[发明专利]高强度、高热震氧化铝空心球砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质耐火砖，尤其是一种高强度、高热震氧化铝空心球砖及其制备方法。

背景材料

高温辊棒烧结窑炉的炉型有井式窑和梭式窑两种。无论哪种炉型的窑炉，其特点均为体积大尤其是高度高，升降温频繁，烧成温度高。这种窑炉使用温度在1500℃-1600℃，每2-3天为一个烧成周期。因此要求内衬材料具有耐高温、高强度、热震稳定性好、节约燃耗等性能。常规氧化铝空心球砖具有良好的耐火性能和优良的隔热性能，常用作这种高温窑炉的工作衬，可以减少热量损失、加快升温速度从而降低能源消耗，节约生产成本。但常规氧化铝空心球砖在使用时，由于其强度低、热震稳定性差，使用时产生裂纹、剥落等缺陷，影响使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服常规氧化铝空心球砖技术之不足，提供一种高强度、高热震氧化铝空心球砖及其制备方法，该产品具有耐高温、高强度、热震稳定性好、节约燃耗等特性，特别适合高温辊棒烧结窑炉及类似工况窑炉使用。

本发明高强度、高热震氧化铝空心球砖，由以下重量份数的原料组成：

结合剂优选硫酸铝或纸浆中的一种或两种。

刚玉砂的颗粒度为≤150目。

氧化铝微粉的颗粒度为≤500目。

红柱石微粉的颗粒度≤500目。

硅线石微粉的颗粒度≤500目。

粘土的颗粒度≤200目。

所述的颗粒度即粉料细度。

氧化铝空心球粒度为≤3mm。

碳化硅粒度为≤60目。

高强度、高热震氧化铝空心球砖的制备方法，步骤如下：

将刚玉砂、氧化铝微粉、红柱石微粉、硅线石微粉和粘土混合均匀，制成混合粉，将氧化铝空心球、碳化硅粒度料混合均匀，混合时间为2-3分钟，然后加结合剂再混5-7分钟，在混合均匀后形成泥料，泥料经成型、烘烤、焙烧得产品。

混合粉和颗粒料混合时间为2-3分钟，加入结合剂后再混5-7分钟，总混合时间8-10分钟。

成型采用振动成型方法。

烘烤温度为80～110℃，烘烤时间为24～48小时。

焙烧温度为1550～1650℃，焙烧时间为6-10小时。

本发明的氧化铝空心球砖引入低膨胀的SIC原料改善制品热震性能。由于SIC热膨胀系数小，引入SIC使得制品具有更好的热震稳定性。在25～1400℃平均热膨胀系数为4.5×10^-6/℃，明显低于氧化铝热膨胀系数。

本发明的氧化铝空心球砖引用碳化硅和刚玉等多种颗粒料，不同原料的膨胀系数不同使制品在使用时产生微裂纹，微裂纹的产生可以缓冲制品因急冷急热而产生的内部裂纹，进一步提高制品的热震性能。

本发明的氧化铝空心球砖引入红柱石、硅线石微粉、及碳化硅。红柱石、硅线石分解形成的SIO₂及SIC氧化生成的的SIO₂与刚玉砂细粉、氧化铝微粉中的AL₂O₃通过反应烧结形成莫来石网络穿插于氧化铝空心球骨料之间，提高了制品热震性和强度。

氧化铝微粉及红柱石微粉的引入使莫来石化温度提前至小于1000℃，这样制品同时具有较强的中高温强度。

微粉技术应用于氧化铝空心球砖后，进一步促进烧结，是制品形成高强度的另一重要原因。因为粒度越小,比表面积越大,表面能越高,烧结温度越低。红柱石微粉的比表面积较大,可以在较低温度下开始烧结。

本发明原料理化指标：

粘土的化学组分质量分数为：Al₂O₃≥36%，Fe₂O₃≤1.0%，可塑性≥3.5。

红柱石的化学组分质量分数为：Al₂O₃≥55%；SiO₂≤40%；Fe₂O₃≤1.0%。

刚玉砂的化学组分质量分数为：Al₂O₃≥99%。

硅线石的化学组分质量分数为：Al₂O₃≥55%，SiO₂≥42%。

本发明原料均为市售。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果