專利名稱：：炭素焙燒爐用耐火材料及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種耐火材料，特別是涉及一種專供炭素焙燒爐使用的耐火材料，該耐火材料以煅燒高嶺土為主要原料生產。本發明還涉及該耐火材料的制備方法。
背景技術：
：炭素焙燒爐的作用是將經高壓成型后的各種炭素制品在隔絕空氣的情況下，按規定的焙燒溫度進行間接加熱，以提高炭素制品的機械強度、導電性和耐高溫的性能。一座大型炭素焙燒爐所需耐火材料約6000咱以上，其中的底部磚墩與坑面在高溫下長期承受上部砌體和焙燒制品的重量，上部的電極箱加熱墻、火井箱和燃燒嘴等部位的砌體長期遭受140(TC的高溫作用和在每一個焙燒周期內的溫度變化影響，因此，必須釆用機械強度高、荷重軟化溫度高、高溫蠕變率低、熱穩定性好且抗CO滲透的耐火材料來砌筑。過去的炭素焙燒爐用耐火材料一直使用一般粘土磚和高鋁磚。近年來，為了減少爐墻在使用過程中的塌陷，炭素焙燒爐用耐火材料有由一般粘土磚和高鋁磚向低蠕變粘土磚和低蠕變高鋁磚過渡的趨勢。澳大利亞、俄羅斯等國家每年需要從我國釆購大量的炭素焙燒爐用耐火材料，從這些國家提供的釆購技術指標來看，耐火材料制品的Ah03含量適中、顯氣孔率低、荷重軟化溫度高、高溫蠕變率低、熱穩定性好，另外還特別強調高溫強度、熱膨脹率、甚至抗CO的滲透性。一般的粘土磚和高鋁磚遠遠達不到這些技術要求，而國內現有的低蠕變粘土磚和低蠕變高鋁磚的綜合性能與上述技術指標相比也還存在著一定的差距。煤系高嶺土(俗稱煤矸石)是我國獨具特色的優勢非金屬礦產資源，儲量居世界之首，煅燒后的煤系高嶺土又稱低鋁莫來石，性能優良，價位適中。以煅燒后的煤系高嶺土作為骨料，燒結制備炭素焙燒爐用耐火材料，可以進一步提高制品的理化性能。
發明內容本發明的目的是提供一種Al203含量適中，顯氣孔率低，高溫蠕變率低，且具有抗CO腐蝕性能的炭素焙燒爐用耐火材料。提供上述炭素焙燒爐用耐火材料的制備方法，是本發明的另一發明目的。本發明的炭素焙燒爐用耐火材料是以下述重量百分數的材料為原料粒徑<lmm的煅燒高嶺土20~30%粒徑1~3mm的煅燒高嶺土25~35%粒徑35mm的煅燒高嶺土10~15%高鋁礬土25~30%結合粘土5~15%藍晶石5~15%經混煉、成型、煅燒制成。其中，所述的煅燒高嶺土是由煤系高嶺土煅燒后制成的煅燒高嶺土。本發明炭素焙燒爐用耐火材料的具體制備方法包括以下步驟l)將煅燒高嶺土破碎后，篩分成粒徑為〈lmm、l~3mm、3~5mm的3個級別；2)按上述比例將高鋁礬土、結合粘土、藍晶石混合后，研磨成細度<0.088mm的共磨粉；3)將共磨粉與3個級別的煅燒高嶺土按上述比例混合，并加入紙漿廢液一起混煉1012min;4)混煉后的泥料經壓制成型制成磚坯，于8018(TC干燥后，裝入隧道窯中，在1510152(TC進行煅燒制成耐火材料。其中，所述的壓制成型是釆用400t的摩擦壓磚機，將泥料壓制成體積密度為2.50~2.60g/cm3的磚坯。本發明制備得到的炭素焙燒爐用耐火材料產品是一種八1203含量介于粘土磚與高鋁磚之間的耐火制品，其具體技術性能內容見表1。表l理化性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表1技術指標來看，關鍵指標是顯氣孔率、荷重軟化溫度(0.5%)、蠕變率(1280°C/14~24h),熱震穩定性(IIO(TC水冷)和抗CO腐蝕。本發明的耐火材料產品釆用的主要原料為一種煅燒高嶺土，這種煅燒高嶺土是由煤矸石煅燒而來的。煤矸石是我國排放量最大的工業廢物，約占我國工業固體廢物的四分之一。具有關部門提供的材料顯示，全國歷年累計堆存的煤矸石約36億噸，規模較大的矸石山約2600座，占地1.2萬公頃。煤幵石長期堆存，不僅占用大量土地，同時也會造成自燃，污染大氣及地下水質。本發明產品以煅燒煤系高嶺土為主要原料，既降低了原料成本，又促進了工業固體廢棄物一一煤矸石的利用，而且本發明產品的性能遠遠高于一般粘土磚、高鋁磚與近似產品低蠕變粘土磚、低蠕變高鋁磚，能適應與滿足大型炭素焙燒爐的操作環境與要求，提高其使用壽命。具體實施方式實施例1將由煤系高嶺土(煤矸石)煅燒制成的煅燒高嶺土用圓錐破碎機破碎，經振動篩分級成<lmm、1~3mm、3~5mm3個級別。