[发明专利]一种大型焦炉用复合格子砖及其制备方法

说明书

本发明提供一种大型焦炉用复合格子砖及其制备方法，属于焦炉格子砖技术领域，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。本发明中复合半成品坯体采用基体层、刚玉莫来石中间层和工作层的三层结构，并通过高温氧化气氛烧成或高温氮气气氛下烧成，在基体层与刚玉莫来石中间层之间形成针状莫来石结合层，在刚玉莫来石中间层与工作层之间形成状莫来石结合层或柱状Sialon结合层，具有良好的抗碱性渗透、抗热震性能和整体强度，能够很好的适应焦炉内的急冷急热的变化。

技术领域

本发明涉及焦炉格子砖技术领域，具体涉及一种大型焦炉用复合格子砖及其制备方法。

背景技术

焦炉格子砖是码放在焦炉蓄热室中，通过交替蓄热、放热来回收燃烧室排放的高温烟气余热的一种多孔状耐火材料；为了满足蓄热室不断交替的温度变化，要求格子砖具备良好的抗热震性能，目前国内设计的焦炉，其蓄热室上部一般采用Al2O3含量在30%～35%的低铝格子砖，中下部选用Al2O3含量在35%～45%的粘土质格子砖；德国设计的焦炉，主要选用Al2O3含量在25%～30%的半硅质格子砖和Al2O3含量在35%～45%粘土指格子砖。

目前无论是国内设计还是德国设计的格子砖，普遍存在使用一定年限后，格子砖出现发泡、鼓胀、堵塞等情况，影响焦炉正常使用。造成此情况的主要原因是：目前无论是粘土质、低铝格子砖、半硅格子砖均为铝硅质氧化物格子砖，（1）煤气中的CO侵入格子砖内部，与格子砖中的氧化物发生催化反应，分解格子砖的氧化物成分并造成碳沉积；（2）煤气中的碱性氧化物与格子砖的氧化物成分包括莫来石、Al₂O₃等发生霞石化反应，造成鼓胀和堵塞；因此，如何减缓或避免格子砖中的成分与CO及碱性氧化物发生反应，将能够极大避免发泡、鼓胀、堵塞等情况，提高格子寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种大型焦炉用复合格子砖及其制备方法，复合半成品坯体采用基体层、刚玉莫来石中间层和工作层的三层结构，并通过高温氧化气氛烧成或高温氮气气氛下烧成，在基体层与刚玉莫来石中间层之间形成针状莫来石结合层，在刚玉莫来石中间层与工作层之间形成状莫来石结合层或柱状Sialon结合层，具有良好的抗碱性渗透、抗热震性能和整体强度，能够很好的适应焦炉内的急冷急热的变化。

为解决上述技术问题，本发明提供一种大型焦炉用复合格子砖，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。

进一步地，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。

进一步地，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。