本发明涉及石油焦煅烧炉用罐壁砖，具体涉及一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖及其制备方法。
背景技术
罐式煅烧炉的罐侧壁采用专用的罐壁砖，罐壁砖墙外是多层火道加热系统。物料在罐内密封隔绝空气状态下加热，烧损小，质量稳定。
传统的罐壁砖主要采用硅砖，硅砖主要原料为鳞石英和方石英，还有少量石英和玻璃质。随着时代的发展，本领域对罐壁砖的质量要求越来越高；特别是使用寿命和导热性能。目前市面上现有的罐壁砖往往导热性能优异的产品，寿命较短；使用寿命长的产品导热性能较差；鲜有使用寿命长且导热性能优的产品，因此，这方面的课题的研究日益受到本领域技术人员的关注。
现有专利cn201410805178.3一种高硫石油焦的煅烧方法及专用罐式煅烧炉和罐壁砖，公开了一种高硫石油焦的煅烧方法，一种高硫石油焦用罐式煅烧炉，包括炉体、火道和煅烧罐，所述煅烧罐的罐壁外侧是火道，内侧为与石油焦的接触面，所述煅烧罐四周由带子母槽的异形罐壁砖砌筑而成，所述异形罐壁砖采用耐高温和耐硫侵蚀的砖体材料制成。本发明还公开了一种罐壁砖及其制备方法，所述罐壁砖为锆刚玉莫来石砖、碳化硅刚玉莫来石砖、铬刚玉砖中的任一种。该罐壁砖具有良好的抗硫腐蚀、抗渗透的性能，在高温高硫煅烧中无剥落现象产生，使用寿命长，生产成本低。其发明没有解决罐壁砖导热性能方面的问题。
在过去的罐式煅烧炉用罐壁砖的研究中，本领域技术人员都侧重于延长罐壁砖的使用寿命，但很少有人关注其导热性能；但在实际生产中，导热性能是影响产能的重要方面。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖及其制备方法，实现以下发明目的：提高石油焦罐式煅烧炉用罐壁砖的导热性能，同时，提高其使用寿命。
为实现上述发明目的，采用以下技术方案：
一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖：包括以下原料组分：碳化硅粉、炉甘石、红土、高岭土、氮化硅、钛白粉、石墨烯、远红外陶瓷粉、石英、磷酸钡、锰铝榴石。
所述罐壁砖，以重量份计，包括以下原料组分：碳化硅粉130-150份、炉甘石30-40份、红土7-9份、高岭土57-63份、氮化硅78-84份、钛白粉19-25份、石墨烯2.8-3.7份、远红外陶瓷粉11-14份、石英70-80份、磷酸钡12-17份、锰铝榴石9-14份。
所述的碳化硅粉：粒径为600-710μm，堆积密度为3.15-3.28g/cm3，sic含量≥98.8%，三氧化二铁含量低于0.4%；
所述的炉甘石：细度为200目，其中，含氧化钙（cao）0.24-0.27%，氧化镁（mgo）0.37-0.45%，氧化铁（fe2o3）0.54-0.58%，氧化锰（mno）0.005-0.01%；
所述的红土：为红黏土，原产地为河北，购自灵寿县中润石油助剂加工厂，货号010；
所述的高岭土：细度为9000目，二氧化硅含量57-59%，吸油量60-62%，烧失量0.2-0.3%，ph值为5.8-5.9；
所述的氮化硅：硅含量≥99.9%，密度3.44-3.51g/cm³，莫氏硬度9-9.5，显微硬度为32630-32655mpa，比热容0.71j/(g·k)；
所述的钛白粉：由r-706、r-248、r-103三种型号的钛白粉按照1:1:3的质量比混合而成；
所述的石墨烯：固定碳含量为10%，有效物质含量为99%；
所述的远红外陶瓷粉：由细度为1250目、600目、200目的远红外陶瓷粉，按照8:3:1的质量比混合而成；
所述的石英：二氧化硅含量为99.8%，密度为2.7g/cm3，细度为400目；
所述的锰铝榴石：为锰铝榴石粉，细度为1200目。
一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖的制备方法：
步骤1、原料准备
根据罐壁砖配方称量各原料组分，备用。
步骤2、粉磨
将碳化硅粉、炉甘石、红土、氮化硅混合，并置于磨粉机中研磨2.5h，得到细度为4000目的混合粉末a。
步骤3、混料
将钛白粉、石墨烯、远红外陶瓷粉、石英混合，并搅拌30min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料b；
将高岭土、磷酸钡、锰铝榴石混合，并搅拌40min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料c。
步骤4、混炼
将混合料b、混合料c、混合粉末a依次加入混炼机中，边加边喷入去离子水，并混炼1.5h，得到罐壁砖坯料；所述去离子水的加入量为固体原料总质量的22%。
步骤5、成型
将罐壁砖坯料送入成型机砖坯模具中成型，得到砖坯。
步骤6、烧制
（1）预烘成型后的砖坯在400-450℃条件下预烘60-80min；
