高強度、高熱震氧化鋁空心球磚及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種高強度、高熱震氧化鋁空心球磚。由以下重量份數的原料組成：氧化鋁空心球40-60份；剛玉砂10-30份；碳化硅6-15份；氧化鋁微粉7-14份；紅柱石微粉2-4份；硅線石微粉2-4份；粘土3-5份；結合劑10-14份。本發明具有高強度、熱震穩定性好等特性，同時具有常規氧化鋁空心球磚、耐高溫、節約能源的優勢，特別適合現代高溫輥棒燒結窯爐及類似工況窯爐使用，生產工藝科學合理，綠色環保，工藝簡單易于實現，具有廣泛的使用價值和推廣價值。
【專利說明】高強度、高熱震氧化鋁空心球磚及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輕質耐火磚，尤其是一種高強度、高熱震氧化鋁空心球磚及其制備方法。
[0002]背景材料
[0003]高溫輥棒燒結窯爐的爐型有井式窯和梭式窯兩種。無論哪種爐型的窯爐，其特點均為體積大尤其是高度高，升降溫頻繁，燒成溫度高。這種窯爐使用溫度在15000C _1600°C，每2-3天為一個燒成周期。因此要求內襯材料具有耐高溫、高強度、熱震穩定性好、節約燃耗等性能。常規氧化鋁空心球磚具有良好的耐火性能和優良的隔熱性能，常用作這種高溫窯爐的工作襯，可以減少熱量損失、加快升溫速度從而降低能源消耗，節約生產成本。但常規氧化鋁空心球磚在使用時，由于其強度低、熱震穩定性差，使用時產生裂紋、剝落等缺陷，影響使用壽命。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服常規氧化鋁空心球磚技術之不足，提供一種高強度、高熱震氧化鋁空心球磚及其制備方法，該產品具有耐高溫、高強度、熱震穩定性好、節約燃耗等特性，特別適合高溫輥棒燒結窯爐及類似工況窯爐使用。
[0005]本發明高強度、高熱震氧化鋁空心球磚，由以下重量份數的原料組成:
[0006]
氧化鋁空心球40-60份；
剛玉砂10-30份；
碳化娃6-15份；
氧化鋁微粉7-14份；
紅柱石微粉2-4份；
硅線石微粉2-4份；
粘土3-5份；
結合劑10-14份。
[0007]結合劑優選硫酸鋁或紙漿中的一種或兩種。
[0008]剛玉砂的顆粒度為< 150目。
[0009]氧化鋁微粉的顆粒度為≤ 500目。
[0010]紅柱石微粉的顆粒度≤500目。
[0011]硅線石微粉的顆粒度≤500目。
[0012]粘土的顆粒度≤200目。
[0013]所述的顆粒度即粉料細度。
[0014]氧化鋁空心球粒度為≤3mm。[0015]碳化娃粒度為< 60目。
[0016]高強度、高熱震氧化鋁空心球磚的制備方法，步驟如下:
[0017]將剛玉砂、氧化鋁微粉、紅柱石微粉、硅線石微粉和粘土混合均勻，制成混合粉，將氧化鋁空心球、碳化硅粒度料混合均勻，混合時間為2-3分鐘，然后加結合劑再混5-7分鐘，在混合均勻后形成泥料，泥料經成型、烘烤、焙燒得產品。
[0018]混合粉和顆粒料混合時間為2-3分鐘，加入結合劑后再混5-7分鐘，總混合時間8-10分鐘。
[0019]成型采用振動成型方法。
[0020]烘烤溫度為80~110°C，烘烤時間為24~48小時。
[0021]焙燒溫度為1550~1650°C，焙燒時間為6_10小時。
[0022]本發明的氧化鋁空心球磚引入低膨脹的SIC原料改善制品熱震性能。由于SIC熱膨脹系數小，引入SIC使得制品具有更好的熱震穩定性。在25~1400°C平均熱膨脹系數為
4.5X 10_6/°C，明顯低于氧化鋁熱膨脹系數。
[0023]本發明的氧化鋁空心球磚引用碳化硅和剛玉等多種顆粒料，不同原料的膨脹系數不同使制品在使用時產生微裂紋，微裂紋的產生可以緩沖制品因急冷急熱而產生的內部裂紋，進一步提聞制品的熱震性能。
[0024]本發明的氧化鋁空心球磚引入紅柱石、硅線石微粉、及碳化硅。紅柱石、硅線石分解形成的SIO2及SIC氧化生成的的SIO2與剛玉砂細粉、氧化鋁微粉中的AL2O3通過反應燒結形成莫來石網絡穿插于氧化鋁空心球骨料之間，提高了制品熱震性和強度。
[0025]氧化鋁微粉及紅柱石微粉的引入使莫來石化溫度提前至小于1000°C，這樣制品同時具有較強的中高溫強度。
[0026]微粉技術應用于氧化鋁空心球磚后，進一步促進燒結，是制品形成高強度的另一重要原因。因為粒度越小，比表面積越大，表面能越高，燒結溫度越低。紅柱石微粉的比表面積較大，可以在較低溫度下開始燒結。
[0027]本發明原料理化指標:
[0028]粘土的化學組分質量分數為=Al2O3≥36%，Fe2O3 ≤ 1.0%，可塑性≥3.5。
[0029]紅柱石的化學組分質量分數為=Al2O3≥55% ；Si02 ≤ 40% ；Fe203 ≤ 1.0%。
