铁水罐永久层复合衬砖及其制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种铁水罐永久层复合衬砖，由重质粘土层和轻质粘土层复合而成；所述重质粘土层的质量百分比组成为：粘土熟料35～70%，矾土熟料25～60%，软质粘土2～6%；所述轻质粘土层的质量百分比组成为：粘土熟料40～75%，粘土轻质熟料8～40%，膨胀珍珠岩5～10%，软质粘土2～6%，漂珠2～5%。本发明还提供了铁水罐永久层复合衬砖的制作方法，步骤为：按照重质粘土层的组成准备原料并将原料混合；按照轻质粘土层的组成准备原料并将原料混合；然后先成型重质粘土层，将重质粘土层翻转使成型面朝下，再在重质粘土层上成型轻质粘土层。本发明提供的铁水罐永久层复合衬砖，导热率低、强度较高、安全性能高。
【专利说明】铁水罐永久层复合衬砖及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁水罐构造【技术领域】，特别涉及一种铁水罐永久层复合衬砖及其制作方法。
【背景技术】
[0002]铁水罐由罐底、罐壁构成，罐底由上至下依次为罐底工作层、罐底永久层,罐壁由内至外依次为罐壁工作层、罐壁永久层。目前铁水罐的罐壁永久层主要有以下两种结构:1)内壁永久层由外至内依次采用硅酸铝纤维、粘土砖(双层)构成；2)铁水罐永久层直接采用轻质浇注料浇筑而成。
[0003]铁水罐的周转次数较高，一般为800~1000次，这两种构成方式的永久层存在以下问题:1)硅酸铝纤维使用时间长后容易粉化，造成永久层衬砖产生位移，产生安全隐患；2)粘土砖与轻质砖或者轻质浇注料相比，导热率高，在使用过程中造成铁水温降较大同时造成铁水罐外壳温度过高，导致热损耗较大，浪费能源；3)使用轻质浇注料作永久层时，保温性能较好但强度偏低，在铁水罐长期周转过程中易产生剥落，使永久衬与工作衬之间缝隙加大，增加了安全隐患。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种导热率低、强度较高、安全性更高的铁水罐永久层复合衬砖及其制作方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:由重质粘土层和轻质粘土层复合而成；
[0006]以质量百分比计，所述重 质粘土层的组成为:粘土熟料35~70%，矾土熟料25~60%，软质粘土 2~6% ；
[0007]以质量百分比计，所述轻质粘土层的组成为:粘土熟料40~75%，粘土轻质熟料8~40%，膨胀珍珠岩5~10%，软质粘土 2~6%，漂珠2~5%。
[0008]优选地，以质量百分比计，所述重质粘土层的组成为:粘土熟料65%，矾土熟料30%，软质粘土 6%。
[0009]进一步地，所述粘土熟料中Al2O3的质量百分含量> 43%，控制所述粘土熟料的粒度< 8mm，以保证所述重质粘土层的强度；所述矾土熟料中Al2O3的质量百分含量> 70%，所述帆土熟料的粒度< 1_，以保证所述重质粘土层的高温性能；所述软质粘土中Al2O3的质量百分含量> 30%，所述软质粘土的粒度< 0.088mm,以保证所述重质粘土层的烧结强度。
[0010]进一步地,所述粘土熟料中，粒度为0.088~Imm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的15~25%，粒度为I~3mm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的25~35%，粒度为3~5mm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的15~25%。
[0011]进一步地，所述帆土熟料中，粒度为0.088~1_的帆土熟料为所述帆土熟料总质量的20~50%。[0012]优选地，以质量百分比计，所述轻质粘土层的组成为:粘土熟料70%，粘土轻质熟料15%，膨胀珍珠岩8%，软质粘土 5%，漂珠2%。
[0013]进一步地，所述粘土熟料中Al2O3的质量百分含量> 43%，所述粘土熟料的粒度≤8mm,以保证所述轻质粘土层的强度；所述粘土轻质熟料中Al2O3的质量百分含量≥40%,所述粘土轻质熟料的粒度≤ 1mm，以保证所述轻质粘土层的隔热性能；所述膨胀珍珠岩中SiO2的质量百分含量≥72%，所述膨胀珍珠岩的粒度为0.088~1mm，以保证所述轻质粘土层的隔热性能；所述软质粘土中Al2O3的质量百分含量≥30%，所述软质粘土的粒度≤0.088mm%,以保证所述轻质粘土层的烧结强度；所述漂珠中SiO2的质量百分含量≥56%，所述漂珠的粒度为0.088~0.1mm,以保证所述轻质粘土层的隔热性能。