（2）烧制将预烘后的砖坯送入高温隧道窑内，在1600-1700℃条件下烧制1.5h；
(3)稳定处理将烧制后的砖坯送入低温隧道窑内，在750-800℃条件下低温处理25-35min，完成稳定处理；
制得成品。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
（1）本发明石油焦罐式煅烧炉用罐壁砖，高温导热性能好，大大降低生产能耗。经试验，本发明罐壁砖1200℃下的导热系数可达到83-102w/(m·k)。
（2）本发明石油焦罐式煅烧炉用罐壁砖，耐腐蚀性能好，在1400℃条件下向煅烧炉模型中通入二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮的按照体积比2：0.5：1混合的混合气体，使混合气体充满煅烧炉罐内，封闭煅烧炉进出料口；200天后，无表面粉化、起鼓、剥落现象发生。本发明制备的罐壁砖可适用于高硫石油焦的煅烧。
（3）本发明罐壁砖制备的石油焦罐式煅烧炉使用寿命可达到20年以上。
具体实施方式
实施例1一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖
一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖：以重量份计，包括以下原料组分：碳化硅粉150份、炉甘石30份、红土9份、高岭土57份、氮化硅84份、钛白粉25份、石墨烯3.2份、远红外陶瓷粉13份、石英70份、磷酸钡15份、锰铝榴石14份。
所述的碳化硅粉：粒径为680μm，堆积密度为3.25g/cm3，sic含量为98.9%，三氧化二铁含量低于0.4%；
所述的炉甘石：细度为200目，其中，含氧化钙（cao）0.25%，氧化镁（mgo）0.42%，氧化铁（fe2o3）0.56%，氧化锰（mno）0.008%；
所述的红土：为红黏土，原产地为河北，购自灵寿县中润石油助剂加工厂，货号010；
所述的高岭土：细度为9000目，二氧化硅含量58%，吸油量60%，烧失量0.25%，ph值为5.8；
所述的氮化硅：硅含量≥99.9%，密度3.48g/cm³，莫氏硬度9.2，显微硬度为32640mpa，比热容0.71j/(g·k)；
所述的钛白粉：由r-706、r-248、r-103三种型号的钛白粉按照1:1:3的质量比混合而成；
所述的石墨烯：固定碳含量为10%，有效物质含量为99%；
所述的远红外陶瓷粉：由细度为1250目、600目、200目的远红外陶瓷粉，按照8:3:1的质量比混合而成；
所述的石英：二氧化硅含量为99.8%，密度为2.7g/cm3，细度为400目；
所述的锰铝榴石：为锰铝榴石粉，细度为1200目。
一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖的制备方法：
步骤1、原料准备
根据罐壁砖配方称量各原料组分，备用。
步骤2、粉磨
将碳化硅粉、炉甘石、红土、氮化硅混合，并置于磨粉机中研磨2.5h，得到细度为4000目的混合粉末a。
步骤3、混料
将钛白粉、石墨烯、远红外陶瓷粉、石英混合，并搅拌30min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料b；
将高岭土、磷酸钡、锰铝榴石混合，并搅拌40min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料c。
步骤4、混炼
将混合料b、混合料c、混合粉末a依次加入混炼机中，边加边喷入去离子水，并混炼1.5h，得到罐壁砖坯料；所述去离子水的加入量为固体原料总质量的22%。
步骤5、成型
将罐壁砖坯料送入成型机砖坯模具中成型，得到砖坯。
步骤6、烧制
（1）预烘成型后的砖坯在400℃条件下预烘80min；
（2）烧制将预烘后的砖坯送入高温隧道窑内，在1600℃条件下烧制1.5h；
（3）稳定处理将烧制后的砖坯送入低温隧道窑内，在800℃条件下25min，完成稳定处理；
制得成品。
实施例2一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖
一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖：以重量份计，包括以下原料组分：碳化硅粉130份、炉甘石40份、红土7份、高岭土63份、氮化硅78份、钛白粉20份、石墨烯2.8份、远红外陶瓷粉11份、石英80份、磷酸钡12份、锰铝榴石9份。
所述的碳化硅粉：粒径为680μm，堆积密度为3.25g/cm3，sic含量为98.9%，三氧化二铁含量低于0.4%；
所述的炉甘石：细度为200目，其中，含氧化钙（cao）0.25%，氧化镁（mgo）0.42%，氧化铁（fe2o3）0.56%，氧化锰（mno）0.008%；
