专利名称：一种锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖及其制造方法，用于冶金、机械、化工、建材、陶瓷、耐火材料及环保等行业的各种蓄热式工业炉中。
背景技术：
钢铁行业所用的燃料洁净度差，通常含有大量的粉尘颗粒和焦油，蓄热炉的炉气中也含有一定量的氧化铁粉尘，它们容易和蓄热烧嘴的挡火砖形成低熔点物质，粘附粉尘颗粒，形成大量熔渣。目前，已有的蓄热烧嘴挡火砖的材质有高铝质、莫来石质和刚玉质， 采用机械挤出成形，尺寸为50 500mm。它们的主要缺点是1)耐火度低，一般为1500 17500C ；2)体积密度低，一般为2. 6 2.8 ;3)气孔率高，一般为18 30%，蓄热量低；4) 抗渣性低，且尺寸小，安装缝多。这些挡火砖在高温炉粘性熔渣、腐蚀介质及频繁交变温差的作用下，容易发生堵孔、开裂、粉化、坍塌等破坏，严重降低了蓄热炉的使用周期。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种蓄热式烧嘴挡火砖。通过独特的配方和成形工艺制成具有优异的高温稳定性、体积密度大，抗渣性强并可做成大尺寸的蓄热式烧嘴挡火砖、可以有效保护蓄热式燃烧器，延长蓄热炉的使用周期，经工业应用考核，获得了满意的使用效果。本发明实现上述目的所采用的技术方案是一种锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖，其特征在于锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的结构形状为外有凸出加强筋、内部均勻布满直通网孔的长方柱体；其物性指标为耐火度彡1750°C、体积密度2. 8 3. 5g/cm3、气孔率10 15%。优选地，挡火砖的网孔孔形为圆孔、三角孔、四方孔、六方孔或菱形孔。优选地，挡火砖的长度为50 1000mm、宽度为50 1000mm、厚度为50 1000mm， 网孔的孔径为5 50mm。优选地，锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的化学组成依重量百分比为A120360 85%,Zr023 7%、Cr2033 7%、SiC2 ll%、Si025 15%。优选地，氧化铝粉52 80%、锆英砂5 9%、铬矿砂7 14%、碳化硅粉2 11%、红柱石3 5%、高岭土 3 9%;经工艺配方、粉碎、捏合、制泥、在液压机中经模具振动浇注加压成形、干燥后，置于窑炉中，在1450 1650°C高温下2 3小时烧成。优选地，锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖所采用的矿物原料组成的重量百分比为 氧化铝粉72 %、锆英砂6 %、铬矿砂8 %、碳化硅粉5 %、红柱石4 %、高岭土 5 %。本发明的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的原理方法为采用耐高温的刚玉和抗热震性优良的莫来石为主体原料，添加锆刚玉、铬刚玉和碳化硅等具有耐高温、抗渣蚀、高密度特性的粉料，进行合理的颗粒级配，采用振动浇注加压成形方法，经干燥和高温烧成。在材料内部形成相互交织的铝铬共溶体，晶界结构牢固稳定，提高了其高温稳定性、体积密度和抗渣性。锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的制造方法，其特征在于(1)、采用矿物原料依重量百分比为氧化铝粉52 80%、锆英砂5 9%、铬矿砂 7 14%、碳化硅粉2 11 %、红柱石3 5 %、高岭土 3 9 %，将上述原料按比例配好；(2)、将配制好的原料粉碎成粒径为0. 5 3mm粗颗粒，粒径为0. 2 0. 5mm的中颗粒，粒径彡0. 2mm细颗粒；按照粗颗粒占50 70%重量比、中颗粒占10 30%重量比、 细颗粒占10 30%的重量比进行颗粒级配，混合均勻；(3)、加入混合料重量3 5%的羧甲基纤维素粘合剂，1 3%的脱模剂和30 35%的水，在捏合机中捏合1 3小时成泥料，在温度20 30°C、相对湿度50 90%的室内陈腐3 7天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，浇注在模具中，放入压力为20 300吨的振动双面液压机中，以3 10次/秒的频率振动2 5分钟，然后加压成形，制成结构形状为外有凸出加强筋、内部均勻布满直通网孔的长方柱体砖坯；(4)、将砖坯先在温度20 30°C、相对湿度50 90%的室内阴置1 2天，再在温度为150 200°C的烘房中干燥至水分小于5%，后修坯，最后置于窑炉中，在1450 1650°C高温下烧制2 3小时，制得锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖。本发明的有益效果是，采用独特的配方和成形工艺制成具有优异的高温稳定性、 体积密度大，抗渣性强并可做成大尺寸和任意形体的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖、可以有效保护蓄热式燃烧器，延长蓄热炉的使用周期。
图1示出了锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的俯视结构示意2示出了锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的局部剖视结构示意中，1、加强筋，2、直通孔，3、柱体。