[0014]进一步地,所述粘土熟料中，粒度为0.088~1_的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的15~25%，粒度为1~3mm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的25~35%，粒度为3~5mm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的15~25%。
[0015]进一步地,所述粘土轻质熟料中，粒度为0.088~1mm的粘土轻质熟料为所述粘土轻质熟料总质量的20~50%。
[0016]一种铁水罐永久层复合衬砖的制作方法，包括如下步骤:
[0017]按照所述重质粘土层的质量百分比组成准备原料，并将所述原料混合；
[0018]按照所述轻质粘土层的质量百分比组成准备原料，并将所述原料混合；
[0019]用传统砖制品的生产方法，先成型重质粘土层，再将所述重质粘土层翻转180°，使成型面朝下，在重质粘土层上成型轻质粘土层。
[0020]本发明提供的铁水罐永久层复合衬砖，导热率低、隔热性能好、能够降低铁水罐的散热损失；并且强度高、整体性能好，可提高铁水罐永久层的使用寿命，减少因永久层衬砖移位、剥落导致其与工作衬缝隙增加产生的安全隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例提供的铁水罐永久层复合衬砖的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]参见图1，本发明实施例提供的一种铁水罐永久层复合衬砖，由重质粘土层I和轻质粘土层2复合而成；
[0023]以质量百分比计，重质粘土层I的组成为:粘土熟料35~70%，矾土熟料25~60%，软质粘土 2~6%。其中，重质粘土层I最佳的质量百分比组成为:粘土熟料65%，矾土熟料30%，软质粘土 6%。
[0024]其中，为了保证重质粘土层的强度，控制粘土熟料中Al2O3的质量百分含量≥43%，控制粘土熟料的粒度< 8_ ;为了保证重质粘土层的高温性能,控制帆土熟料中Al2O3的质量百分含量≥70%，控制矾土熟料的粒度≤ 1mm;为了保证重质粘土层的烧结强度，控制软质粘土中Al2O3的质量百分含量> 30%，控制软质粘土的粒度≤ 0.088mm。
[0025]为了提高重质粘土层的致密度，以保证重质粘土层的强度，在粘土熟料中，粒度为0.088~1mm的粘土熟料控制为粘土熟料总质量的15~25%，粒度为1~3mm的粘土熟料控制为粘土熟料总质量的25~35%，粒度为3~5mm的粘土熟料控制为粘土熟料总质量的15~25%。矾土熟料中，粒度为0.088~1mm的矾土熟料控制为矾土熟料总质量的20~50%。
[0026]以质量百分比计，轻质粘土层2的组成为:粘土熟料40~75%，粘土轻质熟料8~40%，膨胀珍珠岩5~10%，软质粘土 2~6%，漂珠2~5%。其中，轻质粘土层2的最佳质量百分比组成为:粘土熟料70%，粘土轻质熟料15%，膨胀珍珠岩8%，软质粘土 5%，漂珠2%。
[0027]其中，为了保证轻质粘土层的强度，控制粘土熟料中Al2O3的质量百分含量>43%，控制粘土熟料的粒度< 8mm ;为了保证轻质粘土层的隔热性能,控制粘土轻质熟料中Al2O3的质量百分含量> 40%，控制粘土轻质熟料的粒度< 1mm ;为了保证轻质粘土层的隔热性能和烧结性能，控制膨胀珍珠岩中SiO2的质量百分含量> 72%，控制膨胀珍珠岩的粒度为0.088~Imm ;为了保证轻质粘土层的烧结强度，控制软质粘土中Al2O3的质量百分含量^ 30%,控制软质粘土的粒度< 0.088mm% ;为了保证轻质粘土层的隔热性能,控制漂珠中SiO2的质量百分含量≥56%，控制漂珠的粒度为0.088~0.1mm。
[0028]为了提高轻质粘土层的致密度，以保证轻质粘土层的强度，在粘土熟料中，粒度为
0.088~1mm的粘土熟料控制为粘土熟料总质量的15~25%，粒度为1~3mm的粘土熟料控制为粘土熟料总质量的25~35%，粒度为3~5mm的粘土熟料控制为粘土熟料总质量的15~25%。在粘土轻质熟料中，粒度为0.088~Imm的粘土轻质熟料控制为粘土轻质熟料总质量的20~50%。
[0029]本发明实施例提供的铁水罐永久层复合衬砖的制作方法，包括如下步骤:
[0030]按照重质粘土层的质量百分比组成准备原料，并将原料充分混合；
[0031]按照轻质粘土层的质量百分比组成准备原料，并将原料混合；
[0032]然后用传统砖制品的生产方法，先成型重质粘土层，再将所述重质粘土层翻转180°，使成型面朝下，最后在重质粘土层上成型轻质粘土层，即可得到铁水罐永久层复合衬砖。
