一种corex炉炉底用莫来石砖及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种COREX炉炉底用莫来石砖，其制备原料如下：莫来石均质料50～70%，白刚玉10～20%，红柱石10～20%，a-Al2O3粉5～10%，粘土3～5%，外加占上述原料总重2～5%的纸浆废液。利用本发明制备的莫来石砖气孔率低，小于16.5%，耐压强度大于100MPa，热震稳定性＞30次，荷重软化温度＞1678℃，各项指标均优于国内普通刚玉莫来石砖，该产品具有机械强度高、耐高温、抗侵蚀、抗冲刷特点。
【专利说明】—种COREX炉炉底用莫来石砖及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于耐火材料【技术领域】，具体涉及一种COREX炉炉底用莫来石砖及其制备方法。
【背景技术】
[0002]COREX熔融还原炼铁技术是当代世界冶金工业中最引人注目的前沿开发技术之一，并认为是最有希望取代传统高炉的炼铁生产工艺。其突出优点在于生产过程中少量或者不使用焦炭，可解决全球冶金焦煤的短缺问题；COREX炉排放的污染物含量仅为高炉工艺的1~10%，可大大降低对环境的污染，利于环保。COREX炉代替高炉简化了生产工艺，大幅度减少各类污染物的排放，并实现了余能，余热、副产煤气和固体废弃物的综合利用，具有良好的经济效益和社会效益。COREX炉的工艺条件较传统高炉更为苛刻，炉温更高，渣含量大，粘度低，对炉底侵蚀冲刷损坏更加严重。其炉底用耐火材料要求机械强度高，耐高温，耐磨损和抗侵蚀的特点。当前对熔融还原技术的研究侧重于流程开发及工艺等问题的解决等方面，对耐火材料的研究与应用尚未给予足够的重视。
[0003]根据目前我国铝矾土资源存在乱采滥挖、采富弃贫现象，资源浪费和破坏严重的现象。本发明利用湿 法均化、真空炼泥，高温可控刚玉/莫来石化烧结等联合工艺将难处理、中低品位、碎矿铝矾土制备出优质的莫来石均质料。利用莫来石均质料二次莫来石化程度高，晶相发育良好，结构致密，体积稳定性好的特点，制备适合COREX炉炉底用的新型莫来石砖。均质料的利用可缓解日益严重的环境问题，解决多年来铝矾土的不良开采对环境带来的危害。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有的技术问题而提供一种用于COREX炉炉底用的莫来石砖，该砖具有很低的气孔率，很高的耐压强度，优异的抗热震性能，可完全满足COREX炉苛刻的使用环境，延长使用寿命。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种COREX炉炉底用莫来石砖，以重量百分比计，其制备原料组成为:莫来石均质料50~70%，白刚玉10~20%，红柱石10~20%，B-Al2O3粉5~10%，粘土 3~5%，外加占上述原料总重2~5%的纸浆废液；
所述莫来石均质料的制备方法，包括如下步骤:
a、以劣质高铝矾土为原料，高铝矾土中Al2O3的质量含量为50~80%，TiO2的质量含量(2%,Fe2O3的质量含量≥0.5% ;将高铝矾土按照Al2O3含量不同进行拣选分级，分别破碎后进行多级均化，然后按照不同比例合成Al2O3的质量含量68~72%的混合料；
b、将步骤a中混合料置于球磨机中,采用湿法研磨至粒度为<0.044mm,然后经真空抽滤，挤泥成型为泥坯；泥坯经烘干后，置于温度为1550~1700°C，保温8~10h，自然冷却至室温得到莫来石均质料。[0006]以质量百分比计，所制备的莫来石均质料化学组成=Al2O3为68~72%、TiO2 ≤2.0%、Fe2O3 ≤0.5% ;气孔率≤ 3.0%,体积密度≥ 2.85g/cm3。
[0007]所述纸浆废液的比重为1.0~l.6 g/cm3。
[0008]所述的COREX炉炉底用莫来石砖的制备方法包括如下步骤:
a.备料:将所述制备原料组分分别粉碎，莫来石均质料的粒径分别为:3~5mm、1~3mm和〈1mm，各粒径之间比例为(1:6~8:1~5);白刚玉的粒度分别为I~3mm、〈1mm和〈0.074mm,各粒径之间的比例为(2~4:1~3:1);红柱石粒度为〈1mm和〈0.074mm，各粒径之间的比例为0-3:1) ；B-Al2O3 粉粒度为〈0.044mm ;粘土粒度为〈0.044mm ；
