专利名称：：炭素焙烧炉用耐火材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种专供炭素焙烧炉使用的耐火材料，该耐火材料以煅烧高岭土为主要原料生产。本发明还涉及该耐火材料的制备方法。
背景技术：
：炭素焙烧炉的作用是将经高压成型后的各种炭素制品在隔绝空气的情况下，按规定的焙烧温度进行间接加热，以提高炭素制品的机械强度、导电性和耐高温的性能。一座大型炭素焙烧炉所需耐火材料约6000咱以上，其中的底部砖墩与坑面在高温下长期承受上部砌体和焙烧制品的重量，上部的电极箱加热墙、火井箱和燃烧嘴等部位的砌体长期遭受140(TC的高温作用和在每一个焙烧周期内的温度变化影响，因此，必须釆用机械强度高、荷重软化温度高、高温蠕变率低、热稳定性好且抗CO渗透的耐火材料来砌筑。过去的炭素焙烧炉用耐火材料一直使用一般粘土砖和高铝砖。近年来，为了减少炉墙在使用过程中的塌陷，炭素焙烧炉用耐火材料有由一般粘土砖和高铝砖向低蠕变粘土砖和低蠕变高铝砖过渡的趋势。澳大利亚、俄罗斯等国家每年需要从我国釆购大量的炭素焙烧炉用耐火材料，从这些国家提供的釆购技术指标来看，耐火材料制品的Ah03含量适中、显气孔率低、荷重软化温度高、高温蠕变率低、热稳定性好，另外还特别强调高温强度、热膨胀率、甚至抗CO的渗透性。一般的粘土砖和高铝砖远远达不到这些技术要求，而国内现有的低蠕变粘土砖和低蠕变高铝砖的综合性能与上述技术指标相比也还存在着一定的差距。煤系高岭土(俗称煤矸石)是我国独具特色的优势非金属矿产资源，储量居世界之首，煅烧后的煤系高岭土又称低铝莫来石，性能优良，价位适中。以煅烧后的煤系高岭土作为骨料，烧结制备炭素焙烧炉用耐火材料，可以进一步提高制品的理化性能。
发明内容本发明的目的是提供一种Al203含量适中，显气孔率低，高温蠕变率低，且具有抗CO腐蚀性能的炭素焙烧炉用耐火材料。提供上述炭素焙烧炉用耐火材料的制备方法，是本发明的另一发明目的。本发明的炭素焙烧炉用耐火材料是以下述重量百分数的材料为原料粒径<lmm的煅烧高岭土20~30%粒径1~3mm的煅烧高岭土25~35%粒径35mm的煅烧高岭土10~15%高铝矾土25~30%结合粘土5~15%蓝晶石5~15%经混炼、成型、煅烧制成。其中，所述的煅烧高岭土是由煤系高岭土煅烧后制成的煅烧高岭土。本发明炭素焙烧炉用耐火材料的具体制备方法包括以下步骤l)将煅烧高岭土破碎后，筛分成粒径为〈lmm、l~3mm、3~5mm的3个级别；2)按上述比例将高铝矾土、结合粘土、蓝晶石混合后，研磨成细度<0.088mm的共磨粉；3)将共磨粉与3个级别的煅烧高岭土按上述比例混合，并加入纸浆废液一起混炼1012min;4)混炼后的泥料经压制成型制成砖坯，于8018(TC干燥后，装入隧道窑中，在1510152(TC进行煅烧制成耐火材料。其中，所述的压制成型是釆用400t的摩擦压砖机，将泥料压制成体积密度为2.50~2.60g/cm3的砖坯。本发明制备得到的炭素焙烧炉用耐火材料产品是一种八1203含量介于粘土砖与高铝砖之间的耐火制品，其具体技术性能内容见表1。表l理化性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>从表1技术指标来看，关键指标是显气孔率、荷重软化温度(0.5%)、蠕变率(1280°C/14~24h),热震稳定性(IIO(TC水冷)和抗CO腐蚀。本发明的耐火材料产品釆用的主要原料为一种煅烧高岭土，这种煅烧高岭土是由煤矸石煅烧而来的。煤矸石是我国排放量最大的工业废物，约占我国工业固体废物的四分之一。具有关部门提供的材料显示，全国历年累计堆存的煤矸石约36亿吨，规模较大的矸石山约2600座，占地1.2万公顷。煤幵石长期堆存，不仅占用大量土地，同时也会造成自燃，污染大气及地下水质。本发明产品以煅烧煤系高岭土为主要原料，既降低了原料成本，又促进了工业固体废弃物一一煤矸石的利用，而且本发明产品的性能远远高于一般粘土砖、高铝砖与近似产品低蠕变粘土砖、低蠕变高铝砖，能适应与满足大型炭素焙烧炉的操作环境与要求，提高其使用寿命。具体实施方式实施例1将由煤系高岭土(煤矸石)煅烧制成的煅烧高岭土用圆锥破碎机破碎，经振动筛分级成<lmm、1~3mm、3~5mm3个级别。