[发明专利]一种柱状莫来石高耐磨砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柱状莫来石高耐磨砖，其组分包括57～72wt％矾土造粒料、8～16wt％三级矾土生料粉、6～14wt％叶腊石细粉、3～6wt％SiO₂微粉、1～3wt％的α‑Al₂O₃微粉、0.2～1wt％CeO₂微粉、0.5～2wt％Al‑Zn合金粉和0.5～2wt％碳酸钾粉。本发明还公开了此种柱状莫来石高耐磨砖的制备方法，其中矾土造粒料由二级矾土熟料颗粒、二级矾土生料粉、铬铁矿粉、氧化钇微粉与硅溶胶按质量比65:35:(4～6):(2～8):(10～20)配料、压坯、干燥、破碎得到；所有原料按比例称量后经混炼、困料、成型、干燥和烧成工艺制成。本发明所制备的柱状莫来石高耐磨砖具有柱状莫来石含量高、耐磨性优良、体积稳定性好、性价比高的特点，完全能够满足大型干熄焦炉冷却段8年无大修的需要。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种柱状莫来石高耐磨砖及其制备方法。

背景技术

干熄焦技术具有用水节约、大气污染物排放少、能源效率高、焦炭质量好等优势，是国家重点推广的节能环保技术。近年来干熄焦技术在我国得到快速发展，目前我国是世界上建设干熄焦装置最多、拥有单体干熄焦装置容量最大的国家，在建和运行的干熄焦装置超过200套。

干熄焦炉是干熄焦装置的核心部分，其中冷却段使用过程中主要经受高温焦炭的冲击与磨损、高速氮气气流冷却造成的破坏。因此，对于冷却段耐火材料，一个最重要的指标就是耐火材料的耐磨损性能。国内干熄焦炉冷却段多采用B级莫来石与黏土砖咬砌，磨损快，寿命较短。随着干熄焦炉炉型尺寸增加，并且干熄焦炭强度提高、硬度增加，冷却段耐火材料寿命下降更为严重，已成为制约干熄焦装置效能发挥的重要因素之一。“干熄焦炉用耐磨钢纤维增强浇注预制块”(CN101450866A)专利技术，采用耐火骨料、水泥、硅灰、α-Al₂O₃、SiC为主要原料，耐磨钢纤维作为增强剂，能在一定程度上提高其耐磨性，但产品仍需经过一次大修后才能使用8年。“一种大型干熄焦炉冷却段用高耐磨不定形浇注料”(CN108911763A)专利技术，采用高铝矾土、硅石、氧化钙、氧化镁、四氧化三铁、炭黑及促凝剂为原料，具有较高的耐磨性，但是在大型干熄焦炉施工及烘烤都存在一定的困难。徐国涛等人选取含SiC砖A、含SiC砖B、莫来石-红柱石砖、含尖晶石砖、含ZrO₂砖、刚玉-莫来石砖和B级莫来石砖6种可能用于干熄焦炉冷却段用耐火材料，发现采用含SiC砖或者莫来石-红柱石砖作为冷却段的材料，寿命可得到较大幅度提高(徐国涛、盛军波、吕永劲、等，耐火材料，2016，50(1)：48-50)，但生产成本相应提高。氮化物结合SiC砖耐磨性优良，但其生产成本过高，鲜有企业应用。但总的来说，现有耐火材料仍难以满足干熄焦炉一代炉役8年无大修且性价比高的要求。