所述的红土：为红黏土，原产地为河北，购自灵寿县中润石油助剂加工厂，货号010；
所述的高岭土：细度为9000目，二氧化硅含量58%，吸油量60%，烧失量0.25%，ph值为5.8；
所述的氮化硅：硅含量≥99.9%，密度3.48g/cm³，莫氏硬度9.2，显微硬度为32640mpa，比热容0.71j/(g·k)；
所述的钛白粉：由r-706、r-248、r-103三种型号的钛白粉按照1:1:3的质量比混合而成；
所述的石墨烯：固定碳含量为10%，有效物质含量为99%；
所述的远红外陶瓷粉：由细度为1250目、600目、200目的远红外陶瓷粉，按照8:3:1的质量比混合而成；
所述的石英：二氧化硅含量为99.8%，密度为2.7g/cm3，细度为400目；
所述的锰铝榴石：为锰铝榴石粉，细度为1200目。
一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖的制备方法：
步骤1、原料准备
根据罐壁砖配方称量各原料组分，备用。
步骤2、粉磨
将碳化硅粉、炉甘石、红土、氮化硅混合，并置于磨粉机中研磨2.5h，得到细度为4000目的混合粉末a。
步骤3、混料
将钛白粉、石墨烯、远红外陶瓷粉、石英混合，并搅拌30min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料b；
将高岭土、磷酸钡、锰铝榴石混合，并搅拌40min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料c。
步骤4、混炼
将混合料b、混合料c、混合粉末a依次加入混炼机中，边加边喷入去离子水，并混炼1.5h，得到罐壁砖坯料；所述去离子水的加入量为固体原料总质量的22%。
步骤5、成型
将罐壁砖坯料送入成型机砖坯模具中成型，得到砖坯。
步骤6、烧制
（1）预烘成型后的砖坯在420℃条件下预烘70min；
（2）烧制将预烘后的砖坯送入高温隧道窑内，在1650℃条件下烧制1.5h；
（3）稳定处理将烧制后的砖坯送入低温隧道窑内，在780℃条件下30min，完成稳定处理；
制得成品。
实施例3一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖
一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖：以重量份计，包括以下原料组分：碳化硅粉140份、炉甘石35份、红土9份、高岭土60份、氮化硅80份、钛白粉19份、石墨烯3.6份、远红外陶瓷粉12份、石英75份、磷酸钡16份、锰铝榴石10份。
所述的碳化硅粉：粒径为680μm，堆积密度为3.25g/cm3，sic含量为98.9%，三氧化二铁含量低于0.4%；
所述的炉甘石：细度为200目，其中，含氧化钙（cao）0.25%，氧化镁（mgo）0.42%，氧化铁（fe2o3）0.56%，氧化锰（mno）0.008%；
所述的红土：为红黏土，原产地为河北，购自灵寿县中润石油助剂加工厂，货号010；
所述的高岭土：细度为9000目，二氧化硅含量58%，吸油量60%，烧失量0.25%，ph值为5.8；
所述的氮化硅：硅含量≥99.9%，密度3.48g/cm³，莫氏硬度9.2，显微硬度为32640mpa，比热容0.71j/(g·k)；
所述的钛白粉：由r-706、r-248、r-103三种型号的钛白粉按照1:1:3的质量比混合而成；
所述的石墨烯：固定碳含量为10%，有效物质含量为99%；
所述的远红外陶瓷粉：由细度为1250目、600目、200目的远红外陶瓷粉，按照8:3:1的质量比混合而成；
所述的石英：二氧化硅含量为99.8%，密度为2.7g/cm3，细度为400目；
所述的锰铝榴石：为锰铝榴石粉，细度为1200目。
一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖的制备方法：
步骤1、原料准备
根据罐壁砖配方称量各原料组分，备用。
步骤2、粉磨
将碳化硅粉、炉甘石、红土、氮化硅混合，并置于磨粉机中研磨2.5h，得到细度为4000目的混合粉末a。
步骤3、混料
将钛白粉、石墨烯、远红外陶瓷粉、石英混合，并搅拌30min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料b；
将高岭土、磷酸钡、锰铝榴石混合，并搅拌40min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料c。
步骤4、混炼
将混合料b、混合料c、混合粉末a依次加入混炼机中，边加边喷入去离子水，并混炼1.5h，得到罐壁砖坯料；所述去离子水的加入量为固体原料总质量的22%。
