[发明专利]高纯红柱石砖及其制备方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种大型热风炉所用的耐火材料，特别是涉及一种大型热风炉所用的高纯红柱石砖及其制备方法。

二、背景技术：

随着我国国民经济的快速发展，对钢铁材料的需求量越来越大，为了满足生产的需要，我国的钢铁产量逐年呈快速上升趋势。到2006年，我国钢铁产量已达到4亿3千万吨。近些年来，钢铁产量的迅速增长主要归功于高炉的大型化发展，高炉发展的同时促进了高炉最重要的附属热工设备——热风炉的迅速发展，热风炉作为一种蓄热式的热交换器，对高炉实现高产、低耗和降低生铁成本起着非常重要的作用。

近几十年来，热风炉逐步向高风温、大型化和长寿命的方向发展，如热风炉的风温由早期的900℃提高到1100～1200℃，在一些发达国家，热风炉的风温已达到1200～1300℃。现代热风炉要求实现25～30年炉衬砌体无检修的目标，对热风炉各方面的严格要求，使得热风炉所用耐火材料的使用环境越来越苛刻。目前所用耐火材料是制约热风炉实现高风温作业和长寿命的关键因素。

目前，国内的大型热风炉的损毁原因主要有：1、所用耐火材料的高温蠕变率高；2、高风温的热冲击作用；3、烟气的侵蚀作用；4砌砖体膨胀引起的结构破坏等。

目前国内热风炉所用耐火材料的主要形式有：a)硅砖-高铝砖-粘土砖；b)低蠕变高铝砖(莫来石砖)-高铝砖-粘土砖；c)硅砖-低蠕变砖-高铝砖-粘土砖。不论采用哪种形式，其高温部位的材料是热风炉选材的关键。综合起来就是两类关键材质的材料：硅砖和低蠕变砖。当热风温度在1100～1200℃时，一般选用高铝砖、莫来石砖和硅砖作炉衬或格子砖；当热风温度高于1200℃时，高铝砖不能满足要求，热风炉顶和隔墙及蓄热室上部需用硅砖，在硅砖层下部应用低蠕变砖。而国外热风炉所用耐火材料除了对体积密度、抗热震性和强度等性能有严格的要求外，对抗蠕变性也特别重视，在高温部位一般多使用硅砖、莫来石砖和红柱石砖。

目前，热风炉所用耐火材料总体上是由高铝砖向莫来石砖、优质硅砖、硅线石砖和红柱石砖的方向发展。其中红柱石耐火材料在热风炉上得到了较好的推广应用，但是目前国内外大部分厂家多为在原材料中添加少量红柱石，以高铝矾土为主要原料，使得制品的性能下降，无法满足热风炉长寿命的要求。因此，为了使我国现代化热风炉的作业温度和使用寿命同时达到更高要求，开发研究一种优质的热风炉所用耐火材料是非常必要的。

三、本发明内容：

本发明的目的是：克服目前大型化热风炉所用耐火材料存在的问题，提供一种能够满足热风炉高温作业和长寿命的优质高纯红柱石砖及其制备方法。

要解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种高纯红柱石砖的配料，以重量百分比表示，所述高纯红柱石砖的配料中含有粒度为3～1mm红柱石25～45％，粒度为1～0mm红柱石12～25％，-200目的红柱石25～35％，添加物3～10％，结合粘土2～7％。

对于上述的高纯红柱石砖的配料，所述原料粒度为3～1mm红柱石32～40％，粒度为1～0mm红柱石18～24％，-200目的红柱石28～32％，添加物8％，结合粘土5％。

对于上述的高纯红柱石砖的配料，所述红柱石为进口红柱石或新疆高纯红柱石；所述添加物为氧化铝、致密刚玉、白刚玉和板状刚玉中的任一种。

对于上述的高纯红柱石砖的配料，所述结合粘土采用广西粘土，其中Al₂O₃不小于33％，Fe₂O₃不大于1.5％，细度为-200目。

一种高纯红柱石砖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、粉料的制备：按照上述红柱石砖的原料配比称重各种原料，首先将原料红柱石按照常规磁选方法进行磁选除铁，磁选除铁后红柱石粉中铁的含量小于0.5％，然后将磁选除铁后的-200目红柱石粉、结合粘土粉和添加物混合后进行共磨，磨制后使得混合物料充分混合均匀，共磨时研磨机中采用的是刚玉质的研磨球，混合物料研磨后制成粉料；

b、泥料的制备：将骨料即磁选除铁后的粒度为3～1mm红柱石和1～0mm红柱石导入湿磨机中混碾2～4分钟，然后加入结合剂混碾2～4分钟，结合剂的加入量为高纯红柱石砖总原料量的2.5～3.5％，再加入步骤a中的粉料混碾5～10分钟，将混碾后的物料困料24～28小时，最后在成型前将困料后的混合物料回碾3～5分钟后投入使用；