阅读说明：本技术 焦炉用硅质隔热砖及其生产工艺 (Siliceous heat-insulating brick for coke oven and production process thereof ) 是由 孙伟 丁娟 刘成辉 孙日先 牟林山 孙传彬 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及冶金、化工等热工设备用砖技术领域,且国内首次公开了焦炉用硅质隔热砖,该材料配方的组分及重量成分组成包括：硅石及二氧化硅类的：75％-80％、硅微粉10％-15％,氧化钠：0.1％-0.2％、兰晶石：2％-6％、莫来石：2％-6％、刚玉：1％-3％；硅溶胶5％-10％。该焦炉用硅质隔热砖及其生产工艺,通过添加刚玉,保证热震性能得到一定的提高,高温抗蠕变性较好,保证硅质隔热耐火砖的热稳定性能低,通过增添莫来石和刚玉,进一步保证硅质隔热砖的耐热性能,提高了硅质隔热砖的强度,该硅质隔热砖可直接接触火焰作为内衬结构材料使用,为炼焦炉新的隔热节能结构的设计以及传统高温窑炉结构改造提供保障。(The invention relates to the technical field of bricks for metallurgical, chemical and other thermal equipment, and discloses a siliceous heat-insulating brick for a coke oven for the first time in China, wherein the material formula comprises the following components in parts by weight: silica and silicon dioxide-based: 75-80%, silicon micropowder 10-15%, sodium oxide: 0.1% -0.2%, kyanite: 2% -6%, mullite: 2% -6%, corundum: 1% -3%; 5 to 10 percent of silica sol. According to the siliceous heat-insulating brick for the coke oven and the production process thereof, corundum is added to ensure that the thermal shock performance is improved to a certain extent, the high-temperature creep resistance is better, the low thermal stability of the siliceous heat-insulating refractory brick is ensured, mullite and corundum are added to further ensure the heat resistance of the siliceous heat-insulating brick, the strength of the siliceous heat-insulating brick is improved, the siliceous heat-insulating brick can be directly contacted with flame to be used as a lining structure material, and the design of a new heat-insulating energy-saving structure of the coke oven and the structural improvement of a traditional high-temperature kiln are guaranteed.)

焦炉用硅质隔热砖及其生产工艺

技术领域

本发明涉及建筑用砖技术领域，具体为焦炉用硅质隔热砖及其生产工艺。

背景技术

炼焦炉，一种通常由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子，用于使煤炭化以生产焦炭。

硅质隔热耐火砖是指以硅石为主要原料制成的，SiO2含量不小于91％的隔热耐火制品。硅质隔热耐火砖除具有隔热保温性能外，在很大程度上保持硅砖的特性，荷重软化开始温度高，在加热过程中，体积略有膨胀，使窑炉的整体性增强。制造硅质隔热耐火砖采用经过细粉碎的硅石为原料，加入部分废硅砖或废硅质隔热耐火砖粉、矿化剂和可燃加入物等。按一定配比在混练机中加水混合成泥料，经机械或手工成型，砖坯干燥后残余水分小于0.5％方可装窑。为防止因SiO2多晶转变发生剧烈体积膨胀，引起制品产生裂纹，烧成时要求比较缓慢的升降温速度。

目前的硅质隔热耐火砖的虽然耐火强度较好，但是热震性能较差，高温抗蠕变性能差、强度低，从而导致硅质隔热耐火砖的热稳定性能低，由此提出了焦炉用硅质隔热砖及其生产工艺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了焦炉用硅质隔热砖及其生产工艺，解决了目前的硅质隔热耐火砖的虽然耐火强度较好，但是热震性能较差，高温抗蠕变性能差、强度低，从而导致硅质隔热耐火砖的热稳定性能低的问题。为实现上述保证热震性能得到一定的提高，高温抗蠕变性较好，保证硅质隔热耐火砖的热稳定性能低，进一步保证硅质隔热砖的耐热性能，提高了硅质隔热砖的强度，利用氧化铝空心球组合的硅质隔热砖可直接接触火焰作为内衬结构材料使用的目的，本发明提供如下技术方案：焦炉用硅质隔热砖，该材料配方的组分及重量成分组成包括：二氧化硅：60％-80％、硅微粉10％-20％、氧化钠：0.1％-0.2％、氧化钠：0.1％-0.2％、兰晶石：2％-6％、莫来石：2％-6％、刚玉：1％-5％、氧化铝空心球：8％-20％；硅溶胶：5％-10％。

优选的，该材料配方的组分及重量成分组成包括：二氧化硅：60％、硅微粉10％、氧化钠：0.1、氧化钠：0.2％、兰晶石：2％、莫来石：6％、刚玉：5％、氧化铝空心球：20％；硅溶胶：11.7％。

优选的，该材料配方的组分及重量成分组成包括：二氧化硅：70％、硅微粉13％、氧化钠：0.2％、氧化钠：0.1％、兰晶石：3％、莫来石：3％、刚玉：3％、氧化铝空心球：15％；硅溶胶：5.7％。