具体实施例方式以下给出三个不同配方的实施例，分别说明了按上述发明制备的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖和相应的物理性能。实施例一按材料配方的化学组成为=Al2O3 60 61 %、ZrO2 6 7%、Cr2O3 6 7%,SiC 10 ll%、Si02 14 15%。将矿物原料依重量百分比氧化铝52%、锆英砂9%、 铬矿砂14%、碳化硅粉11%、红柱石5%，高岭土 9%。将上述原料按比例配好，粉碎成粗颗粒(0. 5 3mm) 50 70%，中颗粒(0. 2 0. 5mm) 10 30%，细粗颗粒(彡0. 2mm) 10 30 %的颗粒级配，混合均勻。加入混合料重量3 %的羧甲基纤维素粘合剂，2 3 %的脱模剂和30 35%的水，在捏合机中捏合2 3小时成泥料，在温度20 30°C、相对湿度50 90%的室内陈腐5 7天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，浇注在专门模具中，放入压力为250 300吨的振动双面液压机中，以3 5次/秒的频率振动4 5分钟，然后加压成形。制成的挡火砖的结构形状为外有凸出加强筋1、内部均勻布满孔径为50mm直通圆孔2 的长方柱体3，柱体3的长度为1000mm、宽度为1000mm、厚度为1000mm。将成形体先在温度 20 30°C、相对湿度50 90%的室内阴置1 2天，再在温度为150 200°C的烘房中干燥至水分小于5%，后修坯，最后置于窑炉中，在1400 1450°C高温下烧制3小时。
产品的物性指标为耐火度彡1750°C、体积密度2. 8 3. Og/cm3、气孔率14 15%。实施例二 按材料配方的化学组成为=Al2O3 84 85%、ZrO2Cr2O3 3 4%, SiC 2 3%、SiO2 5 6%，将矿物原料依重量百分比氧化铝粉80%、锆英砂5%、 铬矿砂7 %、碳化硅粉2 %、红柱石3 %，高岭土 3 %。将上述原料按比例配好，粉碎成粗颗粒(0. 5 3mm) 50 70%，中颗粒(0. 2 0. 5mm) 10 30%，细粗颗粒(彡0. 2mm) 10 30%的颗粒级配，混合均勻。加入混合料重量5%的羧甲基纤维素粘合剂，1 2%的脱模剂和30 35%的水，在捏合机中捏合1 2小时成泥料，在温度20 30°C、相对湿度50 90%的室内陈腐3 5天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，浇注在专门模具中，放入压力为20 100吨的振动双面液压机中，以8 10次/秒的频率振动2 5分钟，然后加压成形。制成的挡火砖的结构形状为外有凸出加强筋1、内部均勻布满孔径为5mm的直通六方孔 2的长方柱体3，柱体3的长度为50mm、宽度为50mm、厚度为50mm。将成形体先在温度20 30°C、相对湿度50 90%的室内阴置1 2天，再在温度为150 200°C的烘房中干燥至水分小于5%，后修坯，最后置于窑炉中，在1600 1650°C高温下烧制2小时。产品的物性指标为耐火度彡1750°C、体积密度3. 2 3. 5g/cm3、气孔率10 12%。实施例三按材料配方的化学组成为=Al2O3 75 76%、ZrO2 4 5%、Cr2O3 4 5%, SiC 7 8%、SiO2 9 10%，将矿物原料依重量百分比氧化铝粉68%、锆英砂6%、 铬矿砂9%、碳化硅粉8%、红柱石4%，高岭土 5%。将上述原料按比例配好，粉碎成粗颗粒 (0. 5 3mm) 50 70%，中颗粒(0. 2 0. 5mm) 10 30%，细粗颗粒(彡 0. 2mm) 10 30% 的颗粒级配，混合均勻。加入混合料重量4%的羧甲基纤维素粘合剂，2 3%的脱模剂和 30 35%的水，在捏合机中捏合2 3小时成泥料，在温度20 30°C、相对湿度50 90% 的室内陈腐5 7天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，浇注在模具中，放入压力为150 200吨的振动双面液压机中，以5 6次/秒的频率振动2 5分钟，然后加压成形。制成的挡火砖的结构形状为外有凸出加强筋1、内部均勻布满孔径为30mm的直通四方孔2的长方柱体3，柱体3的长度为500mm、宽度为200mm、厚度为200mm。将成形体先在温度20 30°C、相对湿度50 90%的室内阴置1 2天，再在温度为150 200°C的烘房中干燥至水分小于5%，后修坯，最后置于窑炉中，在1500 1550°C高温下烧制2小时。产品的物性指标为耐火度彡1750°C、体积密度3. O 3. 2g/cm3、气孔率12 14%。
权利要求
1.一种锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖，其特征在于锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的结构形状为外有凸出加强筋、内部均勻布满直通网孔的长方柱体；其物性指标为耐火度彡1750°C、体积密度2. 8 3. 5g/cm3、气孔率10 15%。
2.根据权利要求1所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖，其特征在于挡火砖的网孔孔形为圆孔、三角孔、四方孔、六方孔或菱形孔。