取650Kg高铝矾土、130Kg结合粘土和230Kg蓝晶石加入简磨机中共磨成细度<0.088mm的共磨粉。取200Kg粒径<l顯的煅烧高岭土、240Kg粒径1~3mffl的煅烧高岭土、100Kg粒径3-5mm的煅烧高岭土、360Kg共磨粉混合，加入湿碾机中，同时加入24Kg纸浆废液，混练1012min。釆用400t的摩擦压砖机将混炼后的泥料压制成型制成砖坯，压砖机模型放尺率为非受压方向0.5~1%,受压方向1~2%,压制成的砖坯体积密度为2.50~2.60g/cm3。将砖坯在8018(TC温度下烘干。制成的砖坯装车，送入隧道窑中，以发生炉煤气为燃料，最高烧成温度1510-152(TC,煅烧制成耐火材料。制成的耐火材料的理化性能为A120351.80%,Fe2030.77%,Ti021.38%,R2O0.56%,耐火度176(TC，体积密度2.37g/cm3,显气孔率14%，常温耐压强度111Mpa,荷重软化温度(O.5%)1540°C,蠕变率(1280°C/14~24h)0.004%/h,高温抗折强度(130(TC)16Mpa，热膨胀(20~IOO(TC)0.50%,热震稳定性(IIO(TC水冷)>12次，抗CO腐蚀(lOOh)A。实施例2原料配比为粒径〈lmm的煅烧高岭土160Kg、粒径1~3mm的煅烧高岭土"4Kg、粒径3Smm的煅烧高岭土96Kg、高铝矾土200Kg、结合粘土40Kg和蓝晶石80Kg,制备方法同实施例l。实施例3粒径<lmm的煅烧高岭土160Kg、粒径1~3隱的煅烧高岭土200Kg、粒径3~5mm的煅烧高岭土120Kg、高铝矾土200Kg、结合粘土80Kg和蓝晶石40Kg，制备方法同实施例1。实施例4粒径<lmm的煅烧高岭土220Kg、粒径1~3mm的煅烧高岭土200Kg、粒径3~Smm的煅烧高岭土80Kg、高钼矾土220Kg、结合粘土40Kg和蓝晶石40Kg,制备方法同实施例1。权利要求1、炭素焙烧炉用耐火材料，是以下述重量百分数的材料为原料粒径＜1mm的煅烧高岭土20～30％粒径1～3mm的煅烧高岭土25～35％粒径3～5mm的煅烧高岭土10～15％高铝矾土25～30％结合粘土5～15％蓝晶5～15％经混炼、成型、煅烧制成。2、根据权利要求l所述的炭素焙烧炉用耐火材料，其特征是所述的煅烧高岭土由煤系高岭土煅烧后制成。3、权利要求l所述炭素焙烧炉用耐火材料的制备方法，包括以下步骤1)将煅烧高岭土破碎后，筛分成粒径为〈lmm、l~3mm、3~5mm的3个级别；2)按上述比例将高铝矾土、结合粘土、蓝晶石混合后，研磨至细度<0.088mm，得到共磨粉；3)将共磨粉与3个级别的煅烧高岭土按上述比例混合，并加入纸浆废液一起混炼；4)混炼后的泥料经压制成型制成砖坯，干燥后，装入隧道窑中，于1510~152(TC进行煅烧制成耐火材料。4、根据权利要求3所述的炭素焙烧炉用耐火材料的制备方法，其特征是所述的混炼时间为10-12min。5、根据权利要求3所述的炭素焙烧炉用耐火材料的制备方法，其特征是压制成型的砖坯的体积密度为2.50~2.60g/cm3。6、根据权利要求3所述的炭素焙烧炉用耐火材料的制备方法，其特征是将压制成型的砖坯于8018(TC下干燥。全文摘要炭素焙烧炉用耐火材料，由20～30％粒径＜1mm的煅烧高岭土、25～35％粒径1～3mm的煅烧高岭土、10～15％粒径3～5mm的煅烧高岭土、25～30％高铝矾土、5～15％结合粘土、5～15％蓝晶石经混炼、成型、煅烧制成。本发明制备得到的炭素焙烧炉用耐火材料是一种Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>含量介于粘土砖与高铝砖之间的耐火制品，显气孔率低，高温蠕变率低，具有抗CO腐蚀性能，性能远高于一般粘土砖、高铝砖及低蠕变粘土砖和低蠕变高铝砖，能适应与满足大型炭素焙烧炉的操作环境要求，提高焙烧炉使用寿命。本发明耐火材料的主要原料由煤矸石煅烧得到，既降低了原料成本，又促进了煤矸石的利用。文档编号C04B35/66GK101186516SQ20071018537公开日2008年5月28日申请日期2007年12月5日优先权日2007年12月5日发明者史永记,史选红,王义长申请人:山西阳泉华岭耐火材料有限公司