專利名稱：一種耐急冷急熱燒嘴磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域。具體地說是一種用于各種冶金爐燒嘴，具有較 高熱震穩(wěn)定性的燒嘴磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
加熱爐與均熱爐是軋鋼或鍛鋼時(shí)用于加熱鋼坯或鋼錠的熱工設(shè)備，而燒嘴 磚則是用于燒嘴部位的耐火制品，起噴射燃料和組織火焰的作用。燒嘴磚的工
作溫度一般在1400 1500°C，燒嘴磚不僅需要較好的耐火性能和抗熱震性能， 而且還應(yīng)具備良好的抗高溫氣流沖刷與煙塵侵蝕的能力。
多年來(lái)，加熱爐、均熱爐所使用的燒嘴磚一直采用礬土水泥結(jié)合高鋁質(zhì)耐 火澆注料制成，燒嘴磚使用壽命較短， 一般僅有3 6個(gè)月。其損壞的主要原因 一是礬土水泥中的Ca0使燒嘴磚在高溫使用時(shí)形成低熔物，從而使磚的耐火性 能降低，燒嘴磚使用后期嚴(yán)重變形，導(dǎo)致爐內(nèi)溫度場(chǎng)發(fā)生改變，影響鋼坯的加 熱質(zhì)量，用戶不得不更換燒嘴磚；二是以礬土水泥作結(jié)合劑的澆注料燒嘴磚熱 震穩(wěn)定性一般，耐剝落性能和抵抗溫度驟變能力差，因此引起燒嘴磚的剝落損 毀。
最近，有人研制了無(wú)水泥高鋁質(zhì)澆注料燒嘴磚，改善燒嘴磚的高溫使用性 能并提高其熱震穩(wěn)定性，可滿足加熱爐、均熱爐使用要求。但澆注料燒嘴磚制 備周期長(zhǎng)，需要養(yǎng)護(hù)近一周左右；而且燒嘴磚初次使用時(shí)需要嚴(yán)格控制升溫制 度，而現(xiàn)場(chǎng)操作條件有時(shí)難以保障，仍會(huì)出現(xiàn)因急劇升溫而剝落的問題。
中國(guó)專利公開號(hào)CN1172145A提供了一種《焦?fàn)t用新型復(fù)合不燒燒嘴磚及其 制造方法》，A1203、 Zr02、 Si02含量分別為50 75%、 60 90%、 55 75%， i亥不燒 燒嘴磚由高鋁質(zhì)、鋯質(zhì)、硅質(zhì)耐火材料和酸式復(fù)鹽結(jié)合劑、有機(jī)弱酸性添加劑 按一定配比和加料順序制成，其熱震穩(wěn)定性達(dá)到50次，能一定程度上延長(zhǎng)焦?fàn)t 壽命和改善勞動(dòng)條件。但實(shí)踐證明，其使用過程中產(chǎn)生低熔物，不能長(zhǎng)期使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，旨在提供一種具有耐高溫，強(qiáng)度高， 耐急冷急熱性好，制備工藝簡(jiǎn)單和使用可靠，可確保爐內(nèi)溫度場(chǎng)不發(fā)生改變的 燒嘴磚及其制備方法。
為此，本發(fā)明所采取的技術(shù)解決方案是:
本發(fā)明耐急冷急熱燒嘴磚
其原料組分與重量百分比含量為:
24% 30%
高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉
14% 31%
氧化鉻粉
45% 56%
氟化鈉粉(外加)
10/0 2%
粘結(jié)劑，上述原料的混合料與粘結(jié)劑的比例為10g : 0.6 1.4ml。
上述原料中，鋁粉的純度為99wt。/。，粒度為0 0. 147mm;氧化鉻粉的純度 為99wt。/。，粒度為0 0. 147mm;氟化鈉粉為化學(xué)純。
高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉的化學(xué)成分為Al20391%、 Ti023%、 Fe2032%，其 它4%;高鋁礬土骨料粒度3 lmm、 1 0 mm與礬土細(xì)粉粒度0 0. 088 mm三 者比例為7:1:2。
所述的粘結(jié)劑為紙漿溶液或磷酸鹽溶液，紙漿溶液的密度為1.2g/cm3。
原料組分中，鋁粉是作為氧化劑，氧化鉻作為還原劑，二者反應(yīng)放熱使礬 土細(xì)粉熔化產(chǎn)生液相；氟化鈉粉是助燒結(jié)劑；高鋁礬土骨料可以提高產(chǎn)品的強(qiáng) 度和避免壓制時(shí)產(chǎn)生層裂現(xiàn)象。
本發(fā)明耐急冷急熱燒嘴磚的制備方法，其主要工藝包括配料、成型、烘 干、燒結(jié)及加工；具體步驟為
配料，將含有鋁粉24% 30%、高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉14% 31%、氧化 鉻粉45% 56%及外加氟化鈉粉1% 2%的原料干混均勻后，再向混合料中按 10 g : 0.6 1.4ml的比例加入粘結(jié)劑，并混合均勻；
成型，將混合均勻后的原料放入成型機(jī)，在60 100MPa壓力下壓制成壓坯;
烘干，將成型后的壓坯放入烘干窯，在200 30(TC的溫度下烘干2h;
燒結(jié)，在烘干后的壓坯表面撒上點(diǎn)火劑，用通電鎢絲點(diǎn)燃點(diǎn)火劑及壓坯， 使壓坯自燒結(jié)；
加工，待燒結(jié)坯冷卻后，將其加工成成品燒嘴磚。