b.混料:(1)按配比将原料粒度为3~5_莫来石均质料、粒度为广3_莫来石均质料、粒度为〈1mm莫来石均质料、粒度为I~3mm白刚玉、粒度为〈1mm白刚玉、粒度为l~3mm红柱石和粒度为〈1_红柱石作为骨料进行倒入混料机干混3~5min ；
(2)向步骤(1)中倒入纸衆废液，混料2~3min；
(3)向步骤(2)中加入粒度为〈0.074mm白刚玉、粒度为〈0.074mm红柱石、粒度为〈0.044mm a_Al203粉和粒度为〈0.044mm粘土进行混碾5~IOmin得到泥料；
c.成型:将步骤b混炼好的泥料，经困料广2h后经压制成砖坯，成型压机吨位3400T。
[0009]d.干燥:将砖坯置于干燥窑中进行干燥，干燥时间20~50h，干燥窑入口温度控制在45~90°C之间，干燥温度控制在11(T180°C之间，控制砖坯水分< 0.5%即可准备出窑；
e.烧成:将干燥后的砖坯在高温隧道窑或梭式窑上烧成，烧成温度为150(Tl650°C，烧成温度下保温l(T20h，然后自然冷却至室温出窑。
[0010]本发明具有积极的有益效果:
本发明所涉及的COREX炉炉底用莫来石砖，其化学成分为:Al2O3 73~78%，Fe2O3≤0.5%, K2O ≤ 0.25%, Na2O ≤ 0.39%。
[0011]①本发明的莫来石砖气孔率低，小于16.5%,耐压强度大于IOOMPa,热震稳定性>30次，荷重软化温度>1678°C，各项指标均优于国内普通刚玉莫来石砖。
[0012]②本发明的莫来砖可应用于COREX炉中陶瓷垫。经国内C0REX-C3000项目中使用，炉底用莫来石砖使用情况良好。该产品具有机械强度高、耐高温、抗侵蚀、抗冲刷特点。
【具体实施方式】
[0013]以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明的内容。
[0014]实施例1:
本发明COREX炉炉底用莫来石砖，以重量百分比计，其制备原料组成为:莫来石均质料50%，白刚玉15%，红柱石20%，B-Al2O3粉10%，粘土 3~5%，外加占上述原料总重2%的纸浆废液(纸浆废液中木质素的比重为1.2 g/cm3)ο
[0015]采用的原料莫来石均质料是通过以下方法制备而成:
a、以劣质高铝矾土为原料，高铝矾土中Al2O3的质量含量为50~80%，TiO2的质量含量≤2%,Fe2O3的质量含量≤0.5% ;将高铝矾土按照Al2O3含量不同进行拣选分级，分别破碎后进行多级均化，然后按照不同比例合成Al2O3的质量含量68~72%的混合料；
b、将步骤a中混合料置于球磨机中,采用湿法研磨至粒度为<0.044mm,然后经真空抽滤，挤泥成型为泥坯；泥坯经烘干，烘干温度为100~200°C，烘干时间为30~50h，烘干后所得泥坯的含水率< 0.5%，烘干后置于温度为1550~1700°C，保温8~10h，自然冷却至室温得到莫来石均质料。
[0016] 采用的原料莫来石均质料50%是由3~5mm粒度莫来石均质料5%、3~Imm粒度莫来石均质料35%和粒度〈1mm莫来石均质料10%组成；
所述白刚玉15%是由粒度I~3mm的白刚玉6%、粒度〈1mm的白刚玉6%和粒度〈0.074mm的白刚玉3%组成；
所述红柱石20%由粒度〈1mm的红柱石10%和粒度〈0.074mm的红柱石10%组成；
所述a-Al203粉10%的粒度为〈0.044mm ；
所述粘土 5%的粒度为〈0.044mm。
[0017]实施例2:与实施例1基本相同，不同之处在于:
本发明COREX炉炉底用莫来石砖，以重量百分比计，其制备原料组成为:莫来石均质料60%，白刚玉15%，红柱石15%，B-Al2O3粉5%，粘土 5%，外加占上述原料总重5%的纸浆废液(纸浆废液中木质素的比重为1.1 g/cm3) ο
[0018]采用的原料莫来石均质料60%是由3~5mm粒度莫来石均质料6%、3~Imm粒度莫来石均质料42%和粒度〈1mm莫来石均质料12%组成；
所述白刚玉15%是由粒度I~3mm的白刚玉9%、粒度〈1mm的白刚玉3%和粒度〈0.074mm的白刚玉3%组成；
所述红柱石15%由粒度〈1mm的红柱石10%和粒度〈0.074mm的红柱石5%组成；
所述a-Al203粉5%的粒度为〈0.044mm ；
所述粘土 5%的粒度为〈0.044mm。
