：本发明涉及一种焦炉用耐火材料，具体为一种焦炉在使用过程中炉墙损伤尤其大面积损毁时，进行热态快速修补的机压成型烧成熔融石英砖，具体地说，是一种焦炉热修补用熔融石英砖及其制造方法。

　　：焦炉是一种结构复杂，长期连续生产的热工设备，包括炭化室、燃烧室、蓄热室、干熄焦等部分。焦炉加热使用的煤气在燃烧室和火道中燃烧，热量通过炉墙传给炭化室的煤料。燃烧室和炭化室的隔墙还受到上部砌体和设备的静负荷、装煤推焦时的摩擦力和使用温度的剧烈波动，以及砌体由于热膨胀而产生的应力。炭化室是直接与煤接触的部位，煤中除固定碳外，还有灰分、硫分、水分和其它复杂的省机化合物，对炉墙产生一定的化学侵蚀作用。因此，焦炉耐火材料经受着苛刻的物理化学使用条件。焦炉炉墙在经受长期的温度、机械、物理、化学作用下容易引起炉体变形、开裂、漏气、剥落甚至结构严重位移和破坏等现象。目前，焦炉炉墙出现损伤尤其大面积损毁时，国内一般采用普通石圭石争进^M奮^卜，采用普通硅砖进行焦炉炉墙时，需要经过緩慢加热升温的周期才能回复正常焦炉生产，而且由于普通硅砖具有较高热膨胀性，容易产生破裂，影响修补效果。

　　本发明提供了一种焦炉热修补用熔融石英砖及其制造方法，可以解决现有技术存在的不能进行热态快速修补的问题。本发明是一种解决焦炉炉墙发生损伤尤其大面积损毁时的热态修补零膨胀烧成熔融石英砖，提供了一种可以不经预热快速升温、不必设计膨胀缝的热态修补方案。本发明同时提供了高纯高荷软零膨胀焦炉快速修补烧成熔融石英砖的制造方法及其控制工艺。本发明以熔融石英原料为主，加入少量硅石，控制其杂质的含量，不引入矿化剂，通过机压成型，制得高纯高荷软零膨胀焦炉快速修补烧成熔融石英砖。其主要指标特点在于Si02含量大于98.5%，荷重软化温度大于168(TC,玻璃相含量在90-100%,1000。C热膨胀率小于O.15%,耐压强度在25MPa以上，具有高纯、高荷软、高热稳的特点，可以对焦炉炉墙发生损伤尤其大面积损毁部位进行热态快速修补。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现一种焦炉热态修补用熔融石英砖，其特征在于包含如下组分熔融石英粒度为2-5mm5-30份粒度为l-2mm15-30份粒度为0.l-lmm20-35份粒度为0-0.044mm25-45份熔融石英微粉0-15份珪石粒度为0-0.088mm0-15份烧结剂1-3份增塑剂1-3份结合剂1-6份其中，所述烧结剂为Si02含量大于96.8%二氧化硅微粉；所述增塑剂为白糊精；所述结合剂为浓度为80-90°/。的工业磷酸。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述熔融石英Si02含量大于99.5%。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述硅石Si02含量大于99.5%。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述烧结剂还可以为硅溶胶，Si02含量30-50%,且为乳白色液体。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述结合剂还可以为磷酸二氢铝溶液。一种焦炉热态修补用熔融石英砖的制造方法，其特征在于包括如下步骤1)原料控制①熔融石英粒度为2--5mm5_30份粒度为1-.2mm15-30份粒度为0.l一lmm20-35份粒度为0-.0.044mm25-45份熔融石英微粉o--15份石圭石粒度为0--0.088mmo--15份烧结剂1--3份增塑剂1--3份结合剂卜-6份按照上述的原料组分配制，并控制熔融石英、硅石原料中的A1203、Fe203+FeO+Fe、1120杂质的含量，进行除4失处理；②硅溶胶、工业磷酸应进行防冻处理；2)混练①使用行星式混练机进行石英砖泥料的混练；②要求混练机清理千净，加除铁装置；3)成型①生坯体密控制在1.8-2.Og/cm3;②成型模具要求耐磨，并按砖坯尺寸大小设计排气孔；③根据砖坯的大小控制压砖的力度与次数；4)烘烤保证烘烤温度在250。