[0033]下面通过实施例对本发明提供的铁水罐永久层复合衬砖及其制作方法做具体说明。
[0034]实施例1:
[0035]先将质量百分比分别为65%的粘土熟料，30%的矾土熟料和5%的软质粘土充分混合，作为制作铁水罐永久层复合衬砖重质粘土层的原料。其中，粘土熟料中Al2O3的质量百分含量> 43%，粘土熟料的粒度< 8mm，并且，粒度为0.088~Imm的粘土熟料占粘土熟料总质量的25%，粒度为I~3mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的25%，粒度为3~5mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的15% ;矾土熟料中Al2O3的质量百分含量> 70%，矾土熟料的粒度(1mm,并且，粒度为0.088~Imm的矾土熟料占矾土熟料总质量的20% ;软质粘土的Al2O3质量百分含量> 30%，软质粘土的粒度< 0.088mm。
[0036]再将质量百分比分别为70%的粘土熟料，15%的粘土轻质熟料，8%的膨胀珍珠岩，5%的软质粘土和2%的漂珠充分混合,作为制作铁水罐永久层复合衬砖的轻质粘土层的原料。其中，粘土熟料的Al2O3质量百分含量> 43%，粘土熟料的粒度≤8mm，并且，粒度为
0.088~Imm的粘土熟料占粘土熟料总质量的15%，粒度为1~3mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的35%，粒度为3~5mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的15% ;粘土轻质熟料的Al2O3质量百分含量> 40%，粘土轻质熟料的粒度< 1mm，并且，粒度为0.088~1mm的粘土轻质熟料占粘土轻质熟料总质量的20% ;膨胀珍珠岩的SiO2质量百分含量> 72%，膨胀珍珠岩的粒度为0.088~Imm ;软质粘土的Al2O3质量百分含量≤30%，软质粘土的粒度≤0.088mm ;漂珠的SiO2质量百分含量≤56%，漂珠的粒度为0.088~0.1mm。
[0037]最后，用传统砖制品的生产方法，先用制作铁水罐永久层复合衬砖重质粘土层的原料成型重质粘土层，再将重质粘土层翻转180°，使重质粘土层的成型面朝下，在重质粘土层上加入制作铁水罐永久层复合衬砖轻质粘土层的原料再次成型得到质粘土层，即可得到铁水罐永久层复合衬砖。本发明实施例制作的铁水罐永久层复合衬砖能够使用1400炉。
[0038]实施例2:
[0039]先将质量百分比分别为70%的粘土熟料，25%的矾土熟料和5%的软质粘土充分混合，作为制作铁水罐永久层复合衬砖重质粘土层的原料。其中，粘土熟料中Al2O3的质量百分含量> 43%，粘土熟料的粒度< 8mm，并且，粒度为0.088~Imm的粘土熟料占粘土熟料总质量的15%，粒度为I~3mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的35%，粒度为3~5mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的15% ;矾土熟料中Al2O3的质量百分含量> 70%，矾土熟料的粒度(Imm,并且，粒度为0.088~Imm的矾土熟料占矾土熟料总质量的50% ;软质粘土的Al2O3质量百分含量> 30%，软质粘土的粒度< 0.088mm。
[0040]再将质量百分比分别为75%的粘土熟料，8%的粘土轻质熟料，10%的膨胀珍珠岩，2%的软质粘土和5%的漂珠充分混合,作为制作铁水罐永久层复合衬砖的轻质粘土层的原料。其中，粘土熟料的Al2O3质量百分含量> 43%，粘土熟料的粒度≤8mm，并且，粒度为
0.088~Imm的粘土熟料占粘土熟料总质量的25%，粒度为I~3mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的25%，粒度为3~5mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的15% ;粘土轻质熟料的Al2O3质量百分含量> 40%，粘土轻质 熟料的粒度< 1mm，并且，粒度为0.088~Imm的粘土轻质熟料占粘土轻质熟料总质量的50% ;膨胀珍珠岩的SiO2质量百分含量> 72%，膨胀珍珠岩的粒度为0.088~Imm ;软质粘土的Al2O3质量百分含量≤30%，软质粘土的粒度≤0.088mm ;漂珠的SiO2质量百分含量≤56%，漂珠的粒度为0.088~0.1mm。
