本發明屬于煙道技術領域。具體涉及一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。
背景技術：
煙道蓋板磚應用于煙道的頂部，是煙氣輸送管道中至關重要的組成部分。其主要作用是：一方面起密封作用，阻止尾氣泄露出去造成環境污染；另一方面起隔熱作用，避免工業窯爐的熱量損失。由于煙道尺寸的設計原因，煙道蓋板磚尺寸較大，對材料的強度具有較高要求，所以限制了制備工藝。目前，煙道蓋板磚制備工藝主要有兩類：
一是以機壓成型方式制備的重質磚，如“一種環保型抗剝落高鋁磚及其制備方法”（CN102887714A）專利技術，該技術以80wt%的特級鋁礬土、10wt%的復合微粉結合劑及10wt%特殊結合劑為原料，制得環保型抗剝落高鋁磚；“一種采用均化礬土制備的電石爐用高強高鋁磚及其制備方法”（CN103833396A）專利技術，該技術以均化礬土、板狀剛玉、轉窯礬土、焦寶石、藍晶石和蘇州白泥為主要原料，制得高強高鋁磚。上述技術制備的產品雖具有各自優點，但均存在體積密度大、隔熱性能差的缺點，用于煙道蓋板將導致大量的熱能損失。
二是以澆筑成型的方式制備的預制件，如“一種不被鋁液潤濕的高鋁澆注料的制備方法”（CN101717246A）專利技術，該技術以高鋁顆粒料、高鋁細粉、氧化硅微粉、氧化鋁微粉、純鋁酸鈣水泥為主要原料制備高鋁澆注料，但該技術方案采用澆注成型的方式，成型過程中難以保證整個預制件的結構十分均勻，在震動去除澆注料中氣泡的過程中易出現分層，導致產品的結構不均勻。
技術實現要素：
為了旨在克服現有技術的缺陷，目的是提供一種強度高、隔熱效果好、耐酸堿性氣體沖刷能力強和抗熱震穩定性好的高強度煙道蓋板磚及其制備方法。
為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：以50~80wt%的鋁礬土、5~20wt%的粘土、5~20wt%的莫來石和5~15wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.1~1wt%的助燒劑、0.1~5wt%的增塑劑和1~10wt%的結合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯。將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1100~1500℃條件下燒成3~7h，制得高強度煙道蓋板磚。
所述鋁礬土的氧化鋁含量大于70wt%，氧化鐵含量小于1.0wt%；所述鋁礬土的顆粒級配是：粒徑小于1mm且大于等于0.147mm的顆粒為50~75wt%，粒徑小于0.147mm且大于等于0.043mm的細粉為25~50wt%。
所述粘土為焦寶石、白泥、福建泥和高嶺土中的一種，所述粘土的粒徑小于2μm。
所述莫來石為燒結莫來石或為電熔莫來石，所述莫來石的粒徑為0.074~0.143mm。
所述“三石”為藍晶石、紅柱石和硅線石中的一種，所述“三石”的粒徑小于0.074mm。
所述助燒劑為TiO2、MgO、Cr2O3和AlF3微粉中的一種。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的一種以上。
所述結合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質素磺酸鹽和糊精水溶液中的一種以上。
由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：
本發明采用的擠出成型方式屬于半干法成型，將原料混合均勻后，通過加壓的方式將混合后的原料致密化，排除原料中的空氣，避免了澆注成型過程中因震動排除氣泡時發生的分層而造成結構不均勻的缺陷；同時，擠出成型的過程是四面加壓，加壓成型是兩面加壓，四面加壓材料的結構更加均勻。
本發明采用塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的一種或兩種以上的混合物為增塑劑，加上原料的合理顆粒級配及種類選擇，致使原料混合后具有極好的可塑性。同時結合本發明采用的擠出成型方式，通過控制擠出設備，使擠出的產品具有空心結構，從而達到隔熱效果，空心形狀可根據實際需要調整。
因此，本發明工藝簡單和可控性強，所制備的高強度煙道蓋板磚具有強度高、隔熱效果好、耐酸堿性氣體沖刷能力強和抗熱震穩定性好的特點。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步描述，并非對其保護范圍的限制：
為避免重復，先將本具體實施方式所涉及的原料統一描述如下：
所述鋁礬土的氧化鋁含量大于70wt%，氧化鐵含量小于1.0wt%；所述鋁礬土的顆粒級配是：粒徑小于1mm且大于等于0.147mm的顆粒為50~75wt%，粒徑小于0.147mm且大于等于0.043mm的細粉為25~50wt%。
所述粘土的粒徑小于2μm。
所述莫來石的粒徑為0.074~0.143mm。
所述“三石”的粒徑小于0.074mm。
實施例1
一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。以50~60wt%的鋁礬土、14~20wt%的粘土、11~17wt%的莫來石和9~13wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.1~0.4wt%的助燒劑、0.1~1wt%的增塑劑和1~4wt%的結合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯；將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1100~1350℃條件下燒成5~7h，制得高強度煙道蓋板磚。
