[发明专利]一种炭素焙烧炉火道墙用预制件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于炭素焙烧炉技术领域。具体涉及一种炭素焙烧炉火道墙用预制件及其 制备方法。

背景技术

炭素焙烧炉是在隔绝空气的情况下通过焙烧以改善炭素制品导电、导热及强度等 性能的一种热工设备。炭素焙烧炉的阳极焙烧温度一般控制在不低于1050℃，工作过程中 火道墙需经受1200~1300℃的高温。焙烧炉需要反复装料、出料，导致火道墙受机械应力、热 应力、碳侵蚀以及高温的周期性作用，从而出现开裂、变形和损毁。

当前我国炭素焙烧炉火道墙用耐火材料主要使用粘土砖和高铝砖。粘土砖存在导 热系数低、高温蠕变率高和荷重软化温度低等缺陷，从而造成热能的浪费以及火道墙的开 裂和变形，影响了炉体的寿命。高铝砖的高温抗蠕变性能及荷重软化温度较好，但同样存在 导热系数低、热震稳定性差的缺陷，从而造成热能的浪费及火道墙的开裂，增大了运营成 本。

“炭素焙烧炉用高温材料”(CN102659419A)专利技术，通过引入莫来石，虽改善了 火道墙荷重软化温度低、高温抗蠕变性能差及热震稳定性差等缺陷，但仍存在导热系数低 的缺陷，且砌筑过程中砖缝多而整体性较差。

“一种新型快速导热炉墙砖配方及其加工工艺”(专利CN102126851A)专利技术， 通过采用方镁石-镁铝铬尖晶石砖，改善了火道墙的导热系数低、荷重软化温度低及高温抗 蠕变性能差的缺陷，但由于引入了铬，对环境造成污染，且砌筑过程中砖缝多而整体性较 差。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种节能环保和工艺简单的炭素焙 烧炉火道墙用预制件的制备方法；用该方法制备的炭素焙烧炉火道墙用预制件导热系数 高、热震稳定性优良和整体性好。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先以60~70wt%的高纯镁砂颗粒、15 ~25wt%的高纯镁砂细粉、8~15wt%的电熔铁铝尖晶石细粉和2~8wt%的碳化硅细粉为原料，外 加所述原料6~7wt%的铝溶胶，混合5~10分钟，浇注成型，自然条件下养护18~26小时，脱模； 再将脱模后的生坯置于90~110℃条件下干燥18~26小时，即得炭素焙烧炉火道墙用预制件。

所述高纯镁砂颗粒的主要化学成分是：MgO为94~95wt%，ZrO₂为1.5~2.0wt%；高纯 镁砂颗粒的密度为3.18~3.20g/cm³，显气孔率为6.5~7.0%，粒度为5~0.088mm。

所述高纯镁砂细粉的主要化学成分是：MgO为94~95wt%，ZrO₂为1.5~2.0wt%；高纯 镁砂细粉的粒度为1~88μm。

所述电熔铁铝尖晶石细粉的主要化学成分是：Fe₂O₃为46~47wt%，Al₂O₃为48~ 49wt%；电熔铁铝尖晶石细粉的粒度为1~88μm。

所述碳化硅细粉中的SiC≥98wt%；碳化硅细粉的粒度为1~88μm。

所述铝溶胶的固含量为20~25wt%，pH值为6~7。由于采取上述技术方案，本发明与 现有技术相比具有如下积极效果：

1、本发明利用铁铝尖晶石在氧化-还原气氛中铁的变价机理，形成铁铝-镁铁尖晶石固 溶体，提高了炭素焙烧炉火道墙的导热性能。

2、本发明无需特殊的制备设备和复杂的处理技术，工艺流程简单。

3、本发明制备的炭素焙烧炉火道墙用预制件为整体浇注，提高了炭素焙烧炉火道 墙的整体性和施工效率，降低了维修成本。

4、本发明制备的炭素焙烧炉火道墙用预制件经测定：导热率（1000℃）为7.2~ 8.0W/m·K；热震（?T=950℃，风冷5次）后强度保持率为88~93%；体积密度为2.95~3.05g/ cm³。

因此，本发明具有节能环保和工艺简单的特点；所制备的炭素焙烧炉火道墙用预 制件导热系数大、热震稳定性优良、致密度高和整体性好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料和铝溶胶统一描述如下，实施例 中不再赘述：