一种高强度耐火砖及其制备方法与流程

本发明涉及耐火砖技术领域，具体来说，涉及一种高强度耐火砖及其制备方法。

背景技术：

耐火砖是高温炉体内常用的保温、隔热和结构材料。几乎所有的高温容器和设备内部都需要配套耐火材料来实现高温的技术工艺条件和保护钢结构炉体的长期稳定的工作。高温设备内配套耐火材料的高温化学抗侵蚀性能直接影响着耐火材料的寿命和高温设备的工作寿命。

专利号为cn201210520207.2公布的一种复合抗热震高铝耐火砖，其配方合理，成本较为低廉，制备方法简单易操作，烧制出的耐火砖热震稳定性大大提升，延长了热风炉的使用寿命，为企业提高了经济效益。但是该专利中的耐火砖不具有高强度的特点，不能够解决在使用过程中耐火砖开裂的问题，而且抗折弯强度不够，当人行走在上面时容易造成耐火砖断裂，另外，该专利中的耐火砖一般不能超过1600-1700℃，否则会严重影响耐火砖的使用寿命。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本发明提出一种高强度耐火砖及其制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

该高强度耐火砖是由以下质量份数的原料制成：

刚玉粉10-15、莫来石20-30、高岭土6-10、软质黏土粉10-15、超微细粉粘合剂5-20、锆英砂30-45、氧化铝粉10-20、氧化锆粉5-10、氧化铬粉5-15和水15-30。

进一步的，用于权利要求1所述的高强度耐火砖的制备，包括以下步骤：

按照产品外形尺寸加工模具备用；

根据上述质量份数，称取所述用于制备高强度耐火砖所需各原料；

将上述莫来石和高岭土进行破碎，筛分成粒径为0-1mm和0-3mm两个级别备用；

将刚玉粉、莫来石、高岭土、软质黏土粉、超微细粉粘合剂、锆英砂、氧化铝粉、氧化锆粉和氧化铬粉按配方量加入混合搅拌机中，边搅拌边混合，同时加入配方量的水，直至混合均匀；

将混合好的物料放入模具中压制成型；

压制成型后的砖坯放置在模具内进行自然养护24-36小时，使得配方水能够完全渗透到颗粒内部并自然晾干；

将上述自然养护完成的成型砖坯从模具中取出，运送到隧道窑中进行高温焙烧；

将焙烧完成后的耐火砖进行自然冷却至室温，然后进行检验、包装。

进一步的，根据实际需求，可先将刚玉粉、锆英砂、氧化铝粉、氧化锆粉和氧化铬粉混合后研磨成细度≦0.088的共磨粉，然后再与莫来石、高岭土、软质黏土粉、超微细粉粘合剂和水一同加入到混合搅拌机中混合均匀。

进一步的，在制备砖坯时，可根据体积和密度计算出每块耐火砖所需物料的重量，将此重量的物料全部加入模具中，压制成满足密度要求的耐火砖。

进一步的，在将搅拌均匀的混合物料压制成型时，采用高吨位液压器或高压成型器压制成型。

进一步的，在将搅拌均匀的混合物料放入模具中进行压制成型时，需先将混合物料在模具中进行震动均匀。

进一步的，在将砖坯进行高温焙烧时，需要通过两次焙烧，先将成型砖坯在1500-1600℃下焙烧12-36小时后自然冷却至室温，再在1700-1900℃下焙烧60-80小时后自然冷却至室温。

其中，本发明所采用的原料组份阐述如下：

刚玉粉：名称源于印度，系矿物学名称。刚玉al2o3的同质异像主要有三种变体，分别为α-al2o3、β-al2o3、γ-al2o3。

莫来石：是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称，莫来石是al2o3-sio2系中稳定的二元化合物。

高岭土：是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。因呈白色而又细腻，又称白云土。

锆英砂：一种以锆的硅酸盐(zrsio4)为主要组成的矿物。纯净的锆英砂为无色透明晶体，常因产地不同、含杂质的种类与数量不同而染成黄、橙、红、褐等色，结晶构造属四方晶系，呈四方锥柱形，比重4.6-4.71，比重的变化有时与成分和蚀变状态有关锆英石解理不完全，均匀莫氏硬度为7-8级，折射率1.93-2.01，熔点随所含杂质的不同在2190-2420℃内波动。主要化学组成为zro2;sio2，及少量fe2o3、cao、ai2o3等杂质。

氧化铝粉：工业al2o3是由铝矾土(al2o3-3h2o)和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的al2o3，一般用化学方法制备。

氧化锆粉：自然界的氧化锆矿物原料，主要有斜锆石和锆英石。锆英石系火成岩深层矿物，颜色有淡黄、棕黄、黄绿等，比重4.6-4.7，硬度7.5，具有强烈的金属光泽。

氧化铬粉：浅绿至深绿色细小六方结晶。灼热时变棕色，冷后仍变为绿色。结晶体极硬。极稳定，即使在红热下通入氢气亦无变化。溶于加热的溴酸钾溶液，微溶于酸类和碱类，几乎不溶于水、乙醇和丙酮。