[0041]最后，用传统砖制品的生产方法，先用制作铁水罐永久层复合衬砖重质粘土层的原料成型重质粘土层，再将重质粘土层翻转180°，使重质粘土层的成型面朝下，在重质粘土层上加入制作铁水罐永久层复合衬砖轻质粘土层的原料再次成型得到质粘土层，即可得到铁水罐永久层复合衬砖。本发明实施例制作的铁水罐永久层复合衬砖能够使用1200炉。
[0042]实施例3:
[0043]先将质量百分比分别为38%的粘土熟料，60%的矾土熟料和2%的软质粘土充分混合，作为制作铁水罐永久层复合衬砖重质粘土层的原料。其中，粘土熟料中Al2O3的质量百分含量> 43%，粘土熟料的粒度< 8mm，并且，粒度为0.088~Imm的粘土熟料占粘土熟料总质量的20%，粒度为I~3mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的30%，粒度为3~5mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的20% ;矾土熟料中Al2O3的质量百分含量> 70%，矾土熟料的粒度(Imm,并且，粒度为0.088~Imm的矾土熟料占矾土熟料总质量的40% ;软质粘土的Al2O3质量百分含量> 30%，软质粘土的粒度< 0.088mm。
[0044]再将质量百分比分别为40%的粘土熟料，40%的粘土轻质熟料，10%的膨胀珍珠岩，6%的软质粘土和4%的漂珠充分混合,作为制作铁水罐永久层复合衬砖的轻质粘土层的原料。其中，粘土熟料的Al2O3质量 百分含量> 43%，粘土熟料的粒度≤8mm，并且，粒度为0.088~Imm的粘土熟料占粘土熟料总质量的20%，粒度为I~3mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的30%，粒度为3~5mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的20% ;粘土轻质熟料的Al2O3质量百分含量> 40%，粘土轻质熟料的粒度< 1mm，并且，粒度为0.088~Imm的粘土轻质熟料占粘土轻质熟料总质量的30% ;膨胀珍珠岩的SiO2质量百分含量> 72%，膨胀珍珠岩的粒度为0.088~Imm ;软质粘土的Al2O3质量百分含量≥30%，软质粘土的粒度≤0.088mm ;漂珠的SiO2质量百分含量≥56%，漂珠的粒度为0.088~0.1mm。
[0045]最后，用传统砖制品的生产方法，先用制作铁水罐永久层复合衬砖重质粘土层的原料成型重质粘土层，再将重质粘土层翻转180°，使重质粘土层的成型面朝下，在重质粘土层上加入制作铁水罐永久层复合衬砖轻质粘土层的原料再次成型得到质粘土层，即可得到铁水罐永久层复合衬砖。本发明实施例制作的铁水罐永久层复合衬砖能够使用1300炉。
[0046]实施例4:
[0047]先将质量百分比分别为35%的粘土熟料，60%的矾土熟料和5%的软质粘土充分混合，作为制作铁水罐永久层复合衬砖重质粘土层的原料。其中，粘土熟料中Al2O3的质量百分含量> 43%，粘土熟料的粒度≤8mm，并且，粒度为0.088~Imm的粘土熟料占粘土熟料总质量的23%，粒度为I~3mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的32%，粒度为3~5mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的18% ;矾土熟料中Al2O3的质量百分含量> 70%，矾土熟料的粒度(Imm,并且，粒度为0.088~Imm的矾土熟料占矾土熟料总质量的35% ;软质粘土的Al2O3质量百分含量> 30%，软质粘土的粒度< 0.088mm。
[0048]再将质量百分比分别为60%的粘土熟料，27%的粘土轻质熟料，8%的膨胀珍珠岩，3%的软质粘土和2%的漂珠充分混合，作为制作铁水罐永久层复合衬砖的轻质粘土层的原料。其中，粘土熟料的Al2O3质量百分含量> 43%，粘土熟料的粒度≤8mm，并且，粒度为
0.088~Imm的粘土熟料占粘土熟料总质量的18%，粒度为I~3mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的33%，粒度为3~5mm的粘土熟料占粘土熟料总质量的19% ;粘土轻质熟料的Al2O3质量百分含量> 40%，粘土轻质熟料的粒度< 1mm，并且，粒度为0.088~Imm的粘土轻质熟料占粘土轻质熟料总质量的45% ;膨胀珍珠岩的SiO2质量百分含量> 72%，膨胀珍珠岩的粒度为0.088~Imm ;软质粘土的Al2O3质量百分含量≥30%，软质粘土的粒度≤0.088mm ;漂珠的SiO2质量百分含量≥56%，漂珠的粒度为0.088~0.1mm。