[0019]实施例3:与实施例1基本相同，不同之处在于:
本发明COREX炉炉底用莫来石砖，以重量百分比计，其制备原料组成为:莫来石均质料70%，白刚玉10%，红柱石10%，B-Al2O3粉6%，粘土 4%，外加占上述原料总重4%的纸浆废液(纸浆废液中木质素的比重为1.3 g/cm3)ο
[0020]采用的原料莫来石均质料70%是由3~5mm粒度莫来石均质料7%、3~Imm粒度莫来石均质料56%和粒度〈1_莫来石均质料7%组成；
所述白刚玉10%是由粒度I~3mm的白刚玉4%、粒度〈1mm的白刚玉4%和粒度〈0.074mm的白刚玉2%组成；
所述红柱石10%由粒度〈1mm的红柱石5%和粒度〈0.074mm的红柱石5%组成；
所述a-Al203粉6%的粒度为〈0.044mm ；
所述粘土 4%的粒度为〈0.044mm。
[0021]实施例1~3中各原料的主要理化指标(如表1所示)。
【权利要求】
1.一种COREX炉炉底用莫来石砖，其特征在于:以重量百分比计，其制备原料组成为:莫来石均质料50~70%，白刚玉10~20%，红柱石10~20%，B-Al2O3粉5~10%，粘土 3~5%，外加占上述原料总重2~5%的纸浆废液； 所述莫来石均质料的制备方法，包括如下步骤: a、以劣质高铝矾土为原料，高铝矾土中Al2O3的质量含量为50~80%，TiO2的质量含量≤2%,Fe2O3的质量含量≤0.5% ;将高铝矾土按照Al2O3含量不同进行拣选分级，分别破碎后进行多级均化，然后按照不同比例合成Al2O3的质量含量68~72%的混合料； b、将步骤a中混合料置于球磨机中,采用湿法研磨至粒度为<0.044mm,然后经真空抽滤，挤泥成型为泥坯；泥坯经烘干后，置于温度为1550~1700°C，保温8~10h，自然冷却至室温得到莫来石均质料。
2.根据权利要求1所述的COREX炉炉底用莫来石砖，其特征在于:以质量百分比计，所制备的莫来石均质料化学组成=Al2O3为68~72%、TiO2≤2.0%、Fe2O3 ≤0.5% ;气孔率
3.0%,体积密度 > 2.85g/cm3。
3.根据权利要求1所述COREX炉炉底用莫来石砖，其特征在于:所述纸浆废液的比重为 1.0~1.6 g/cm3。
4.根据权利要求1所述的COREX炉炉底用莫来石砖的制备方法，其特征在于:它包括如下步骤: a.备料:将所述制备原料组分分别粉碎，莫来石均质料的粒径分别为:T5mm、1-3mm和〈1_，各粒径之间比例为(1:6^8:1-5);白刚玉的粒度分别为广3_、〈1_和〈0.074mm,各粒径之间的比例为(2~4:1-3:1);红柱石粒度为〈1mm和〈0.074mm，各粒径之间的比例为0-3:1) ；B-Al2O3 粉粒度为〈0.044mm ;粘土粒度为〈0.044mm ； b.混料:(1)按配比将原料粒度为3~5_莫来石均质料、粒度为广3_莫来石均质料、粒度为〈1mm莫来石均质料、粒度为1~3mm白刚玉、粒度为〈1mm白刚玉、粒度为l~3mm红柱石和粒度为〈1_红柱石作为骨料进行倒入混料机干混3~5min ； (2)向步骤(1)中倒入纸衆废液，混料2~3min； (3)向步骤(2)中加入粒度为〈0.074mm白刚玉、粒度为〈0.074mm红柱石、粒度为〈0.044mm a_Al203粉和粒度为〈0.044mm粘土进行混碾5~IOmin得到泥料； c.成型:将步骤b混炼好的泥料，经困料广2h后经压制成砖坯，成型压机吨位3400T ； d.干燥:将砖坯置于干燥窑中进行干燥，干燥时间20~50h，干燥窑入口温度控制在45~90°C之间，干燥温度控制在11(T180°C之间，控制砖坯水分< 0.5%即可准备出窑； e.烧成:将干燥后的砖坯在高温隧道窑或梭式窑上烧成，烧成温度为150(Tl650°C，烧成温度下保温l(T20h，然后自然冷却至室温出窑。
【文档编号】C04B35/66GK103922766SQ201410106927
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】张积礼, 高长贺, 马淑龙, 夏文斌, 王治峰, 马飞, 周新功, 王浩杰, 金立鹏, 周伟, 张军杰, 孙艳粉, 于光, 蒋朋, 王金元, 曲睿磊 申请人:通达耐火技术股份有限公司, 巩义通达中原耐火技术有限公司