焦爐用新型複合不燒燒嘴磚及其製造方法
2023-12-03 04:15:56
專利名稱：焦爐用新型複合不燒燒嘴磚及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種不燒複合耐火材料，廣泛用作側噴式焦爐控制燃燒的燒咀磚。
在側噴式焦爐中，用於調節燃燒煤氣量的燒咀磚，以往是使用粘土質或紅柱石質燒成製品。如安徽省淮南化肥廠的側噴式焦爐使用的是粘土質燒成燒咀磚，河北省邢臺市旭陽焦化有限公司和山東省泰安煤氣廠的側噴式焦爐使用的是紅柱石質燒成燒咀磚。
實踐證明，這些燒成燒咀磚的耐急冷急熱性能較差，在使用過程中和更換過程中燒咀磚都要受到急劇的溫度變化；在熱應力的作用下，這些燒咀磚容易自行碎裂，因此造成焦爐火道煤氣量失控，若不能及時發現和更換，就會發生高溫事故，影響焦爐的正常運行。另外，由於燒咀磚碎裂後，更換時不易取出來，這樣會帶來很大的不方便，工作環境不好，勞動強度大。為防止燒咀磚入爐時發生炸裂，必進行預熱，也會給操作帶來很大的困難和麻煩。
鑑於存在的上述問題，本發明的目的是研製一種焦爐用新型複合不燒燒咀磚，不僅可以節省能源，大大降低生產成本，而且可以使燒咀磚的熱穩定性優良。在使用和更換過程中，不用預熱，也不易碎裂，體積穩定，更換方便，改善了工作環境，減輕了勞動強度，保證了焦爐的正常運行，還可延長焦爐壽命。
為實現本發明目的，採取了如下技術措施研製一種焦爐用新型複合不燒燒咀磚，它的實體部分是由圓柱和圓錐體兩個部分組成，中間帶有圓錐形通氣孔，其特徵在於它是由下列物質組成(重量百分數)含Al2O3為50-75％的高鋁質耐火原料 60-85％，含ZrO2為60-90％的鋯質耐火原料 0-25％，含SiO2為55-75％的矽質耐火原料 5-15％，酸式復鹽溶液結合劑(外加) 5-20％，有機弱酸或有機弱酸鹽類添加劑(外加) 0.5-2％，
所研製的這種焦爐用新型複合不燒燒咀磚的製造方法，包括配製、配料、混煉、成型、熱處理工藝過程，其特徵在於1)配料時，加料的先後順序是粒度為0.2-0.076mm的高鋁質和鋯質耐火顆粒料、酸式復鹽溶液結合劑和有機弱酸或有機弱酸鹽類添加劑、粒度為＜0.076mm的高鋁質、鋯質和矽質耐火材料，2)配好的料，混煉後於180-200MPa壓力下成型，3)成型後的磚坯在240-550℃溫度下進行熱處理後即為成品。
按上述配方、配比、製造方法製成的焦爐用複合不燒燒咀磚，其熱穩定性優良，在焦爐中使用和更換過程中，不用預熱，也不會碎裂，保證了焦爐的正常運行，延長了焦爐的使用壽命，同時也改善了工作環境和減輕了勞動強度。
下面結合實施例詳細介紹本發明的技術內容。焦爐用新型複合不燒燒咀磚，它的實體部分是由圓柱和圓錐體兩個部分組成的一個整體，中間帶有圓錐形通氣孔，此圓錐孔是圓錐體的倒圓錐。本發明的焦爐用新型複合不燒燒咀磚的配料和配比如下(以下皆為重量百分數)含Al2O350-75％的高鋁質耐火原料 60-85％，含ZrO2為60-90％的鋯質耐火原料 0-25％，含SiO2為55-75％的矽質耐火原料 5-15％，酸式復鹽溶液結合劑(外加) 5-20％，有機弱酸或有機弱酸鹽類添加劑(外加) 0.5-2％，配方中的添加劑起緩蝕作用，可以減慢料中金屬離子與結合劑之間的反應速度，提高泥料的成型性能，最終提高燒咀磚的強度等性能。
其中含Al2O3為50-75％的高鋁質耐火原料以採用矽線石或紅柱石或礬土熟料為佳，含ZrO2為60-90％的鋯質耐火原料以採用鋯英石砂為佳，它們的粒度採用兩種，一種是0.2-0.076mm的顆粒料，一種是＜0.076mm的細粉料。含SiO2為55-75％的矽質耐火原料以採用膨潤土或軟質粘土為佳，它的粒度完全採用＜0.076mm的細粉料。結合劑以採用酸式磷酸鋁鉻溶液為佳，添加劑以採用草酸為佳。
配料時，各種物質的加料先後順序為粒度為0.2-0.076mm的高鋁質和鋯質耐火顆粒料，酸式復鹽溶液結合劑和有機弱酸或者有機弱酸鹽類添加劑，粒度為＜0.076mm的高鋁質、鋯質和矽質耐火細粉料。這種加料順序可以使混合泥料混練均勻，成型性能良好，磚坯在成型時不易發生層裂，可大大提高製品的成品率。配好的混合泥料，其粒度配比為0.2-0.076mm者＜0.076mm者＝1∶0.5-0.7。此混合泥料必在180-200Mpa壓力下成型，磚坯在240-550℃的溫度下進行熱處理。只有在此適宜的粒度配比、成型壓力和熱處理溫度下，才能保證製得熱穩定性好、體積密度和強度均高的製品，其性能穩定，使用壽命長。
