本发明属于烟道技术领域。具体涉及一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。
背景技术：
烟道盖板砖应用于烟道的顶部，是烟气输送管道中至关重要的组成部分。其主要作用是：一方面起密封作用，阻止尾气泄露出去造成环境污染；另一方面起隔热作用，避免工业窑炉的热量损失。由于烟道尺寸的设计原因，烟道盖板砖尺寸较大，对材料的强度具有较高要求，所以限制了制备工艺。目前，烟道盖板砖制备工艺主要有两类：
一是以机压成型方式制备的重质砖，如“一种环保型抗剥落高铝砖及其制备方法”（CN102887714A）专利技术，该技术以80wt%的特级铝矾土、10wt%的复合微粉结合剂及10wt%特殊结合剂为原料，制得环保型抗剥落高铝砖；“一种采用均化矾土制备的电石炉用高强高铝砖及其制备方法”（CN103833396A）专利技术，该技术以均化矾土、板状刚玉、转窑矾土、焦宝石、蓝晶石和苏州白泥为主要原料，制得高强高铝砖。上述技术制备的产品虽具有各自优点，但均存在体积密度大、隔热性能差的缺点，用于烟道盖板将导致大量的热能损失。
二是以浇筑成型的方式制备的预制件，如“一种不被铝液润湿的高铝浇注料的制备方法”（CN101717246A）专利技术，该技术以高铝颗粒料、高铝细粉、氧化硅微粉、氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥为主要原料制备高铝浇注料，但该技术方案采用浇注成型的方式，成型过程中难以保证整个预制件的结构十分均匀，在震动去除浇注料中气泡的过程中易出现分层，导致产品的结构不均匀。
技术实现要素：
为了旨在克服现有技术的缺陷，目的是提供一种强度高、隔热效果好、耐酸碱性气体冲刷能力强和抗热震稳定性好的高强度烟道盖板砖及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：以50~80wt%的铝矾土、5~20wt%的粘土、5~20wt%的莫来石和5~15wt%的“三石”为原料，外加所述原料0.1~1wt%的助烧剂、0.1~5wt%的增塑剂和1~10wt%的结合剂，混合均匀，困料12h，挤出成型，制得烟道盖板砖生坯。将所述烟道盖板砖生坯在110℃条件下干燥24h，于1100~1500℃条件下烧成3~7h，制得高强度烟道盖板砖。
所述铝矾土的氧化铝含量大于70wt%，氧化铁含量小于1.0wt%；所述铝矾土的颗粒级配是：粒径小于1mm且大于等于0.147mm的颗粒为50~75wt%，粒径小于0.147mm且大于等于0.043mm的细粉为25~50wt%。
所述粘土为焦宝石、白泥、福建泥和高岭土中的一种，所述粘土的粒径小于2μm。
所述莫来石为烧结莫来石或为电熔莫来石，所述莫来石的粒径为0.074~0.143mm。
所述“三石”为蓝晶石、红柱石和硅线石中的一种，所述“三石”的粒径小于0.074mm。
所述助烧剂为TiO2、MgO、Cr2O3和AlF3微粉中的一种。
所述增塑剂为塑性粘土、膨润土、叶腊石、甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐和烷基苯硫化物中的一种以上。
所述结合剂为磷酸铝、酚醛树脂、木质素磺酸盐和糊精水溶液中的一种以上。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明采用的挤出成型方式属于半干法成型，将原料混合均匀后，通过加压的方式将混合后的原料致密化，排除原料中的空气，避免了浇注成型过程中因震动排除气泡时发生的分层而造成结构不均匀的缺陷；同时，挤出成型的过程是四面加压，加压成型是两面加压，四面加压材料的结构更加均匀。
本发明采用塑性粘土、膨润土、叶腊石、甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐和烷基苯硫化物中的一种或两种以上的混合物为增塑剂，加上原料的合理颗粒级配及种类选择，致使原料混合后具有极好的可塑性。同时结合本发明采用的挤出成型方式，通过控制挤出设备，使挤出的产品具有空心结构，从而达到隔热效果，空心形状可根据实际需要调整。
因此，本发明工艺简单和可控性强，所制备的高强度烟道盖板砖具有强度高、隔热效果好、耐酸碱性气体冲刷能力强和抗热震稳定性好的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制：
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料统一描述如下：
所述铝矾土的氧化铝含量大于70wt%，氧化铁含量小于1.0wt%；所述铝矾土的颗粒级配是：粒径小于1mm且大于等于0.147mm的颗粒为50~75wt%，粒径小于0.147mm且大于等于0.043mm的细粉为25~50wt%。
所述粘土的粒径小于2μm。
所述莫来石的粒径为0.074~0.143mm。
所述“三石”的粒径小于0.074mm。
实施例1
一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。以50~60wt%的铝矾土、14~20wt%的粘土、11~17wt%的莫来石和9~13wt%的“三石”为原料，外加所述原料0.1~0.4wt%的助烧剂、0.1~1wt%的增塑剂和1~4wt%的结合剂，混合均匀，困料12h，挤出成型，制得烟道盖板砖生坯；将所述烟道盖板砖生坯在110℃条件下干燥24h，于1100~1350℃条件下烧成5~7h，制得高强度烟道盖板砖。