本實施例中：所述粘土為焦寶石；所述結合劑為磷酸鋁；所述增塑劑為塑性粘土；所述助燒劑為TiO2；所述莫來石為燒結莫來石；所述“三石”為藍晶石。
實施例2
一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例1：
所述結合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質素磺酸鹽和糊精水溶液中的兩種以上混合物。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的兩種以上混合物。
實施例3
一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。以55~70wt%的鋁礬土、11~17wt%的粘土、14~20wt%的莫來石和5~9wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.3~0.6wt%的助燒劑、1~3wt%的增塑劑和3~6wt%的結合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯；將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1150~1400℃條件下燒成5~7h，制得高強度煙道蓋板磚。
本實施例中：所述粘土為白泥；所述結合劑為酚醛樹脂；所述增塑劑為膨潤土或為葉臘石；所述助燒劑為MgO；所述莫來石為電熔莫來石；所述“三石”為紅柱石。
實施例4
一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例3：
所述結合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質素磺酸鹽和糊精水溶液中的兩種以上混合物。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的兩種以上混合物。
實施例5
一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。以60~75wt%的鋁礬土、8~14wt%的粘土、5~11wt%的莫來石和11~15wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.5~0.8wt%的助燒劑、2~4wt%的增塑劑和5~8wt%的結合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯；將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1200~1450℃條件下燒成4~6h，制得高強度煙道蓋板磚。
本實施例中：所述粘土為福建泥；所述結合劑為木質素磺酸鹽；所述增塑劑為甲基纖維素或為羧甲基纖維素；所述助燒劑為Cr2O3微粉；所述莫來石為燒結莫來石；所述“三石”為硅線石。
實施例6
一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例5：
所述結合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質素磺酸鹽和糊精水溶液中的兩種以上混合物。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的兩種以上混合物。
實施例7
一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。以65~80wt%的鋁礬土、5~11wt%的粘土、8~14wt%的莫來石和7~11wt%的“三石”為原料，外加所述原料0.7~1.0wt%的助燒劑、3~5wt%的增塑劑和7~10wt%的結合劑，混合均勻，困料12h，擠出成型，制得煙道蓋板磚生坯；將所述煙道蓋板磚生坯在110℃條件下干燥24h，于1250~1500℃條件下燒成3~5h，制得高強度煙道蓋板磚。
本實施例中：所述粘土為高嶺土；所述結合劑為糊精水溶液；所述增塑劑為木質素磺酸鹽或為烷基苯硫化物；所述助燒劑為AlF3微粉；所述莫來石為電熔莫來石；所述“三石”為紅柱石。
實施例8
一種高強度煙道蓋板磚及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例7：
所述結合劑為磷酸鋁、酚醛樹脂、木質素磺酸鹽和糊精水溶液中的兩種以上混合物。
所述增塑劑為塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的兩種以上混合物。
本具體實施方式與現有技術相比具有如下積極效果：
本具體實施方式采用的擠出成型方式屬于半干法成型，將原料混合均勻后，通過加壓的方式將混合后的原料致密化，排除原料中的空氣，避免了澆注成型過程中因震動排除氣泡時發生的分層而造成結構不均勻的缺陷；同時，擠出成型的過程是四面加壓，加壓成型是兩面加壓，四面加壓材料的結構更加均勻。
本具體實施方式采用塑性粘土、膨潤土、葉臘石、甲基纖維素、羧甲基纖維素、木質素磺酸鹽和烷基苯硫化物中的一種或兩種以上的混合物為增塑劑，加上原料的合理顆粒級配及種類選擇，致使原料混合后具有極好的可塑性。同時結合本具體實施方式采用的擠出成型方式，通過控制擠出設備，使擠出的產品具有空心結構，從而達到隔熱效果，空心形狀可根據實際需要調整。
因此，本具體實施方式工藝簡單和可控性強，所制備的高強度煙道蓋板磚具有強度高、隔熱效果好、耐酸堿性氣體沖刷能力強和抗熱震穩定性好的特點。