[发明专利]一种热风炉硅砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热风炉硅砖及其制备方法，属于耐火材料技术领域。本发明将膨润土用丙烯酸作为一次改性剂，再选用含有三个‑COOH、一个‑OH的改性剂柠檬酸对其进行二次改性，反应生成的膨润土片层上的二级触角极大地增大了膨润土的层间距，且长链的触角使膨润土不易团聚，颗粒度变更小，结构更加疏松，加入硅砖提高了气孔分布的均匀性，减缓气孔簇团局部集中情况，同时吸附结合剂和矿化剂，使其更好地作用于硅砖。本发明解决了目前硅砖中结合剂种类繁多且加入量大，致使生产工艺复杂，硅砖在烧成后水分排除留下的气孔分布不均匀，气孔簇团局部集中情况突出，影响了硅砖导热率提高的问题。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种热风炉硅砖及其制备方法。

背景技术

热风炉硅砖，属于耐火材料类的产品之一。硅砖作为最早使用的一种廉价的耐火材料，无论国内还是国外，其生产和应用的历史都已经过了一个很长的阶段。然而，随着冶炼技术的进步和耐火材料生产的发展，普通的硅砖已经难以满足和适应冶炼新技术对耐火材料的更高要求，从而对硅砖的前途和发展方向提出了新的课题。为了解决硅砖面临的濒临淘汰的命运，耐火材料行业不断寻求硅砖的生产方法，开辟新的技术解决措施，优质硅砖亦就应运而生，得到了极大的重视和广泛的研究与应用。硅砖是SiO₂含量在93%以上的酸性耐火材料，具有荷重软化点高、高温下体积膨胀小，耐酸性渣侵蚀的特点，主要用在热风炉、玻璃熔窑和有色金属冶炼工业中。

在热风炉内，废弃物与炉衬在高温下直接接触，一方面炉渣会附着在炉衬上， 另一方面杂质也会侵入炉衬，同时废弃物的投入必然引起温度的变化，所以要求热风炉用材料具有耐磨、耐碱耐蚀、防结皮、高抗氧化性、优异的热震稳定性，传统的粘土砖、高铝砖已经不满足使用要求，浇注料或可塑料由于是不定形材料，存在不易施工等特点也很少被采用，碳化硅砖就成为了理想的选择。

现有的热风炉用硅砖的生产传统原料配方为一定量的硅石颗粒料、一定量的硅石细粉，再加上外加剂诸如长石、萤石、粘土之类，再加入纸浆、石灰乳、铁鳞粉等。但是在实际使用中，现有的热风炉硅砖仍具有再发展的空间：目前硅砖中结合剂种类繁多且加入量大，致使生产工艺复杂，硅砖在烧成后水分排除留下的气孔分布不均匀，气孔簇团局部集中情况突出，影响了硅砖导热率提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前硅砖中结合剂种类繁多且加入量大，致使生产工艺复杂，硅砖在烧成后水分排除留下的气孔分布不均匀，气孔簇团局部集中情况突出，影响了硅砖导热率提高的问题，提供一种热风炉硅砖及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种热风炉硅砖，按质量份数计包括如下组分，15~20份结合剂、20~40份矿化剂，其特征在于，还包括200~300份硅砖混合基料、50~60份膨润土添加剂；

所述硅砖混合基料的制备方法，包括如下步骤：

（1）取晶体硅片切割废料按料球质量比为2：3混合，球磨，煅烧，冷却至室温，粉碎过400目筛，收集过筛颗粒，取铝矾土、锆英石按质量比20：10：3加入焦炭，球磨，得球磨料，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒A；

（2）取过筛颗粒物A按质量比5：2：1加入蔗糖、水，于60~70℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比2：1加入过筛颗粒混合，即得硅砖混合基料；

所述膨润土添加剂的制备方法，包括如下步骤：

A.取膨润土按质量比1：10加入蒸馏水，搅拌混合1~2h，静置，取上层液抽滤，取滤渣干燥粉碎过100目筛，收集过筛颗粒物，取过筛颗粒物按质量比20~25：9：80~100加入氧化钙、去离子水，于50~55℃搅拌混合，再于55~60℃保温，调节pH至7~7.2，抽滤，取抽滤渣干燥，得预处理膨润土；