C以上大于6小时，保证所有砖坯都烘透；5)烧成6①烧成温度控制在1000-1200°C,保温时间2-10小时；②砖坯应采用立装的方式，砖坯之间留出火道；6)包装及检查。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是普通硅砖包括优质致密普通硅砖，采用硅石为主要原料，加入粘土、铁鳞、石灰乳等矿化剂生产而成。普通硅砖由于其剧烈的Si02晶型转变，在600。C左右就具有^艮大的热膨胀性，800~IOO(TC的热膨胀率在1.3~1.5%左右。普通硅砖不能适应焦炉快速加热升温修补的要求，需要经过长时间的加热升温预热后才能投入生产使用。普通硅砖在修补后，也由于修补部位的温度急剧变化，经过几个温度变化周期后，容易产生裂紋、剥落、损裂，而导致修补后使用寿命不佳。因此焦炉热态快速修补用耐火材料需要具有如下几个特点1)热震稳定性好，能够快速加热修补不产生裂紋；2)应具有与普通焦炉硅砖相同的化学机理以及高温使用性能，例如高荷软；3)强度高，以保证运输的安全性和使用的稳定性。本发明的烧成熔融石英砖，不仅具有热膨胀率小，高热震稳定性的特点，而且具有高纯度、高荷软的特点，可以作为焦炉炉墙发生损伤尤其大面积损毁时热态修补砖，可以快速升温，经受急剧的温度变化，不产生热膨胀，不产生裂紋。比普通硅砖缩短修补及烘烤周期，具有很高的经济效益。熔融石英具有热膨胀系数小(0.5x10—7°C)、导热系数小(0.8w/m口k)、抗热震稳定性好、耐化学侵蚀(特别是酸和氯)、高温时粘度大、强度高等特点。由于焦炉热态快速修补用耐火材料要求具有良好的抗热振稳定性，快速加热后不产生裂紋；化学机理和高温使用性能应与普通焦炉硅砖相同；强度高、荷软高等特点，这也正是本发明之所以采用熔融石英可作为生产焦炉热态快速修补砖的主要原因。但是熔融石英在大约IOO(TC以上会形成方石英，同时也会失去低热膨胀性，但是A1203、Fe203、碱金属等杂质会促进方石英的转化生成，所以本发明一方面控制熔融石英原料中的杂质含量，进行除铁处理，另一方面在配料时不引入任何会对Si02促进剧烈晶相转化的矿化剂和结合剂。熔融石英砖损毁的主要原因是，耐火材料在使用过程中气孔被侵入而加速其损毁。所以，提高制品密度，减少析晶量，就可提高产品寿命。制品的密度可由下列环节加以控制l)提高石英砖生坯的密度，它可以通过合理的颗粒级配和成型压力来实现；2)选用合适和适量的结合剂、外加剂以控制熔融石英砖中的杂质含量，减少和减慢熔融石英砖在烧成和使用中的晶相转化；3)强化和完善烧成制度，使制品烧成良好。因此，只要保证熔融石英砖的原料及在烧成中产生的方石英量在一定范围内，就能确保其良好的抗热震稳定性。本发明还加入少量硅石细4分来调整熔融石英砖的基质组成，提高熔融石英砖在烧成后的晶相组成，使熔融石英砖具有更高的高温荷软性能，以满足焦炉快速修补用耐火材料的使用要求。本发明所釆用的硅石易釆用杂质少、硬度大的结晶硅石。本发明采用的烧结剂是Si02含量大于96.8%高纯无定形二氧化硅微粉。二氧化硅微粉是呈亚微米级球形的无定形Si02颗粒，6t体育平均粒径约为0.1~0.5iam，具有较高的烧结活性，能促进熔融石英砖的烧结。二氧化硅微粉加热到高于500。C时，无定形的Si02转变成方石英或鳞石英，不会给熔融石英砖引入太多杂质。本发明采用的烧结剂是硅溶胶，要求其Si02含量在30-50%，乳白色液体，粘度较高(25°C)7Pa.S，控制其钠含量。在本发明中，硅溶胶一方面与酸反应产生凝胶作用，提高了泥料的塑性与成型性能，另一方面SiOJ交粒在10-20纳米之间，提高了熔融石英砖的烧结性能。