本发明的有益效果为：通过添加刚玉粉和莫来石，从而能够很大程度上提高耐火砖的热震稳定性和强度，解决在使用过程中耐火砖开裂的问题，通过添加高岭土，从而使得耐火砖具有良好的可塑性、粘结性、绝缘性，还具有一定的干燥强度、烧结性及烧后白度等特殊性能，通过添加软质黏土粉和超微细粉粘合剂，因其具有颗粒细、可塑性强、结合性好，触变性过度，收缩适宜，耐火度高等工艺性能，从而能够提高耐火砖的整体稳定性，有效提高耐火砖的使用寿命，通过添加锆英砂、氧化铝粉、氧化锆粉和氧化铬粉，从而能够使得耐火砖在烧制成型后具有收缩小的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种高强度耐火砖制备方法的流程图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种高强度耐火砖及其制备方法。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，根据本发明实施例的高强度耐火砖，该高强度耐火砖是由以下质量份数的原料制成：

刚玉粉10-15、莫来石20-30、高岭土6-10、软质黏土粉10-15、超微细粉粘合剂5-20、锆英砂30-45、氧化铝粉10-20、氧化锆粉5-10、氧化铬粉5-15和水15-30。

为了更清楚的理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实例对本发明的上述方案进行详细说明。

实施例一

一种高强度耐火砖，该高强度耐火砖是由以下质量份数的原料制成：

刚玉粉10-15g、莫来石20-30g、高岭土6-10g、软质黏土粉10-15g、超微细粉粘合剂5-20g、锆英砂30-45g、氧化铝粉10-20g、氧化锆粉5-10g、氧化铬粉5-15g和水15-30g。

该高强度耐火砖的制备，包括以下步骤：

按照产品外形尺寸加工模具备用；

根据上述质量份数，称取所述用于制备高强度耐火砖所需刚玉粉10g、莫来石20g、高岭土6g、软质黏土粉10g、超微细粉粘合剂5g、锆英砂30g、氧化铝粉10g、氧化锆粉5g、氧化铬粉5g和水15g；

将上述莫来石和高岭土进行破碎，筛分成粒径为0-1mm和0-3mm两个级别备用；

将10g所述刚玉粉、20g所述莫来石、6g所述高岭土、10g所述软质黏土粉、5g所述超微细粉粘合剂、30g所述锆英砂、10g所述氧化铝粉、5g所述氧化锆粉和5g所述氧化铬粉按配方量加入混合搅拌机中，边搅拌边混合，同时加入5g所述水，直至混合均匀；

将混合好的物料放入模具中压制成型；

压制成型后的砖坯放置在模具内进行自然养护24-36小时，使得配方水能够完全渗透到颗粒内部并自然晾干；

将上述自然养护完成的成型砖坯从模具中取出，运送到隧道窑中进行高温焙烧；

将焙烧完成后的耐火砖进行自然冷却至室温，然后进行检验、包装。

实施例二

一种高强度耐火砖，该高强度耐火砖是由以下质量份数的原料制成：

刚玉粉10-15g、莫来石20-30g、高岭土6-10g、软质黏土粉10-15g、超微细粉粘合剂5-20g、锆英砂30-45g、氧化铝粉10-20g、氧化锆粉5-10g、氧化铬粉5-15g和水15-30g。

该高强度耐火砖的制备，包括以下步骤：

按照产品外形尺寸加工模具备用；

根据上述质量份数，称取所述用于制备高强度耐火砖所需刚玉粉12.5g、莫来石25g、高岭土8g、软质黏土粉12.5g、超微细粉粘合剂12.5g、锆英砂37.5g、氧化铝粉15g、氧化锆粉7.5g、氧化铬粉10g和水22.5g；

将上述莫来石和高岭土进行破碎，筛分成粒径为0-1mm和0-3mm两个级别备用；

将12.5g所述刚玉粉、25g所述莫来石、8g所述高岭土、12.5g所述软质黏土粉、12.5g所述超微细粉粘合剂、37.5g所述锆英砂、15g所述氧化铝粉、7.5g所述氧化锆粉和10g所述氧化铬粉按配方量加入混合搅拌机中，边搅拌边混合，同时加入22.5g所述水，直至混合均匀；

将混合好的物料放入模具中压制成型；

压制成型后的砖坯放置在模具内进行自然养护24-36小时，使得配方水能够完全渗透到颗粒内部并自然晾干；

将上述自然养护完成的成型砖坯从模具中取出，运送到隧道窑中进行高温焙烧；

将焙烧完成后的耐火砖进行自然冷却至室温，然后进行检验、包装。

实施例三

一种高强度耐火砖，该高强度耐火砖是由以下质量份数的原料制成：

刚玉粉10-15g、莫来石20-30g、高岭土6-10g、软质黏土粉10-15g、超微细粉粘合剂5-20g、锆英砂30-45g、氧化铝粉10-20g、氧化锆粉5-10g、氧化铬粉5-15g和水15-30g。