本实施例中：所述粘土为焦宝石；所述结合剂为磷酸铝；所述增塑剂为塑性粘土；所述助烧剂为TiO2；所述莫来石为烧结莫来石；所述“三石”为蓝晶石。
实施例2
一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。除下述物料外，其余同实施例1：
所述结合剂为磷酸铝、酚醛树脂、木质素磺酸盐和糊精水溶液中的两种以上混合物。
所述增塑剂为塑性粘土、膨润土、叶腊石、甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐和烷基苯硫化物中的两种以上混合物。
实施例3
一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。以55~70wt%的铝矾土、11~17wt%的粘土、14~20wt%的莫来石和5~9wt%的“三石”为原料，外加所述原料0.3~0.6wt%的助烧剂、1~3wt%的增塑剂和3~6wt%的结合剂，混合均匀，困料12h，挤出成型，制得烟道盖板砖生坯；将所述烟道盖板砖生坯在110℃条件下干燥24h，于1150~1400℃条件下烧成5~7h，制得高强度烟道盖板砖。
本实施例中：所述粘土为白泥；所述结合剂为酚醛树脂；所述增塑剂为膨润土或为叶腊石；所述助烧剂为MgO；所述莫来石为电熔莫来石；所述“三石”为红柱石。
实施例4
一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。除下述物料外，其余同实施例3：
所述结合剂为磷酸铝、酚醛树脂、木质素磺酸盐和糊精水溶液中的两种以上混合物。
所述增塑剂为塑性粘土、膨润土、叶腊石、甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐和烷基苯硫化物中的两种以上混合物。
实施例5
一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。以60~75wt%的铝矾土、8~14wt%的粘土、5~11wt%的莫来石和11~15wt%的“三石”为原料，外加所述原料0.5~0.8wt%的助烧剂、2~4wt%的增塑剂和5~8wt%的结合剂，混合均匀，困料12h，挤出成型，制得烟道盖板砖生坯；将所述烟道盖板砖生坯在110℃条件下干燥24h，于1200~1450℃条件下烧成4~6h，制得高强度烟道盖板砖。
本实施例中：所述粘土为福建泥；所述结合剂为木质素磺酸盐；所述增塑剂为甲基纤维素或为羧甲基纤维素；所述助烧剂为Cr2O3微粉；所述莫来石为烧结莫来石；所述“三石”为硅线石。
实施例6
一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。除下述物料外，其余同实施例5：
所述结合剂为磷酸铝、酚醛树脂、木质素磺酸盐和糊精水溶液中的两种以上混合物。
所述增塑剂为塑性粘土、膨润土、叶腊石、甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐和烷基苯硫化物中的两种以上混合物。
实施例7
一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。以65~80wt%的铝矾土、5~11wt%的粘土、8~14wt%的莫来石和7~11wt%的“三石”为原料，外加所述原料0.7~1.0wt%的助烧剂、3~5wt%的增塑剂和7~10wt%的结合剂，混合均匀，困料12h，挤出成型，制得烟道盖板砖生坯；将所述烟道盖板砖生坯在110℃条件下干燥24h，于1250~1500℃条件下烧成3~5h，制得高强度烟道盖板砖。
本实施例中：所述粘土为高岭土；所述结合剂为糊精水溶液；所述增塑剂为木质素磺酸盐或为烷基苯硫化物；所述助烧剂为AlF3微粉；所述莫来石为电熔莫来石；所述“三石”为红柱石。
实施例8
一种高强度烟道盖板砖及其制备方法。除下述物料外，其余同实施例7：
所述结合剂为磷酸铝、酚醛树脂、木质素磺酸盐和糊精水溶液中的两种以上混合物。
所述增塑剂为塑性粘土、膨润土、叶腊石、甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐和烷基苯硫化物中的两种以上混合物。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
本具体实施方式采用的挤出成型方式属于半干法成型，将原料混合均匀后，通过加压的方式将混合后的原料致密化，排除原料中的空气，避免了浇注成型过程中因震动排除气泡时发生的分层而造成结构不均匀的缺陷；同时，挤出成型的过程是四面加压，加压成型是两面加压，四面加压材料的结构更加均匀。
本具体实施方式采用塑性粘土、膨润土、叶腊石、甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐和烷基苯硫化物中的一种或两种以上的混合物为增塑剂，加上原料的合理颗粒级配及种类选择，致使原料混合后具有极好的可塑性。同时结合本具体实施方式采用的挤出成型方式，通过控制挤出设备，使挤出的产品具有空心结构，从而达到隔热效果，空心形状可根据实际需要调整。
因此，本具体实施方式工艺简单和可控性强，所制备的高强度烟道盖板砖具有强度高、隔热效果好、耐酸碱性气体冲刷能力强和抗热震稳定性好的特点。