制備方法中，所述的點(diǎn)火劑組成為CrCb與Al之間的摩爾比為1 : 3， Cr03 和Al的粒度均為0 0.147mm。
上述原料組分及配比，可使其反應(yīng)體系放出適當(dāng)?shù)臒崃?，確保產(chǎn)品具有較 好的成分、結(jié)構(gòu)和性能。成型工序得到燒嘴磚的形狀，烘干使壓坯中的水分蒸 發(fā)并使其具有一定的預(yù)熱溫度，以利于點(diǎn)燃?jí)号鳎稽c(diǎn)火是為激活反應(yīng)體系，使 壓坯靠自身放熱達(dá)到自燒結(jié)，從而加工成燒嘴磚。
實(shí)施本發(fā)明所獲得的燒嘴磚，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了較理想的程度。其 中燒嘴磚的常溫耐壓強(qiáng)度達(dá)25 35MPa;在80(TC水冷條件下，熱震穩(wěn)定性大 于50次；導(dǎo)熱系數(shù)為0. 9 1. 1 W/ (m 。C)，耐火度為1790 18(XTC。由于熱 震穩(wěn)定性的提高，使燒嘴磚避免了因爐溫急劇變化而剝落的問題。且使用過程 中不產(chǎn)生低熔物，具有較高的強(qiáng)度，所以本發(fā)明燒嘴磚的使用壽命可達(dá)到半年 以上。同時(shí)，本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單迅速，易于操作和控制。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
首先是原料準(zhǔn)備。純度為99wt%，粒度為0 0. 147mm的鋁粉；含Al20391%、 Ti023%、 FeA2o/。的高鋁礬土骨料和砜土細(xì)粉，高鋁磯土骨料粒度3 lmm、 l 0 mm與礬土細(xì)粉粒度0 0. 088 mm三者比例為7:1:2;純度為99wt%，粒度 為0 0. 147mm的氧化鉻粉；化學(xué)純氟化鈉粉；密度為1. 2 g/cm3的紙漿溶液或 磷酸鹽溶液，作為制備燒嘴磚的原料待用。
實(shí)施例1:
將上述制備好的待用原料按重量百分比分別稱量-鋁粉30wt%， 高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉14wt%， 氧化鉻粉56wt%， 氟化鈉粉(外加)1.5wt%，
以及與上述混合料比例為10 g : 1. 4 ml的紙漿溶液。 其制備工藝為
將按上述比例備好的鋁粉、高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉、氧化鉻粉及外加氟
化鈉粉混合均勻，再按10 g : 1. 4 ml的比例加入紙漿溶液，并充分混合攪拌均 勻。將混合均勻后的原料放入成型機(jī)，在100MPa壓力下壓制成壓坯。把壓坯放 入烘干窯，在20(TC的溫度下烘干.,2h。在烘干后的壓坯上表面撒點(diǎn)火劑(點(diǎn)火 劑的配制工藝&03與Al按1 : 3摩爾比混合均勻，003和Al的粒度均小于 0.14mm)，用通電鎢絲點(diǎn)燃點(diǎn)火劑使壓坯自燒結(jié)。最后將冷卻后的燒結(jié)坯加工成
經(jīng)檢驗(yàn)，按上述配比和工藝生產(chǎn)的燒嘴磚，其性能指標(biāo)為 體積密度2. 3 g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度35MPa;導(dǎo)熱系數(shù)為1. 1 W/ (m °C )， 耐火度為1790°C，在80(TC水冷條件下熱震穩(wěn)定性大于50次。 實(shí)施例2:
將前述制備好的待用原料按重量百分比分別稱量 鋁粉26wt%，
高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉25wt%， 氧化鉻粉49wt%， 氟化鈉粉(外加)1.5wt%，
以及與上述混合料比例為10 g : 0. 6 ml的磷酸鹽溶液。
將按上述比例備好的鋁粉、高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉、氧化鉻粉及外加氟 化鈉粉混勻后，加入磷酸鹽溶液，并混合均勻；放入成型機(jī)，用60MPa壓力制 成壓坯；放入烘干窯，在30(TC的溫度下烘干2h;在烘干后的壓坯上表面撒點(diǎn) 火劑(點(diǎn)火劑的配制工藝Cr03與Al按1 : 3摩爾比混合均勻，Cr03和'Al的粒
度均小于0.14mm)，用通電鎢絲點(diǎn)燃點(diǎn)火劑使壓坯自燒結(jié)。最后將冷卻后的燒
結(jié)坯加工成燒嘴磚。
其性能指標(biāo)為體積密度1.9g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度30MPa;導(dǎo)熱系數(shù)為 0.9W/m*°C，耐火度為1800'C， 800'C水冷條件下熱震穩(wěn)定性大于50次。 實(shí)施例3:
將前述制備好的待用原料按重量百分比分別稱量 鋁粉24wt%，
高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉31wt%， 氧化鉻粉45wt%， 氟化鈉粉(外加)1.5 Wt%，