[0049]最后，用传统砖制品的生产方法，先用制作铁水罐永久层复合衬砖重质粘土层的原料成型重质粘土层，再将重质粘土层翻转180°，使重质粘土层的成型面朝下，在重质粘土层上加入制作铁水罐永久层复合衬砖轻质粘土层的原料再次成型得到质粘土层，即可得到铁水罐永久层复合衬砖。本发明实施例制作的铁水罐永久层复合衬砖能够使用1150炉。
[0050]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:由重质粘土层和轻质粘土层复合而成； 以质量百分比计，所述重质粘土层的组成为:粘土熟料35~70%，矾土熟料25~60%，软质粘土 2~6% ； 以质量百分比计，所述轻质粘土层的组成为:粘土熟料40~75%，粘土轻质熟料8~40%，膨胀珍珠岩5~10%，软质粘土 2~6%，漂珠2~5%。
2.根据权利要求1所述的铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:以质量百分比计，所述重质粘土层的组成为粘土熟料65%，矾土熟料30%，软质粘土 6%。
3.根据权利要求2所述的铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:所述粘土熟料中Al2O3的质量百分含量> 43%，所述粘土熟料的粒度< 8mm ;所述矾土熟料中Al2O3的质量百分含量e 70%，所述矾土熟料的粒度e Imm ;所述软质粘土中Al2O3的质量百分含量e 30%，所述软质粘土的粒度< 0.088mm。
4.根据权利要求3所述的铁`水罐永久层复合衬砖，其特征在于:所述粘土熟料中,粒度为0.088~Imm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的15~25%，粒度为I~3mm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的25~35%，粒度为3~5mm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的15~25%。
5.根据权利要求3所述的铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:所述矾土熟料中，粒度为0.088~Imm的矾土熟料为所述矾土熟料总质量的20~50%。
6.根据权利要求1所述的铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:以质量百分比计，所述轻质粘土层的组成为:粘土熟料70%，粘土轻质熟料15%，膨胀珍珠岩8%，软质粘土 5%，漂珠2%。
7.根据权利要求6所述的铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:所述粘土熟料中Al2O3的质量百分含量> 43%，所述粘土熟料的粒度< 8mm ;所述粘土轻质熟料中Al2O3的质量百分含量> 40%，所述粘土轻质熟料的粒度< Imm ;所述膨胀珍珠岩中SiO2的质量百分含量^ 72%，所述膨胀珍珠岩的粒度为0.088~Imm ;所述软质粘土中Al2O3的质量百分含量^ 30%，所述软质粘土的粒度< 0.088mm% ;所述漂珠中SiO2的质量百分含量> 56%，所述漂珠的粒度为0.088~0.1mm。
8.根据权利要求7所述的铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:所述粘土熟料中,粒度为0.088~Imm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的15~25%，粒度为I~3mm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的25~35%，粒度为3~5mm的粘土熟料为所述粘土熟料总质量的15~25%。
9.根据权利要求7所述的铁水罐永久层复合衬砖，其特征在于:所述粘土轻质熟料中，粒度为0.088~Imm的粘土轻质熟料为所述粘土轻质熟料总质量的20~50%。
10.权利要求1-9任一项所述铁水罐永久层复合衬砖的制作方法，其特征在于，包括如下步骤: 按照所述重质粘土层的质量百分比组成准备原料，并将所述原料混合； 按照所述轻质粘土层的质量百分比组成准备原料，并将所述原料混合； 先成型重质粘土层，再将所述重质粘土层翻转180°，使成型面朝下，在重质粘土层上成型轻质粘土层。
【文档编号】C04B35/66GK103553660SQ201310491411
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】田先明, 姚亚双, 雷中兴, 龚仕顺 申请人:武汉钢铁(集团)公司