[0030]剛玉砂的化學組分質量分數為:A1203≥99%ο
[0031]硅線石的化學組分質量分數為=Al2O3≥55%，SiO2≥42%。
[0032]本發明原料均為市售。
[0033]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
[0034]本發明具有高強度、熱震穩定性好等特性，同時具有常規氧化鋁空心球磚、耐高溫、節約能源的優勢，特別適合現代高溫輥棒燒結窯爐及類似工況窯爐使用，生產工藝科學合理，綠色環保，工藝簡單易于實現，具有廣泛的使用價值和推廣價值。
【具體實施方式】
[0035] 下面結合實施例對本發明做進一步的說明。
[0036]本發明實施例中原料化學成分如下:
[0037]紅柱石優選的化學組分質量分數為=Al2O3:57.1% ；Si02:36.2% ；Fe203 ( 1.0%。[0038]硅線石優選的化學組分質量分數為=Al2O3:59.5%，SiO2:39%。
[0039]粘土的化學組分質量分數為=Al2O3:37.22，Fe2O3:0.51%，SiO2:45.01%，可塑性^ 3.5。
[0040]剛玉砂的化學組分質量分數為:A1203:99.17%。
[0041]實施例1
[0042]將30份剛玉砂、9份氧化鋁微粉、2份紅柱石微粉、4份硅線石微粉，5份粘土經螺旋攪拌機制成混合粉，再將40份氧化鋁空心球、10份碳化硅和混合粉在行星攪拌機攪拌均勻，混合時間為2分鐘，外加10份結合劑硫酸鋁再混合7分鐘，進一步混煉均勻后振動成型，磚坯體密在1.7-1.8g/cm3，經110°C烘干24小時。隧道窯1600°C下焙燒，焙燒時間為8小時得所需產品氧化鋁空心球磚。
[0043]實施例2
[0044]將24份剛玉砂、14份氧化鋁微粉、4份紅柱石微粉、2份硅線石微粉，4份粘土經螺旋攪拌機制成混合粉，再將46份氧化鋁空心球，6份碳化硅和混合粉在行星攪拌機攪拌均勻，混合時間為2.5分鐘，外加6份硫酸鋁，6份紙漿結合劑再混合6分鐘，進一步混煉均勻后振動成型，磚坯體密在1.6-1.7g/cm3，經80°C烘烤48小時。隧道窯1650°C下焙燒，焙燒時間為10小時得所需產品氧化鋁空心球磚。
[0045]實施例3
[0046]10份剛玉砂、7份氧化鋁微粉、2.5份紅柱石微粉、2.5份硅線石微粉，3份粘土經螺旋攪拌機制成混合粉，再將 60份氧化鋁空心球、15份碳化硅和混合粉在行星攪拌機攪拌均勻，混合時間為3分鐘，外 加14份紙漿結合劑再混合5分鐘，進一步混煉均勻后振動成型，磚坯體密在1.4-1.6g/cm3，經100。。烘烤30小時。隧道窯1550°C下焙燒，焙燒時間為6小時得所需產品氧化鋁空心球磚。
[0047]將實施例1-3的氧化鋁空心球磚進行理化性能檢測，結果如表1。
[0048]常規氧化鋁空心與本發明氧化鋁空心球磚的性能對比如表2。
[0049]表1實施例1-3的氧化鋁空心球磚進行理化性能檢測結果
[0050]
【權利要求】
1.一種高強度、高熱震氧化鋁空心球磚，其特征在于，由以下重量份數的原料組成:氧化鋁空心球40-60份；剛玉砂10-30份；碳化娃6-15份；氧化鋁微粉7-14份；紅柱石微粉2-4份.’硅線石微粉2-4份；粘土3-5份；結合劑10-14份。
2.根據權利要求1所述的高強度、高熱震氧化鋁空心球磚，其特征在于，結合劑為硫酸鋁或紙漿中的一種或兩種。
3.根據權利要求1所述的高強度、高熱震氧化鋁空心球磚，其特征在于，剛玉砂的顆粒度為< 150目；氧化鋁微粉的顆粒度為< 500目；紅柱石微粉的顆粒度< 500目；粘土的顆粒度< 200目；碳化硅粒度為< 60目。
4.根據權利要求1所述的高強度、高熱震氧化鋁空心球磚，其特征在于，氧化鋁空心球粒度為≤3mm。
5.一種權利要求1所述的·高強度、高熱震氧化鋁空心球磚的制備方法，其特征在于，步驟如下: 將剛玉砂、氧化鋁微粉、紅柱石微粉、硅線石微粉和粘土混合均勻，制成混合粉，將氧化鋁空心球、碳化硅粒度料混合均勻，混合時間為2-3分鐘，然后加結合劑再混5-7分鐘，在混合均勻后形成泥料，泥料經成型、烘烤、焙燒得產品。
6.根據權利要求5所述的高強度、高熱震氧化鋁空心球磚的制備方法，其特征在于，烘烤溫度為80~110°C，烘烤時間為24~48小時。
7.根據權利要求5所述的高強度、高熱震氧化鋁空心球磚的制備方法，其特征在于，焙燒溫度為1550~1650°C，焙燒時間為6-10小時。
【文檔編號】C04B35/66GK103708841SQ201310660559
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】劉玉瑛, 劉偉, 王文學, 王佑寶, 史成龍, 劉春霞 申請人:山東耐材集團魯耐窯業有限公司