本發(fā)明涉及耐火材料制備，具體涉及一種抗侵蝕的碳素爐硅磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、碳素爐是碳素制品生產(chǎn)中的主要熱工設(shè)備，硅磚是砌筑碳素爐的重要原材料，隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及環(huán)保要求的不斷提高，對碳素爐的抗侵蝕性和使用壽命等提出了更高的要求。在實際生產(chǎn)過程中，硅磚易發(fā)生侵蝕與損毀，從而影響其服役壽命。而影響碳素爐使用壽命的主要因素有：①硅磚質(zhì)量，如磚中的殘余石英含量較高，在高溫下發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變從而導(dǎo)致磚體變形或膨脹開裂；②另外，煅燒過程中，盡管水分、揮發(fā)分被排除，但存在硫含量殘留情況，其也可能成為燒熔損毀的誘因，原因在于硅磚在硫作用下可能被侵蝕，硫含量越高，硅磚所受侵蝕作用越明顯。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，針對上述分析，可從以下幾個方面做出改進(jìn)，以提升碳素爐的硅磚使用壽命：①選擇優(yōu)質(zhì)硅石原料，具體是因為，不同石英巖的純度不同，致密度不同，石英結(jié)晶含量也各不相同，在實際使用過程中轉(zhuǎn)變速度也各不相同，因此，可以實際情況適當(dāng)選擇；②選用特質(zhì)的復(fù)合礦化劑，如鐵鱗和粘土，然后利用礦化劑和二氧化硅形成低熔點的高溫液相，促使石英在轉(zhuǎn)化過程中轉(zhuǎn)化為鱗石英與方石英。
3、而具體到②的做法中，雖然采用鐵鱗和黏土為礦化劑能夠增強(qiáng)硅磚的強(qiáng)度，但是由于鐵鱗和黏土的潤滑能力一般，因此硅磚在成型階段會與模板具有較大的摩擦阻力，造成半成品坯體的致密度一般，最終導(dǎo)致燒成后產(chǎn)品的高溫性能較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種抗侵蝕的碳素爐硅磚及其制備方法，詳見下文闡述。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供的一種抗侵蝕的碳素爐硅磚，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：
4、其中，粒度為2.18～1.5mm的硅砂顆粒20～30份；
5、粒度為1.5～0.5mm的硅砂顆粒15～25份；
6、粒度為0.5～0.1mm的硅砂顆粒20～30份；
7、粒度為2.18mm的廢磚顆粒3～15份；
8、粒度＜0.088mm硅砂細(xì)粉20～30份；
9、硅微粉1～5份；
10、氫氧化鈣粉2～3份；
11、螢石粉1～2份；
12、葉臘石1～3份；
13、結(jié)合劑0.8～1.5份。
14、作為優(yōu)選，所述葉臘石化學(xué)式為al2[si4o10](oh)2，其中以重量份數(shù)計：al2o3的理論含量為28.3%，sio2為66.7%，h2o為5.0%。
15、作為優(yōu)選，所述結(jié)合劑為黃糊精、白糊精和水中的一種或多種混合。
16、上述一種抗侵蝕的碳素爐硅磚的制備方法，包括如下步驟：
17、s110、干混：按原料比例將粒度為2.18～1.5mm的硅砂顆粒、粒度為1.5～0.5mm的硅砂顆粒、粒度為0.5～0.1mm的硅砂顆粒；粒度為2.18mm的廢磚顆粒，粒度＜0.088mm硅砂細(xì)粉、硅微粉、氫氧化鈣粉、螢石粉、葉臘石和結(jié)合劑填入高速混煉機(jī)中，干混1～3min；
18、s120、濕混：將干混后的物料填入輥碾機(jī)設(shè)備中，根據(jù)物料量加水4.5-6.5%，混合10～20min，形成泥料；
19、s130、制坯：將泥料壓制成型為坯體，送入干燥機(jī)中干燥，形成磚坯；
20、s140、燒制：將干燥后的磚坯置于隧道窯燒成，將干燥后的磚坯置于隧道窯中燒成，并在溫度升高至1380℃～1440℃后保溫20～30h，燒成后隨爐自然冷卻至室溫，即得產(chǎn)品。
21、作為優(yōu)選，步驟s130中，所述干燥機(jī)的溫度范圍為60～110℃，干燥時長范圍為24-48h。
22、作為優(yōu)選，步驟s140中，硅磚總的燒成時間為189個小時，高溫區(qū)保溫時間為32小時。
23、有益效果在于：1、本發(fā)明在配方設(shè)計里面，去掉了傳統(tǒng)焦?fàn)t硅磚和碳素爐硅磚常用的礦化劑鐵鱗，焙燒后的硅磚鐵含量僅有約0.3%的含量，其為天然礦石里所含鐵雜質(zhì)量，較低的鐵含量有利于提高碳素爐硅磚的抗侵蝕性能，而從熱力學(xué)上看，硅磚中的fe2o3在高溫下會與c發(fā)生反應(yīng)：2fe2o3+3c=4fe+3co2↑，反應(yīng)生成的fe與石油焦中的s反應(yīng)生成fe2s3，同時氧化鐵中的α-fe203·h2o在常溫下就能與碳素爐火道中的h2s反應(yīng)，fe2o3·h2o+3h2s→fe2s3·h2o+3h2o，較低的鐵含量有利于提高碳素爐硅磚的抗侵蝕性能；
24、2、同時在配方設(shè)計里面，用葉臘石代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦化劑膨潤土或者黏土，利用葉臘石的高潤滑性能和低鉀鈉的化學(xué)性能，在機(jī)壓半成品硅磚的過程中，減少與模板的摩擦阻力，有利于半成品坯體的致密度的提高，同時確保了坯體燒成后能夠形成微氣孔，提升了產(chǎn)品的高溫性能和抗侵蝕性能，從而有助于提高碳素爐的使用壽命。
1.一種抗侵蝕的碳素爐硅磚，其特征在于：包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗侵蝕的碳素爐硅磚，其特征在于：所述葉臘石化學(xué)式為al2[si4o10](oh)2，其中以重量份數(shù)計：al2o3的理論含量為28.3%，sio2為66.7%，h2o為5.0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗侵蝕的碳素爐硅磚，其特征在于：所述結(jié)合劑為黃糊精、白糊精和水中的一種或多種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述一種抗侵蝕的碳素爐硅磚的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種抗侵蝕的碳素爐硅磚的制備方法，其特征在于：步驟s130中，所述干燥機(jī)的溫度范圍為60～110℃，干燥時長范圍為24-48h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種抗侵蝕的碳素爐硅磚的制備方法，其特征在于：步驟s140中，硅磚總的燒成時間為189個小時，高溫區(qū)保溫時間為32小時。