取650Kg高鋁礬土、130Kg結合粘土和230Kg藍晶石加入簡磨機中共磨成細度<0.088mm的共磨粉。取200Kg粒徑<l顯的煅燒高嶺土、240Kg粒徑1~3mffl的煅燒高嶺土、100Kg粒徑3-5mm的煅燒高嶺土、360Kg共磨粉混合，加入濕碾機中，同時加入24Kg紙漿廢液，混練1012min。釆用400t的摩擦壓磚機將混煉后的泥料壓制成型制成磚坯，壓磚機模型放尺率為非受壓方向0.5~1%,受壓方向1~2%,壓制成的磚坯體積密度為2.50~2.60g/cm3。將磚坯在8018(TC溫度下烘干。制成的磚坯裝車，送入隧道窯中，以發生爐煤氣為燃料，最高燒成溫度1510-152(TC,煅燒制成耐火材料。制成的耐火材料的理化性能為A120351.80%,Fe2030.77%,Ti021.38%,R2O0.56%,耐火度176(TC，體積密度2.37g/cm3,顯氣孔率14%，常溫耐壓強度111Mpa,荷重軟化溫度(O.5%)1540°C,蠕變率(1280°C/14~24h)0.004%/h,高溫抗折強度(130(TC)16Mpa，熱膨脹(20~IOO(TC)0.50%,熱震穩定性(IIO(TC水冷)>12次，抗CO腐蝕(lOOh)A。實施例2原料配比為粒徑〈lmm的煅燒高嶺土160Kg、粒徑1~3mm的煅燒高嶺土"4Kg、粒徑3Smm的煅燒高嶺土96Kg、高鋁礬土200Kg、結合粘土40Kg和藍晶石80Kg,制備方法同實施例l。實施例3粒徑<lmm的煅燒高嶺土160Kg、粒徑1~3隱的煅燒高嶺土200Kg、粒徑3~5mm的煅燒高嶺土120Kg、高鋁礬土200Kg、結合粘土80Kg和藍晶石40Kg，制備方法同實施例1。實施例4粒徑<lmm的煅燒高嶺土220Kg、粒徑1~3mm的煅燒高嶺土200Kg、粒徑3~Smm的煅燒高嶺土80Kg、高鉬礬土220Kg、結合粘土40Kg和藍晶石40Kg,制備方法同實施例1。權利要求1、炭素焙燒爐用耐火材料，是以下述重量百分數的材料為原料粒徑＜1mm的煅燒高嶺土20～30％粒徑1～3mm的煅燒高嶺土25～35％粒徑3～5mm的煅燒高嶺土10～15％高鋁礬土25～30％結合粘土5～15％藍晶5～15％經混煉、成型、煅燒制成。2、根據權利要求l所述的炭素焙燒爐用耐火材料，其特征是所述的煅燒高嶺土由煤系高嶺土煅燒后制成。3、權利要求l所述炭素焙燒爐用耐火材料的制備方法，包括以下步驟1)將煅燒高嶺土破碎后，篩分成粒徑為〈lmm、l~3mm、3~5mm的3個級別；2)按上述比例將高鋁礬土、結合粘土、藍晶石混合后，研磨至細度<0.088mm，得到共磨粉；3)將共磨粉與3個級別的煅燒高嶺土按上述比例混合，并加入紙漿廢液一起混煉；4)混煉后的泥料經壓制成型制成磚坯，干燥后，裝入隧道窯中，于1510~152(TC進行煅燒制成耐火材料。4、根據權利要求3所述的炭素焙燒爐用耐火材料的制備方法，其特征是所述的混煉時間為10-12min。5、根據權利要求3所述的炭素焙燒爐用耐火材料的制備方法，其特征是壓制成型的磚坯的體積密度為2.50~2.60g/cm3。6、根據權利要求3所述的炭素焙燒爐用耐火材料的制備方法，其特征是將壓制成型的磚坯于8018(TC下干燥。全文摘要炭素焙燒爐用耐火材料，由20～30％粒徑＜1mm的煅燒高嶺土、25～35％粒徑1～3mm的煅燒高嶺土、10～15％粒徑3～5mm的煅燒高嶺土、25～30％高鋁礬土、5～15％結合粘土、5～15％藍晶石經混煉、成型、煅燒制成。本發明制備得到的炭素焙燒爐用耐火材料是一種Al₂O₃含量介于粘土磚與高鋁磚之間的耐火制品，顯氣孔率低，高溫蠕變率低，具有抗CO腐蝕性能，性能遠高于一般粘土磚、高鋁磚及低蠕變粘土磚和低蠕變高鋁磚，能適應與滿足大型炭素焙燒爐的操作環境要求，提高焙燒爐使用壽命。本發明耐火材料的主要原料由煤矸石煅燒得到，既降低了原料成本，又促進了煤矸石的利用。文檔編號C04B35/66GK101186516SQ20071018537公開日2008年5月28日申請日期2007年12月5日優先權日2007年12月5日發明者史永記,史選紅,王義長申請人:山西陽泉華嶺耐火材料有限公司