一种铁铝尖晶石砖及其制备方法技术

本发明专利技术属于耐火砖技术领域，尤其涉及一种铁铝尖晶石砖及其制备方法。本发明专利技术的原料组成包括结合剂、烧结铁铝尖晶石颗粒、电熔铁铝尖晶石粉料、有机纤维，以及有机微珠，不包括烧结镁砂和电熔镁砂，其中的颗粒和粉料都是完全人工合成的，因此不依赖于菱镁矿资源。此外，本发明专利技术还提供一种制备方法，其步骤依次包括混料、压砖、去水、熔融成孔，以及烧结保温，最终顺利制得该铁铝尖晶石砖产品。本发明专利技术具有以下优点：第一，该铁铝尖晶石砖不使用镁砂，不依赖于菱镁矿资源，其主体原料都是完全人工合成的，整体方式更加科学、合理；第二，虽然该铁铝尖晶石砖的耐压强度低于现有常见的含镁耐火砖，但是其抗热震性能与之持平，其抗折性能甚至更优。优。优。

【技术实现步骤摘要】
一种铁铝尖晶石砖及其制备方法


[0001]本专利技术属于耐火砖
，尤其涉及一种铁铝尖晶石砖及其制备方法。

技术介绍

[0002]常见的耐火砖种类，主要有镁铁尖晶石砖，以及镁铁铝尖晶石砖，这两者都会用到镁砂，包括烧结镁砂以及电熔镁砂。
[0003]其中，镁砂的主要优点也仅仅是菱镁矿资源目前来看相对丰富，而铁铝尖晶石的优点是其以轧钢皮和氧化铝为原料，通过烧结法或电熔法完全人工合成。所以，单独使用铁铝尖晶石来制备耐火砖，是一个更加科学、更加可持续发展的方向。
[0004]专利公开号为CN111995376A、公开日为2020.11.27的中国专利技术专利，公开了一种用于水泥回转窑的镁铁铝尖晶石砖，由如下重量份的原料加工制备而成：铁铝尖晶石8
‑
12份、烧结镁砂72
‑
90份、结合剂3
‑
5份与聚丙烯纤维0.05
‑
0.3份。
[0005]正如上所述，其原料包括大量烧结镁砂，因此不符合可持续发展的方向。
[0006]所以综上所述，现在急需一种不使用镁砂的铁铝尖晶石砖。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种铁铝尖晶石砖，其原料组成包括结合剂、烧结铁铝尖晶石颗粒、电熔铁铝尖晶石粉料、有机纤维，以及有机微珠，不包括烧结镁砂和电熔镁砂，其中的颗粒和粉料都是完全人工合成的，因此不依赖于菱镁矿资源。
[0008]此外，本专利技术还提供一种该铁铝尖晶石砖的制备方法，其步骤依次包括混料、压砖、去水、熔融成孔，以及烧结保温，最终顺利制得该铁铝尖晶石砖产品。
[0009]本专利技术解决上述问题采用的技术方案是：一种铁铝尖晶石砖，原料组成包括结合剂，还包括烧结铁铝尖晶石颗粒、电熔铁铝尖晶石粉料，以及有机纤维、有机微珠，所述烧结铁铝尖晶石颗粒的粒径为1.2
‑
2.5mm，所述电熔铁铝尖晶石粉料的粒径为0.04
‑
0.06mm，所述有机纤维的长径比为200
‑
650、长度为0.05
‑
0.10mm，所述有机微珠的粒径为0.5
‑
0.6mm。
[0010]在本专利技术中，所述烧结铁铝尖晶石和电熔铁铝尖晶石相比，前者的优点是：抗热震性及荷重软化温度较好，更易挂窑皮，以及价格便宜，而后者的优点则是：耐压强度高、显气孔率小。
[0011]所以，前者用作颗粒料，后者用作粉料，前者添加量占大头，最终保证该铁铝尖晶石砖具有够用的抗热震性和耐压强度即可。
[0012]此外，该铁铝尖晶石砖相较于现有的镁铁尖晶石砖，或者是镁铁铝尖晶石砖，具有整体性能不会显著低下，部分性能可以明显优越的特点，例如其抗折强度，就是明显优于含镁耐火砖的。
[0013]最后，本专利技术中的有机纤维和有机微珠，分别用于形成微孔道和微孔，前者相对连续、贯通，后者相对独立，两者结合，最终使得该铁铝尖晶石砖不仅可以提高抗热震性能，而且还可以兼顾较低的导热率，这是防爆纤维单独使用的现有方式所实现不了的。
[0014]进一步优选的技术方案在于：所述有机纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维，以及聚碳酸酯纤维中的任意一种或多种混合物。
[0015]进一步优选的技术方案在于：所述有机微珠为聚苯乙烯微珠，以及玻璃微珠中的任意一种或两种混合物。
[0016]在本专利技术中，所述有机纤维熔融之后形成的微孔道，其可以让水蒸气通过，进而释放耐火砖的内部压力，使之具有防爆性能，而所述有机微珠熔融之后形成的微孔，其还可以与微孔道再连通，形成水蒸气暂时容纳的空间，因此也可以进一步强化上述防爆性能。
[0017]此外，微孔相较于微孔道而言，其分布均匀性更大，因此可以形成更多的气
‑
砖界面，阻碍热量的传递，进一步降低该铁铝尖晶石砖的导热率。
[0018]进一步优选的技术方案在于：所述有机纤维和有机微珠的添加总重量，占原料总重量的0.2
