[发明专利]抗侵蚀莫来石砖制备原料和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保温耐火材料，尤其涉及用作制备热回收炼焦炉莫来石烧结砖的原料.本发明还涉及该莫来石烧结砖的制备方法。

背景技术

热回收焦炉是将炼焦过程中产生的荒煤气和一些有害物质在炼焦炉中合理充分燃烧，回收其高温废气的热量用来发电或其他用途的一种焦炉。由于热回收焦炉在炼焦过程中不外排烟尘废气，并且实现了高温废气的资源化利用，实现了清洁生产、环境保护和经济效益的协调发展。

在热回收焦炉的炼焦和输气过程中，焦炉炭化室炉门、集气系统的上升管、集气管和集气总管等炉体设备的面热保温隔热层，均承受着极高的温度负荷和有害气体的侵蚀；其废气温度或炭化室温度均在1000℃以上，甚至达到1350℃，且废气等高温气体中含有水蒸汽、SO₂、CO等有害腐蚀性气体。为了充分利用高温废气的热能，减少高温废气的热能损失，延长焦炉的使用寿命，用于砌筑焦炉炉门、上升管、集气管等保温隔热层的保温耐火砖等材料应当具有良好的耐高温和保温效果及抗侵蚀能力。

现有热回收焦炉的保温隔热层，尤其是集气系统的上升管或集气管保温层以及炉门保温耐火内层，大都采用硅酸铝纤维、陶瓷纤维或含锆陶瓷纤维折叠块等常用的保温隔热材料，这些纤维性保温隔热材料虽具有重量轻、导热率低的优点，但他们并不能阻断有害腐蚀性气体对保温耐火层的侵蚀，保温层因其体积收缩的不均匀或温度梯度的存在，极易产生收缩缝隙，而高温废气则通过这些缝隙侵入到保温耐火层中，烧坏保温层的锚固件，导致保温耐火层的脱落，加速保温层的剥落和坍塌，不仅使焦炉的保温性能急剧下降，而且导致低温气体渗入和高温热能的大量散发，既造成热能利用率下降，又会形成环境的污染。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种抗侵蚀莫来石砖的制备原料和制备方法，它不仅使得抗侵蚀莫来石砖具有导热率低，保温性能优，而且能有效地阻断有害腐蚀性气体对保温隔热层的侵蚀。

为了解决上述技术问题，本发明的一种抗侵蚀莫来石砖制备原料，该制备原料为10～17wt％六铝酸钙，12～20wt％红柱石，4～10wt％硅线石，3～8wt％氧化铝，8～16wt％堇青石，20～30wt％叶腊石，10～15wt％高岭土，3～10wt％耐火氧化物，1～3wt％发泡剂，1～4wt％结合剂。

为了以上述原料制得抗侵蚀莫来石砖，本发明抗侵蚀莫来石砖的制备方法包括以下步骤：

(a)按原料组份配比备料；

(b)将硅线石、氧化铝、堇青石、叶腊石、高岭土、耐火氧化物和结合剂一并投入到研磨机中进行干研磨2～4小时，而制得基质料；

(c)将六铝酸钙和红柱石一并投入至混碾机中混碾5～10分钟后，加水至表面湿润，而制得颗粒骨料；

(d)将基质料加入到混碾机中与颗粒骨料一并继续混碾搅拌，形成颗粒骨料和基质料混合包裹的混合料；

(e)向混合料中加入发泡剂并注入水，搅拌15～20分钟，形成泥状混合料；

(f)将泥状混合料静置6～12小时；

(g)将静置后的泥状混合料制成莫来石砖砖坯，脱模后干燥；

(h)将该干燥的莫来石砖砖坯装入烧结窑烧结成抗侵蚀莫来石砖成品。

本发明与现有技术相比具有如下显著的优点：

首先，本发明由于以六铝酸钙和红柱石等颗粒骨料作为保温耐火材料的主成分，其中六铝酸钙有着大量的微米级气孔，故其导热率从室温至1500℃均保持着较低水平；而红柱石又具有较高的耐火度、抗化学腐蚀、抗热冲击和受热膨胀小等诸多优势，两者按比例充分混合并经高温作用，使得保温耐火砖具有更好的抗热震性、高温体积稳定性，不仅具有优越的保温节能特性，而且具有抵御高温腐蚀性有害气体侵蚀的效果。

第二，本发明在采用以六铝酸钙和红柱石作为骨料的同时，又以硅线石、氧化铝、堇青石、叶腊石、高岭土以及耐火氧化物为基质料，其中硅线石在高温下(1500℃)不可逆转地变为莫来石和二氧化硅，具有体积稳定、低蠕变和抗渣性；氧化铝则是优良的高温耐火材料，高温下体积和化学性能稳定，抗腐蚀性能强；堇青石膨胀系数小，具有优异的热震稳定性，结合莫来石良好的高温性能，两者的相互作用使得抗侵蚀莫来石材料性能得到极大提高；叶腊石具有良好的热稳定性，叶腊石还具有极好的化学惰性，与强酸碱都不作用，因此能很好抵御腐蚀性物质的侵蚀；高岭土具有良好的可塑性和较高的粘结性、良好的抗酸溶性和耐火性；结合剂则有利于各制备原料的整体结合、成型和烧结。