[发明专利]一种大型焦炉用复合格子砖及其制备方法

权利要求书

1.一种大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：复合格子砖由复合半成品坯体通过高温氧化气氛烧成或高温氮气气氛下烧成制得，复合半成品坯体包括基体层、刚玉莫来石中间层和工作层，基体层采用粘土质基体或低铝质基体或半硅质基体，工作层采用非氧化物工作层或熔融石英工作层。

2.如权利要求1所述的大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：粘土质基体由下述原料按照下述重量配比配制而成：焦宝石颗粒40%～55%，焦宝石细粉0～30%，粘土生料0～40%，硅质粘土生料细粉0～25%，结合粘土细粉0～25%；其中，焦宝石细粉、粘土生料、硅质粘土生料细粉和结合粘土细粉中至少一种的重量配比大于零。

3.如权利要求1所述的大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：低铝质基体由下述原料按照下述重量配比配制而成：焦宝石颗粒0～55%，硅质粘土熟料颗粒0～55%，叶腊石生料颗粒0～55%，硅质粘土熟料细粉0～30%，硅质粘土生料细粉0～60%，叶腊石生料细粉0～40%，粘土生料细粉0～20%，硅石细粉0～15%，结合粘土细粉0～25%；其中，焦宝石颗粒、硅质粘土熟料颗粒和叶腊石生料颗粒中至少一种的重量配比大于零；硅质粘土熟料细粉、硅质粘土生料细粉、叶腊石生料细粉、粘土生料细粉、硅石细粉和结合粘土细粉中至少一种的重量配比大于零。

4.如权利要求1所述的大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：半硅质基体由下述原料按照下述重量配比配制而成：硅质粘土熟料颗粒0～55%，叶腊石生料颗粒0～55%，硅质粘土熟料细粉0～30%、叶腊石生料细粉0～40%、硅质粘土生料细粉0～60%、硅石细粉0～15%、结合粘土细粉0～10%；其中，硅质粘土熟料颗粒和叶腊石生料颗粒中至少一种的重量配比大于零；硅质粘土熟料细粉、硅质粘土生料细粉、粘土生料细粉、硅石细粉和结合粘土细粉中至少一种的重量配比大于零。

5.如权利要求1所述的大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：刚玉莫来石中间层由下述原料按照下述重量配比配制而成：刚玉细粉55%～80%，α-Al₂O₃微粉10%～30%，硅微粉5%～10%，结合粘土5～10%，石英细粉0～5%，熔融石英细粉0～5%，叶腊石细粉0～8%，分散剂0.2%～0.4%，结合剂30%～50%，防沉剂0.4%～1.0%。

6.如权利要求1所述的大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：非氧化物工作层由下述原料按照下述重量配比配制而成：氮化硅0～80份、碳化硅0～80份、金属Si 20～50份、α-Al₂O₃微粉0～10份，分散剂0.05%～0.2%，结合剂15%～30%，防沉剂0.5%～3%，催化剂0.5%～2%。

7.如权利要求1所述的大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：熔融石英工作层由下述原料按照下述重量配比配制而成：熔融石英细粉70%～80%，石英细粉10%～20%，硅微粉5%～10%，石灰1%～2%，分散剂0.2%～0.4%，结合剂15%～30%，防沉剂0.5%～1.5%。

8.如权利要求1至7任一项所述的大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：刚玉莫来石中间层和工作层中的分散剂、结合剂、防沉剂和催化剂分别采用以下种类：分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠类有机分散剂、FS10、FS20、F10类无机分散剂的一种或两种以上；结合剂为水、木质磺酸钙溶液、磷酸二氢铝溶液、硅凝胶、铝凝胶中的一种；防沉剂为羧甲基纤维素、淀粉、糊精中的一种或两种以上混合物；催化剂为Al金属细粉、Fe金属细粉、氧化钇细粉中的一种或两种以上。

9.如权利要求1至7任一项所述的大型焦炉用复合格子砖，其特征在于：经烧成后，基体层、刚玉莫来石中间层和工作层分别为复合格子砖总厚度的60%～75%、10%和20%～30%。

10.一种大型焦炉用复合格子砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、按照基体层的配比制得原料混合物并压制成半成品基体，然后将半成品基体于60℃～200℃温度下干燥24h～36h后得到半成品坯体；

第二步、按照刚玉莫来石中间层的配比制得未加入结合剂的原料混合物，加入混合机中匀速混合6～8小时，然后加入结合剂继续混合4～6小时，得到中间层浆体；

第三步、按照工作层的配比制得未加入结合剂的原料混合物，加入混合机中匀速混合6～8小时，然后加入结合剂继续混合4～6小时，得到工作层浆体；

第四步、将中间层浆体涂覆在半成品坯体的表面以形成中间浆体涂层，之后将该半成品坯体于常温或者低于80℃匀速干燥1～2小时，之后将工作层浆体涂覆在中间层浆体涂层上以形成工作浆体涂层，之后自然干燥5～7小时得到复合半成品坯体；

第五步、将复合半成品坯体在1300℃～1450℃的高温氧化气氛下或高温氮气气氛下烧制10h～16h得到复合格子砖。