與上述混合料比例為10 g : 1 ml的紙漿溶液。
將備好的鋁粉、高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉、氧化鉻粉及外加氟化鈉粉混勻
后，加入紙漿溶液并混合均勻；在成型機(jī)上用90MPa壓力制成壓坯；在烘干窯 內(nèi)以30(TC的溫度烘干2h;在烘干后的壓坯上表面撒點(diǎn)火劑(點(diǎn)火劑的配制工 藝003與Al按1 : 3摩爾比混合均勻，Cr03和Al的粒度均小于0.14mm)， 用通電鎢絲點(diǎn)燃點(diǎn)火劑使壓坯自燒結(jié)。最后將冷卻后的燒結(jié)坯加工成燒嘴磚。
其性能指標(biāo)為體積密度1. 8g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度27MPa;導(dǎo)熱系數(shù)為1. 0W/ (m'°C)，耐火度為179(TC， 80(TC水冷條件下熱震穩(wěn)定性大于50次。
權(quán)利要求
1、一種耐急冷急熱燒嘴磚，其特征在于，其原料組分與重量百分比含量為鋁粉 24％～30％高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉14％～31％氧化鉻粉 45％～56％外加氟化鈉粉 1％～2％粘結(jié)劑，上述原料的混合料與粘結(jié)劑的比例為10g∶0.6～1.4ml。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐急冷急熱燒嘴磚，其特征在于，所述的鋁粉的 純度為99wt%，粒度為0 0. 147mm;氧化鉻粉的純度為99wt%，粒度為0 0. 147mm;氟化鈉粉為化學(xué)純。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐急冷急熱燒嘴磚，其特征在于，所述的高鋁礬 土骨料和礬土細(xì)粉的化學(xué)成分為Al20391%、 Ti023%、 Fe2032%，其它4%;高鋁 礬土骨料粒度3 1 mm、 1 0 mm與礬土細(xì)粉粒度0 0. 088 mm三者比例為7:1:2。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐急冷急熱燒嘴磚，其特征在于，所述的粘結(jié)劑 為紙漿溶液或磷酸鹽溶液，紙漿溶液的密度為1.2g/cm3。
5、 一種耐急冷急熱燒嘴磚的制備方法，其特征在于，主要工藝包括配料、 成型、烘干、燒結(jié)及加工；具體步驟為配料，將含有鋁粉24% 30%、高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉14% 31%、氧化 鉻粉45% 56%及外加氟化鈉粉1% 2%的原料干混均勻后，再向混合料中按 10 g : 0.6 1.4ml的比例加入粘結(jié)劑，并混合均勻；成型，將混合均勻后的原料放入成型機(jī)，在60 100MPa壓力下制成壓坯;烘干，將成型后的壓坯放入烘干窯，在200 300。C的溫度下烘干2h; 燒結(jié)，在烘干后的壓坯上表面撒點(diǎn)火劑，用通電鎢絲點(diǎn)燃點(diǎn)火劑及壓坯； 加工，待燒結(jié)坯冷卻后，將其加工成成品燒嘴磚。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐急冷急熱燒嘴磚的制備方法，其特征在于，所 述的點(diǎn)火劑組成為Cr03與Al之間的摩爾比為1 : 3，003和Al的粒度均為0 0.147mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐急冷急熱燒嘴磚及其制備方法，原料組分為鋁粉24％～30％，高鋁礬土骨料和礬土細(xì)粉14％～31％，氧化鉻粉45％～56％，外加氟化鈉粉1％～2％及與原料比例為10g∶0.6～1.4ml的粘結(jié)劑。將原料混合均勻后，在60～100MPa壓力下制成壓坯；在200～300℃的溫度下烘干2h；用通電鎢絲點(diǎn)燃點(diǎn)火劑使壓坯自燒結(jié)；自燒結(jié)后的壓坯冷卻后加工成燒嘴磚。經(jīng)檢驗(yàn)常溫耐壓強(qiáng)度達(dá)30～50MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.9～1.1W/m·℃，耐火度1790～1800℃；800℃水冷條件下，熱震穩(wěn)定性大于50次，避免了因爐溫急劇變化而剝落的問題，使用中不產(chǎn)生低熔物，使用壽命達(dá)到半年以上，且制備工藝簡(jiǎn)單，易于操作和控制。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101182222SQ20071015873
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者劉常鵬, 宇 張, 徐大勇, 楊大正, 偉 鄧, 峰 高 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司