3.根据权利要求1-2所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖，其特征在于挡火砖的长度为50 1000mm、宽度为50 1000mm、厚度为50 1000mm，网孔的孔径为5 50mm。
4.根据权利要求1-3所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖，其特征在于锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的化学组成依重量百分比为A120360 85%、Zr023 7%、Cr2033 7%, SiC2 ll%、Si025 15%。
5.根据权利要求1-4所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖，其特征在于锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖所采用的矿物原料组成的重量百分比为氧化铝粉52 80%、锆英砂5 9%、铬矿砂7 14%、碳化硅粉2 11%、红柱石3 5%、高岭土 3 9% ；经工艺配方、粉碎、捏合、制泥、在液压机中经模具振动浇注加压成形、干燥后，置于窑炉中，在 1450 1650°C高温下2 3小时烧成。
6.根据权利要求1-5所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖，其特征在于锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖所采用的矿物原料组成的重量百分比为氧化铝粉72%、锆英砂6%、铬矿砂8 %、碳化硅粉5 %、红柱石4 %、高岭土 5 %。
7.—种权利要求1-6所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的制造方法，其特征在于(1)、采用矿物原料依重量百分比氧化铝粉52 80%、锆英砂5 9%、铬矿砂7 14%,碳化硅粉2 11 %、红柱石3 5%、高岭土 3 9%，将上述原料按比例配好；(2)、将配制好的原料粉碎成粒径为0.5 3mm粗颗粒，粒径为0. 2 0. 5mm的中颗粒， 粒径彡0. 2mm细颗粒；按照粗颗粒占50 70%重量比、中颗粒占10 30%重量比、细颗粒占10 30%的重量比进行颗粒级配，混合均勻；(3)、加入混合料重量3 5%的羧甲基纤维素粘合剂，1 3%的脱模剂和30 35% 的水，在捏合机中捏合1 3小时成泥料，在温度20 30°C、相对湿度50 90%的室内陈腐3 7天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，浇注在模具中，放入压力为20 300吨的振动双面液压机中，以3 10次/秒的频率振动2 5分钟，然后加压成形，制成结构形状为外有凸出加强筋、内部均勻布满直通网孔的长方柱体砖坯；(4)、将砖坯先在温度20 30°C、相对湿度50 90%的室内阴置1 2天，再在温度为150 200°C的烘房中干燥至水分小于5%，后修坯，最后置于窑炉中，在1450 1650°C 高温下烧制2 3小时，制得锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖。
8.根据权利要求7所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖，其特征在于锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖所采用的矿物原料组成的重量百分比为氧化铝粉72%、锆英砂6%、铬矿砂8 %、碳化硅粉5 %、红柱石4 %、高岭土 5 %。
9.根据权利要求7-8所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的制造方法，其特征在于 挡火砖的网孔孔形为圆孔、三角孔、四方孔、六方孔或菱形孔。
10.根据权利要求7-9所述的锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的制造方法，其特征在于挡火砖的长度为50 1000mm、宽度为50 1000mm、厚度为50 1000mm，网孔的孔径为5 50mm。
全文摘要
本发明公开了一种锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖及其制造方法，用于冶金、机械、化工、建材、陶瓷、耐火材料及环保等行业的各种蓄热式工业炉中。锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖的结构形状为外有凸出加强筋(1)内部均匀布满直通网孔(2)的的长方柱体(3)，采用矿物原料，经工艺配方、粉碎、捏合、制泥、在液压机中经模具振动浇注加压成形、干燥后，于1450～1650℃高温烧成。其物性指标为耐火度≥1750℃、体积密度2.8～3.5g/cm3，气孔率10～15％。锆铬刚玉质蓄热式烧嘴挡火砖具有优异的高温稳定性、体积密度大，抗渣性强并可做成大尺寸，可以有效地保护蓄热式燃烧器，延长蓄热炉的使用周期。
文档编号C04B35/66GK102515783SQ20111032922
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者邬敬文, 邬树其, 邬梅虎, 陈小泉, 陈峥 申请人:邬树其