[發明專利]抗侵蝕莫來石磚制備原料和制備方法

有效

• 申請號: 201010140787.3
• 申請日: 2010-04-06
• 公開（公告）號: CN101838149A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 徐廣平;何江榮;宋一華
• 申請（專利權）人: 東臺市節能耐火材料廠
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;F27D1/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 王錫伍

技術領域

本發明涉及一種保溫耐火材料，尤其涉及用作制備熱回收煉焦爐莫來石燒結磚的原料.本發明還涉及該莫來石燒結磚的制備方法。

背景技術

熱回收焦爐是將煉焦過程中產生的荒煤氣和一些有害物質在煉焦爐中合理充分燃燒，回收其高溫廢氣的熱量用來發電或其他用途的一種焦爐。由于熱回收焦爐在煉焦過程中不外排煙塵廢氣，并且實現了高溫廢氣的資源化利用，實現了清潔生產、環境保護和經濟效益的協調發展。

在熱回收焦爐的煉焦和輸氣過程中，焦爐炭化室爐門、集氣系統的上升管、集氣管和集氣總管等爐體設備的面熱保溫隔熱層，均承受著極高的溫度負荷和有害氣體的侵蝕；其廢氣溫度或炭化室溫度均在1000℃以上，甚至達到1350℃，且廢氣等高溫氣體中含有水蒸汽、SO₂、CO等有害腐蝕性氣體。為了充分利用高溫廢氣的熱能，減少高溫廢氣的熱能損失，延長焦爐的使用壽命，用于砌筑焦爐爐門、上升管、集氣管等保溫隔熱層的保溫耐火磚等材料應當具有良好的耐高溫和保溫效果及抗侵蝕能力。

現有熱回收焦爐的保溫隔熱層，尤其是集氣系統的上升管或集氣管保溫層以及爐門保溫耐火內層，大都采用硅酸鋁纖維、陶瓷纖維或含鋯陶瓷纖維折疊塊等常用的保溫隔熱材料，這些纖維性保溫隔熱材料雖具有重量輕、導熱率低的優點，但他們并不能阻斷有害腐蝕性氣體對保溫耐火層的侵蝕，保溫層因其體積收縮的不均勻或溫度梯度的存在，極易產生收縮縫隙，而高溫廢氣則通過這些縫隙侵入到保溫耐火層中，燒壞保溫層的錨固件，導致保溫耐火層的脫落，加速保溫層的剝落和坍塌，不僅使焦爐的保溫性能急劇下降，而且導致低溫氣體滲入和高溫熱能的大量散發，既造成熱能利用率下降，又會形成環境的污染。

發明內容

針對現有技術所存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種抗侵蝕莫來石磚的制備原料和制備方法，它不僅使得抗侵蝕莫來石磚具有導熱率低，保溫性能優，而且能有效地阻斷有害腐蝕性氣體對保溫隔熱層的侵蝕。

為了解決上述技術問題，本發明的一種抗侵蝕莫來石磚制備原料，該制備原料為10～17wt％六鋁酸鈣，12～20wt％紅柱石，4～10wt％硅線石，3～8wt％氧化鋁，8～16wt％堇青石，20～30wt％葉臘石，10～15wt％高嶺土，3～10wt％耐火氧化物，1～3wt％發泡劑，1～4wt％結合劑。

為了以上述原料制得抗侵蝕莫來石磚，本發明抗侵蝕莫來石磚的制備方法包括以下步驟：

(a)按原料組份配比備料；

(b)將硅線石、氧化鋁、堇青石、葉臘石、高嶺土、耐火氧化物和結合劑一并投入到研磨機中進行干研磨2～4小時，而制得基質料；

(c)將六鋁酸鈣和紅柱石一并投入至混碾機中混碾5～10分鐘后，加水至表面濕潤，而制得顆粒骨料；

(d)將基質料加入到混碾機中與顆粒骨料一并繼續混碾攪拌，形成顆粒骨料和基質料混合包裹的混合料；

(e)向混合料中加入發泡劑并注入水，攪拌15～20分鐘，形成泥狀混合料；

(f)將泥狀混合料靜置6～12小時；

(g)將靜置后的泥狀混合料制成莫來石磚磚坯，脫模后干燥；

(h)將該干燥的莫來石磚磚坯裝入燒結窯燒結成抗侵蝕莫來石磚成品。

本發明與現有技術相比具有如下顯著的優點：

首先，本發明由于以六鋁酸鈣和紅柱石等顆粒骨料作為保溫耐火材料的主成分，其中六鋁酸鈣有著大量的微米級氣孔，故其導熱率從室溫至1500℃均保持著較低水平；而紅柱石又具有較高的耐火度、抗化學腐蝕、抗熱沖擊和受熱膨脹小等諸多優勢，兩者按比例充分混合并經高溫作用，使得保溫耐火磚具有更好的抗熱震性、高溫體積穩定性，不僅具有優越的保溫節能特性，而且具有抵御高溫腐蝕性有害氣體侵蝕的效果。

第二，本發明在采用以六鋁酸鈣和紅柱石作為骨料的同時，又以硅線石、氧化鋁、堇青石、葉臘石、高嶺土以及耐火氧化物為基質料，其中硅線石在高溫下(1500℃)不可逆轉地變為莫來石和二氧化硅，具有體積穩定、低蠕變和抗渣性；氧化鋁則是優良的高溫耐火材料，高溫下體積和化學性能穩定，抗腐蝕性能強；堇青石膨脹系數小，具有優異的熱震穩定性，結合莫來石良好的高溫性能，兩者的相互作用使得抗侵蝕莫來石材料性能得到極大提高；葉臘石具有良好的熱穩定性，葉臘石還具有極好的化學惰性，與強酸堿都不作用，因此能很好抵御腐蝕性物質的侵蝕；高嶺土具有良好的可塑性和較高的粘結性、良好的抗酸溶性和耐火性；結合劑則有利于各制備原料的整體結合、成型和燒結。