1.45g/cm3；铝溶胶较好的作为粘结剂。
实施例8：
在实施例1-7的基础上，铝溶胶的比重为1.35g/cm3；铝溶胶较好的作为粘结剂。
实施例9：
在实施例1-8的基础上，铝溶胶的比重为1.40g/cm3；铝溶胶较好的作为粘结剂。
实施例10：
在实施例1-9的基础上，制备方法为：
(1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合5min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合3min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合15min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥24小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1450℃条件下烧成；
各原料通过细粉预混合、骨料混合，在通过压力机进行定型，砖坯进行干燥后烧制，使得烧制的产品使用环境增加临界力度，增强稳定性，节能环保。
实施例11：
在实施例1-10的基础上，制备方法为：
((1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合10min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合5min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合25min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥36小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1550℃条件下烧成；
各原料通过细粉预混合、骨料混合，在通过压力机进行定型，砖坯进行干燥后烧制，使得烧制的产品使用环境增加临界力度，增强稳定性，节能环保。
实施例12：
在实施例1-11的基础上，制备方法为：
(1)细粉预混合：按配方量准确称量200目电熔白刚玉粉、320目电熔白刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉，在预混机中共混30min，出料后备用；
(2)骨料混合：按配方量准确称量3-5mm电熔白刚玉、1-3mm电熔白刚玉、小于1mm电熔白刚玉、0-0.2mm氧化铝空心球一起加入湿碾机中干混2-3min，在加入2/3量的铝溶胶，混合7.5min，然后加入步骤(1)预混合后得到的细粉，再混合4min，然后加入剩余1/3量的铝溶胶，最后混合20min，出料；
(3)成型：将步骤(2)所得到的的泥料采用摩擦压力机成型；
(4)烘干：将步骤(3)成型后的砖坯在120℃条件下干燥30小时；
(5)烧成：将步骤(4)干燥后的砖坯在1500℃条件下烧成；
各原料通过细粉预混合、骨料混合，在通过压力机进行定型，砖坯进行干燥后烧制，使得烧制的产品使用环境增加临界力度，增强稳定性，节能环保。
实施例13：
在实施例1-12的基础上，步骤(3)中，压力机的压力参数为315t、630t或1000t；便于压力机进行定型。
实施例14：
在实施例1-13的基础上，步骤(5)中，烧成保温时间为8h；便于刚玉砖的制备。
实施例15：
在实施例1-14的基础上，步骤(5)中，烧成保温时间为12h；便于刚玉砖的制备。
实施例16：
在实施例1-15的基础上，步骤(5)中，烧成保温时间为10h；便于刚玉砖的制备。
本发明采用铝溶胶做粘结剂，制造炭黑炉和石化行业用高纯刚玉砖，引入小颗粒氧化铝空心球，利用空心球的空心，在高温下可以吸收刚玉的热膨胀应力，降低刚玉的热膨胀性，提高高纯刚玉砖的抗急冷急热性能。本发明改性刚玉砖具有烧成温度低，强度高，抗急冷急热性能好等特点，可以满足炭黑炉急冷段的使用要求。
Al2O3≥98.0％，体积密度≥3.10g/cm3，耐压强度≥65MPa，热震稳定性(1100℃水冷)≥20次。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
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