‑
0.3%。
[0019]进一步优选的技术方案在于：所述烧结铁铝尖晶石颗粒与电熔铁铝尖晶石粉料的添加重量之比为1：（0.25
‑
0.35）。
[0020]在本专利技术中，所述烧结铁铝尖晶石颗粒的添加量，远大于所述电熔铁铝尖晶石粉料，保证前者的抗热震性能可以进一步充分发挥，也是降低该铁铝尖晶石砖成本的方法之一。
[0021]一种铁铝尖晶石砖的制备方法，依次包括以下步骤：S1、在混合机中，加入所述结合剂、烧结铁铝尖晶石颗粒、电熔铁铝尖晶石粉料、有机纤维，以及有机微珠，搅拌后得到混合料；S2、在压砖机中，加入所述混合料，压制得到砖坯体；S3、在干燥窑中，对所述砖坯体进行去水烘干操作，得到前期砖；S4、在烧制窑中，对所述前期砖进行熔融成孔操作，得到后期砖；S5、在烧制窑中，对所述后期砖进行高温烧结操作，得到最后的铁铝尖晶石砖产品。
[0022]进一步优选的技术方案在于：S1中，所述混合机进行湿混操作，混合时间为5
‑
10min；S2中，所述砖坯体的成型压力为200
‑
300MPa。
[0023]进一步优选的技术方案在于：S3中，所述去水烘干操作的温度为85
‑
120℃，烘干持续时间为5
‑
12min。
[0024]在本专利技术中，烘干操作的温度是低于所述有机纤维和有机微珠的熔点的，因此仅用于去除砖坯体中多余的水分。
[0025]进一步优选的技术方案在于：S4中，所述熔融成孔操作的温度为325
‑
355℃，加热熔融持续时间为25
‑
30min，以用于让所述有机纤维和有机微珠熔融，形成微孔道和微孔。
[0026]在本专利技术中，如果所述前期砖直接进行高温烧结操作操作，则烧结温度是高于所述有机纤维和有机微珠的沸点的，因此对于微孔道和微孔的形状、位置、尺寸以及数量，就很难控制了，这是不利于该铁铝尖晶石砖最终的抗热震性能和低导热率的。
[0027]所以，本专利技术在烧制窑中，采用了“两段式”的加热方法，即前期325
‑
355℃，以用于充分且适宜地熔融所述有机纤维和有机微珠，之后再充分烧结制砖。
[0028]进一步优选的技术方案在于：S5中，所述高温烧结操作的温度为1500
‑
1550℃，高温烧结完成后再依次进行保温和冷却操作，保温温度为150
‑
650℃，保温时间为1
‑
5h。
[0029]在本专利技术中，冷却环境为室温，温度为10
‑
40℃。
[0030]本专利技术具有以下优点。
[0031]第一，该铁铝尖晶石砖不使用镁砂，不依赖于菱镁矿资源，其主体原料都是完全人工合成的，整体方式更加科学、合理。
[0032]第二，虽然该铁铝尖晶石砖的耐压强度低于现有常见的含镁耐火砖，但是其抗热震性能与之持平，其抗折性能甚至更优。
[0033]第三，有机纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁铝尖晶石砖，原料组成包括结合剂，其特征在于：还包括烧结铁铝尖晶石颗粒、电熔铁铝尖晶石粉料，以及有机纤维、有机微珠，所述烧结铁铝尖晶石颗粒的粒径为1.2
‑
2.5mm，所述电熔铁铝尖晶石粉料的粒径为0.04
‑
0.06mm，所述有机纤维的长径比为200
‑
650、长度为0.05
‑
0.10mm，所述有机微珠的粒径为0.5
‑
0.6mm。2.根据权利要求1所述的一种铁铝尖晶石砖，其特征在于：所述有机纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维，以及聚碳酸酯纤维中的任意一种或多种混合物。3.根据权利要求1所述的一种铁铝尖晶石砖，其特征在于：所述有机微珠为聚苯乙烯微珠，以及玻璃微珠中的任意一种或两种混合物。4.根据权利要求1所述的一种铁铝尖晶石砖，其特征在于：所述有机纤维和有机微珠的添加总重量，占原料总重量的0.2
‑
0.3%。5.根据权利要求1所述的一种铁铝尖晶石砖，其特征在于：所述烧结铁铝尖晶石颗粒与电熔铁铝尖晶石粉料的添加重量之比为1：（0.25
‑
0.35）。6.一种如权利要求1所述的铁铝尖晶石砖的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：S1、在混合机中，加入所述结合剂、烧结铁铝尖晶石颗粒、电熔铁铝尖晶石粉料、有机纤维，以及有机微珠，搅拌后得到混合料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国平，王立旺，王琪，朱玉萍，李新明，彭晶晶，方利华，
申请(专利权)人：浙江锦诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：