步骤5、成型
将罐壁砖坯料送入成型机砖坯模具中成型，得到砖坯。
步骤6、烧制
（1）预烘成型后的砖坯在450℃条件下预烘60min；
（2）烧制将预烘后的砖坯送入高温隧道窑内，在1700℃条件下烧制1.5h；
(3)稳定处理将烧制后的砖坯送入低温隧道窑内，在750℃条件下35min，完成稳定处理；
制得成品。
对比例1一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖
与实施例3相同，只改变以下：
所述罐壁砖，以重量份计，包括以下原料组分：碳化硅粉140份、炉甘石35份、红土9份、高岭土60份、氮化硅80份、钛白粉19份、石墨烯3.6份、远红外陶瓷粉12份、石英75份。
制备方法：
步骤1、原料准备与实施例3相同。
步骤2、粉磨与实施例3相同。
步骤3、混料
将高岭土、钛白粉、石墨烯、远红外陶瓷粉、石英混合，并搅拌30min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料b；
步骤4、混炼
将混合料b、混合粉末a依次加入混炼机中，边加边喷入去离子水，并混炼1.5h，得到罐壁砖坯料；所述去离子水的加入量为固体原料总质量的22%。
步骤5、成型与实施例3相同。
步骤6、烧制
（1）预烘成型后的砖坯在450℃条件下预烘60min；
（2）烧制将预烘后的砖坯送入高温隧道窑内，在1700℃条件下烧制2h；
制得成品。
对比例2一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖
与实施例3相同，只改变以下：
所述罐壁砖，以重量份计，包括以下原料组分：碳化硅粉140份、炉甘石35份、红土9份、高岭土60份、氮化硅80份、石英75份、磷酸钡16份、锰铝榴石10份。
制备方法：
步骤1、原料准备与实施例3相同。
步骤2、粉磨与实施例3相同。
步骤3、混料
将石英、高岭土、磷酸钡、锰铝榴石混合，并搅拌40min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料c。
步骤4、混炼
将混合料c、混合粉末a依次加入混炼机中，边加边喷入去离子水，并混炼1.5h，得到罐壁砖坯料；所述去离子水的加入量为固体原料总质量的22%。
步骤5、成型与实施例3相同。
步骤6、烧制
将预烘后的砖坯送入高温隧道窑内，在1800℃条件下烧制2.5h；
制得成品。
对比例3一种导热性能好的石油焦煅烧炉用罐壁砖
与实施例3相同，只改变以下：
所述罐壁砖，以重量份计，包括以下原料组分：碳化硅粉140份、炉甘石35份、红土9份、氮化硅80份、钛白粉19份、石墨烯3.6份、远红外陶瓷粉12份、石英75份、磷酸钡16份、锰铝榴石10份。
制备方法：
步骤1、原料准备与实施例3相同。
步骤2、粉磨与实施例3相同。
步骤3、混料
将钛白粉、石墨烯、远红外陶瓷粉、石英混合，并搅拌30min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料b；
将磷酸钡、锰铝榴石混合，并搅拌40min，搅拌速率为1200rpm，得到混合料c。
步骤4、混炼
将混合粉末a、混合料b、混合料c依次加入混炼机中，边加边喷入去离子水，并混炼1.5h，得到罐壁砖坯料；所述去离子水的加入量为固体原料总质量的22%。
步骤5、成型与实施例3相同。
步骤6、烧制
（1）将预烘后的砖坯送入高温隧道窑内，在1700℃条件下烧制2h；
(2)稳定处理将烧制后的砖坯送入低温隧道窑内，在750℃条件下35min，完成稳定处理；
制得成品。
结果检测：
将实施例1-3与对比例1-3制备的罐壁砖，进行以下性能检测：
（1）高温导热性能检测，检测结果见表1；
表1
由上表可见，1200℃条件下，本发明实施例1-3石油焦罐式煅烧炉用罐壁砖的导热系数明显较高，其导热效果明显较好。
（2）耐酸侵蚀性能检测
实验方法：采用实施例1-3和对比例1-3的罐壁砖制备的煅烧炉模型；在1400℃条件下向煅烧炉模型中通入二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮的按照体积比2：0.5：1混合的混合气体，通入量为20m³/h，出口处连接废气吸收装置；实验进行200天后，检测结果见表2；
表2
由上表可见，本发明石油焦罐式煅烧炉用罐壁砖具有明显的耐酸腐蚀的效果；在1400℃条件下，在二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮环境下使用，无表面粉化、起鼓、剥落现象发生。
（3）经试验，本发明罐壁砖制备的石油焦罐式煅烧炉使用寿命可达到20年以上。
除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。