该高强度耐火砖的制备，包括以下步骤：

按照产品外形尺寸加工模具备用；

根据上述质量份数，称取所述用于制备高强度耐火砖所需刚玉粉15g、莫来石30g、高岭土10g、软质黏土粉15g、超微细粉粘合剂20g、锆英砂45g、氧化铝粉20g、氧化锆粉10g、氧化铬粉15g和水30g；

将上述莫来石和高岭土进行破碎，筛分成粒径为0-1mm和0-3mm两个级别备用；

将15g所述刚玉粉、30g所述莫来石、10g所述高岭土、15g所述软质黏土粉、20g所述超微细粉粘合剂、45g所述锆英砂、20g所述氧化铝粉、10g所述氧化锆粉和15g所述氧化铬粉按配方量加入混合搅拌机中，边搅拌边混合，同时加入30g所述水，直至混合均匀；

将混合好的物料放入模具中压制成型；

压制成型后的砖坯放置在模具内进行自然养护24-36小时，使得配方水能够完全渗透到颗粒内部并自然晾干；

将上述自然养护完成的成型砖坯从模具中取出，运送到隧道窑中进行高温焙烧；

将焙烧完成后的耐火砖进行自然冷却至室温，然后进行检验、包装。

如图1所示，在实际生产过程中，该高强度耐火砖的制备，包括以下步骤：

步骤s101，按照产品外形尺寸加工模具备用；

步骤s103，根据上述质量份数，称取所述用于制备高强度耐火砖所需各原料；

步骤s105，将上述莫来石和高岭土进行破碎，筛分成粒径为0-1mm和0-3mm两个级别备用；

步骤s107，将刚玉粉、莫来石、高岭土、软质黏土粉、超微细粉粘合剂、锆英砂、氧化铝粉、氧化锆粉和氧化铬粉按配方量加入混合搅拌机中，边搅拌边混合，同时加入配方量的水，直至混合均匀；

步骤s109，将混合好的物料放入模具中压制成型；

步骤s111，压制成型后的砖坯放置在模具内进行自然养护24-36小时，使得配方水能够完全渗透到颗粒内部并自然晾干；

步骤s113，将上述自然养护完成的成型砖坯从模具中取出，运送到隧道窑中进行高温焙烧；

步骤s115，将焙烧完成后的耐火砖进行自然冷却至室温，然后进行检验、包装。

在一个实施例中，根据实际需求，可先将刚玉粉、锆英砂、氧化铝粉、氧化锆粉和氧化铬粉混合后研磨成细度≦0.088的共磨粉，然后再与莫来石、高岭土、软质黏土粉、超微细粉粘合剂和水一同加入到混合搅拌机中混合均匀，从而能够减少耐火砖内部的空隙，进而提高耐火砖的强度。

在一个实施例中，在制备砖坯时，可根据体积和密度计算出每块耐火砖所需物料的重量，将此重量的物料全部加入模具中，压制成满足密度要求的耐火砖，从而能够根据实际需求制作成不同密度的耐火砖来满足不同的使用需求。此外，具体应用时，上述不同密度的耐火砖可进行批量生产。

在一个实施例中，在将搅拌均匀的混合物料压制成型时，采用高吨位液压器或高压成型器压制成型，从而能够一次压制成型，提高生产效率。

在一个实施例中，在将搅拌均匀的混合物料放入模具中进行压制成型时，需先将混合物料在模具中进行震动均匀，从而能够使得物料接触紧凑，避免出现较大空隙而影响耐火砖的强度。

在一个实施例中，在将砖坯进行高温焙烧时，需要通过两次焙烧，先将成型砖坯在1500-1600℃下焙烧12-36小时后自然冷却至室温，再在1700-1900℃下焙烧60-80小时后自然冷却至室温，从而能够有效提高耐火砖的耐超高温程度，提高耐火砖的使用范围。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过添加刚玉粉和莫来石，从而能够很大程度上提高耐火砖的热震稳定性和强度，解决在使用过程中耐火砖开裂的问题，通过添加高岭土，从而使得耐火砖具有良好的可塑性、粘结性、绝缘性，还具有一定的干燥强度、烧结性及烧后白度等特殊性能，通过添加软质黏土粉和超微细粉粘合剂，因其具有颗粒细、可塑性强、结合性好，触变性过度，收缩适宜，耐火度高等工艺性能，从而能够提高耐火砖的整体稳定性，有效提高耐火砖的使用寿命，通过添加锆英砂、氧化铝粉、氧化锆粉和氧化铬粉，从而能够使得耐火砖在烧制成型后具有收缩小的特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。