這種不燒燒嘴磚，只是在240-550℃較低溫度下進行一下熱處理即可，不用燒成，這樣可以大大節省能源又可獲得良好的使用性能。同時又簡化了生產工藝過程。此不燒燒嘴磚，在側噴式焦爐中的1000-1350℃操作溫度下使用效果最佳，因為在此溫度下，燒嘴磚可以形成最佳的微觀結合方式，使其耐急冷急熱性能最好。
實施例在試驗室條件下試生產了本發明的焦爐用新型複合不燒燒嘴磚(以下皆為重量百分比數)配製了含Al2O3為55％的矽線石、含ZrO2為65％的鋯英石砂、含SiO2為57％的膨潤土為耐火原料，以酸式磷酸鋁鉻溶液(比重為1.40)為結合劑，以草酸為添加劑，它們的配比為含Al2O3為55％的矽線石 76％，含Zr02為65％的鋯英石砂 10％，含SiO2為67％的膨潤土14％，酸式磷酸鋁鉻溶液(比重為1.40)結合劑(外加) 10％，草酸添加劑(外加) 1％，其中矽線石和鋯英石砂採用兩種粒度，一種是0.2-0.076mm的顆粒料，一種是＜0.076mm的細粉料，膨潤土完全採用＜0.076mm粒度的細粉料。配料時，以先矽線石和鋯英石砂顆粒料，再酸式磷酸鋁鉻溶液結合劑和草酸添加劑，後矽線石、鋯英石砂和膨潤土細粉料的先後順序加入，混合後的泥料粒度配比為0.2-0.076mm者＜0.076mm者＝1∶0.66。將混配好的泥料在190Mpa的壓力下成型，成型後的磚坯於300℃溫度下進行熱處理後即為成品。
將所製成的這種焦爐用新型複合不燒燒嘴磚在南通市煤氣公司66-VF型側噴式焦爐(操作溫度為1200℃)中試用，使用效果很好，尤其是耐急冷急熱性能極佳。經熱穩定性檢驗(YB/T376-75)(1100℃-水冷)，其熱穩定性大於100次。用同樣的方法測定原來使用的紅柱石質燒成燒嘴磚，其熱穩定性僅有2次。本發明的複合不燒燒嘴磚的耐急冷急熱性能提高達50餘倍。
權利要求
1.一種焦爐用新型複合不燒燒咀磚，它的實體部分是由圓柱和圓錐體兩個部分組成，中間帶有圓錐形通氣孔，其特徵在於它是由下列物質組成(重量百分數)含Al2O350-75％的高鋁質耐火原料 60-85％，含ZrO2為60-90％的鋯質耐火原料 0-25％，含SiO2為55-75％的矽質耐火原料 5-15％，酸式復鹽溶液結合劑(外加) 5-20％，有機弱酸或有機弱酸鹽類添加劑(外加) 0.5-2％。
2.根據權利要求1所述的焦爐用新型複合不燒燒咀磚，其特徵在於高鋁質和鋯質耐火原料分別以採用矽線石或紅柱石或礬土熟料和鋯英石砂為佳，其粒度採用兩種，一種是0.2-0.076mm的顆粒料、一種是＜0.076mm的細粉料。
3.根據權利要求1所述的焦爐用新型複合不燒燒咀磚，其特徵在於矽質耐火原料以採用膨潤土或軟質粘土為佳，它的粒度完全採用＜0.076mm的細粉料。
4.根據權利要求1或2或3所述的焦爐用新型複合不燒燒咀磚，其特徵在於上述配方中各物質混煉成的混合泥料，其粒度配比為0.2-0.076mm者＜0.076mm者＝1∶0.5-0.7。
5.根據權利要求1所述的焦爐用新型複合不燒燒咀磚，其特徵在於所採用的酸式復鹽溶液結合劑和有機弱酸或有機弱酸鹽類添加劑分別以採用酸式磷酸鋁鉻溶液和草酸為佳。
6.一種權利要求1所述的焦爐用新型複合不燒燒咀磚的製造方法，包括配製、配料、混煉、成型、熱處理工藝過程，其特徵在於1)配料時，加料先後順序為粒度為0.2-0.076mm的高鋁質和鋯質耐火顆粒料、酸式復鹽溶液結合劑和有機弱酸或者有機弱酸鹽類添加劑、粒度為＜0.076mm的高鋁質、鋯質和矽質耐火細粉料，2)配好的混合泥料必在180-200Mpa壓力下成型，3)成型後的磚坯在240-550℃的溫度下進行熱處理後即為成品。
7.根據權利要求1或6所述的焦爐用新型複合不燒燒咀磚，其特徵在於它在1000-1350℃高溫條件下使用效果最佳。
全文摘要
本發明涉及一種控制焦爐燃燒的複合不燒燒嘴磚及製法。此不燒燒嘴磚是用含Al
文檔編號C10B29/00GK1172145SQ97112850
公開日1998年2月4日 申請日期1997年7月9日 優先權日1997年7月9日
發明者李慶偉, 孫秉俠, 嚴國華, 盧一國, 馬樂天 申請人:冶金工業部鞍山焦化耐火材料設計研究院