优选的，该材料配方的组分及重量成分组成包括：二氧化硅：80％、硅微粉16％、氧化钠：0.1％、氧化钠：0.1％、兰晶石：2％、莫来石：2％、刚玉：1％、氧化铝空心球：8％；硅溶胶：6.8％。

优选的，根据权利要求1-4所述的焦炉用硅质隔热砖生产工艺，包括以下步骤：

1)取二氧化硅、氧化钠和氧化钠充分搅拌混合，且在混合的过程中加入一定量的硅溶胶继续进行混合；

2)选用兰晶石、莫来石、刚玉、氧化铝空心球中的几种材料进行混合，按配比要求把二氧化硅、氧化钠、氧化钠和外硅溶胶璃混匀；

3)完成混合料之后，用隔板把成型模具的料腔隔成两部分，采用振动加压或机压进行成型；

4)将砖胚体在室温条件下养护24至48h，然后进行脱模处理，脱模后在100至120℃条件下干燥20至30h；

5)最后将砖块胚体装窑于1350～1500℃条件下保温3至6小时烧成。

优选的，所述烧成前期，在300至600℃期间是可燃物燃烧阶段，需缓慢升温；

优选的，所述放冷阶段采用慢-快-慢的多级放冷。

与现有技术相比，本发明提供了焦炉用硅质隔热砖及其生产工艺，具备以下有益效果：

该焦炉用硅质隔热砖，通过二氧化硅：60％-80％、硅微粉10％-20％、氧化钠：0.1％-0.2％、兰晶石：2％-6％、莫来石：2％-6％、刚玉：1％-5％、氧化铝空心球：8％-20％；硅溶胶：5％-10％按照一定百分比重进行混合，然后使硅质隔热砖成型，然后再将砖胚体进行保温烧成，从而可以得到硅质隔热砖，通过添加氧化铝空心球，保证热震性能得到一定的提高，高温抗蠕变性较好，保证硅质隔热耐火砖的热稳定性能低，通过增添莫来石刚玉，进一步保证硅质隔热砖的耐热性能，提高了硅质隔热砖的强度，利用氧化铝空心球组合的硅质隔热砖可直接接触火焰作为内衬结构材料使用，为炼焦炉结构的设计以及传统高温窑炉结构改造提供保障。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的内容，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。焦炉用硅质隔热砖，该材料配方的组分及重量成分组成包括：二氧化硅：60％-80％、硅微粉10％-20％、氧化钠：0.1％-0.2％、兰晶石：2％-6％、莫来石：2％-6％、刚玉：1％-5％、氧化铝空心球：8％-20％；硅溶胶：5％-10％

实施例1

制作方法具体步骤如下：

1)、将二氧化硅：60％、硅微粉10％-20％、氧化钠：0.2％、兰晶石：2％、莫来石：6％、刚玉：5％、氧化铝空心球：20％；硅溶胶：11.7％按照一定的比例置于搅拌器中，完成混合搅拌均匀；

2)、完成混合料之后，用隔板把成型模具的料腔隔成两部分，采用振动加压或机压进行成型，然后将砖块胚体在室温条件下养护24至48h，然后进行脱模处理，脱模后在100至120℃条件下干燥20至30h，最后将砖块胚体装窑于1350～1500℃条件下保温3至6小时烧成。

实施例2

制作方法具体步骤如下：

1)、将二氧化硅：70％、硅微粉10％-20％、氧化钠：0.2％、兰晶石：3％、莫来石：3％、刚玉：3％、氧化铝空心球：15％；硅溶胶：5.7％按照一定的比例置于搅拌器中，完成混合搅拌均匀；

2)、完成混合料之后，用隔板把成型模具的料腔隔成两部分，采用振动加压或机压进行成型，然后将砖块胚体在室温条件下养护24至48h，然后进行脱模处理，脱模后在100至120℃条件下干燥20至30h，最后将砖块胚体装窑于1350～1500℃条件下保温3至6小时烧成。

实施例2

制作方法具体步骤如下：

1)、将二氧化硅：80％、硅微粉10％-20％、氧化钠：0.1％、兰晶石：2％、莫来石：2％、刚玉：1％、氧化铝空心球：8％；硅溶胶：6.8％按照一定的比例置于搅拌器中，完成混合搅拌均匀；

2)、完成混合料之后，用隔板把成型模具的料腔隔成两部分，采用振动加压或机压进行成型，然后将砖块胚体在室温条件下养护24至48h，然后进行脱模处理，脱模后在100至120℃条件下干燥20至30h，最后将砖块胚体装窑于1350～1500℃条件下保温3至6小时烧成。

其中，烧成前期，在300至600℃期间是可燃物燃烧阶段，需缓慢升温，以利于可燃物排出，否则将使可燃物碳化，砖体呈黑色；放冷阶段采用慢-快-慢的多级放冷，放冷速度不能过快，否则易造成砖炸裂。

综上，根据实施例1、实施例2和实施例3的试验操作过后，选取质量最好的作为焦炉用硅质隔热砖，进一步保证硅质隔热砖的耐热性能，提高了硅质隔热砖的强度，利用氧化铝空心球组合的硅质隔热砖可直接接触火焰作为内衬结构材料使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。