本发明通过对常用的无机结合剂对熔融石英砖晶相转变的影响研究，发现l)以硼酸、水玻璃等作为结合剂时，由于引入氧化物，熔融石英砖受到矿化剂的作用，晶相发生激烈转化，生成大量的方石英，结构疏松；2)单纯使用硅溶胶常温强度太低，不适合作结合剂。3)而以磷酸或磷酸二氢铝作为熔融石英砖的结合剂时，在1150。C保温3小时烧成后，熔融石英石争的3皮璃相仍在90%以上。本发明加入1~6份的工业磷酸或磷酸二氯铝作结合剂时，能够一方面保证熔融石英砖具有较好的结合和烧结强度，耐压强度在25MPa以上；另一方面在高温烧结后熔融石英砖玻璃相含量仍保持在90~100%,仍保持熔融石英原料的低热膨胀特性，并且荷重软化温度大于168(TC。这使本发明的熔融石英砖具有高强、高热稳、高荷软的特点，可以满足焦炉炉墙发生损伤尤其大面积损毁部位进行热态快速修补的要求。本发明加入了白糊精作为增塑剂来提高熔融石英瘠性泥料的成型性能。研究发现，以树脂等其它有机物作为结合剂时，烧后砖坯不易烧透易造成黑心，并会导致熔融石英砖结构疏松。而白糊精由纯粮食提纯，制作工艺不引入其它杂质，烧蚀无残留，粒度细，用来作为熔融石英砖的成型增塑剂，效果很好。附图1显示了熔融石英在不同温度下的晶相转化图。熔融石英砖是以熔融石英为主要原料机压成型的耐火材料，熔融石英在熔融点(1695~1720°C)以下处于介稳状态，在热力学上是不稳定的，在无其它氧化物质存在时于IOO(TC以上能緩慢地析出a-方石英晶粒(即高温析晶)，a-方石英在低温时又转化为(3-方石英，发生体积变化(-2.8%),造成制品松散，剥落甚至开裂而降低其抗热震稳定性。因此，除了在配方中选用合适和适量的结合剂、烧结剂以控制熔融石英砖中氧化物的含量，减少和减慢熔融石英砖在烧成和使用中的晶相转化外，控制好熔融石英砖的烧成温度及烧成曲线至关重要。本发明中，由于有少量的方石英生成，烧成最高温度控制在1000~1200°C,保温时间在2-10小时，可以获得4交致密的烧成制品。表2本发明焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖理化指标tabletableseeoriginaldocumentpage10/column/rowtable附图2显示了本发明焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖IOO(TC热膨胀曲线图6t体育。综上所述，本发明主要采用优质熔融石英原料，添加部分硅石，控制原料杂质的含量，不引入矿化剂，以高纯二氧化硅微粉或硅溶胶为烧结剂，加入白糊精提高低温成型性能，以工业磷酸或磷酸二氢铝为结合剂，通过机压成型，控制成型工艺，烧成温度控制在1000~1200°C,4呆温时间在2-10小时，制得高纯高荷软零膨月长焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖。本发明主要指标特点在于其Si02含量大于98.5%,荷重软化温度大于168(TC,玻璃相含量在90-100%,IOO(TC热膨胀率小于0.15%,耐压强度在25MPa以上，具有高纯、高荷软、高热稳的特点，可以对焦炉炉墙发生损伤尤其大面积损毁部位进行热态快速修补。本发明的技术要点是控制熔融石英砖中配方、生产中矿化剂的？1入，采用磷酸或磷酸二氢铝作结合剂，成品熔融石英砖的玻璃相含量在90-100%，一方面保证本发明的熔融石英砖具有低的热膨胀率，非常高的热震稳定性，另一方面能保证焦炉炉墙对修补用耐火材料高荷软的使用要求。发明的效果2006年，应国外客户要求，研究生产了本发明焦炉快速修补烧成熔融石英砖。产品在国外焦炉快速修补烧成熔融石英砖热态快速修补使用后，取得较好的使用效果，到现在已经两年多，仍在使用中，满足了客户焦炉炉墙上热态快速修补的使用要求。附困说明图l是熔融石英晶相转化图；图中，①大于1300。C显著，大于1400~1470。C剧烈；②緩慢加热时，1470~1713°C;快速加热时1470~1670°C;注矿物名称方框内的数字为其真比重；连线旁边的百分数字为体积效应。图2是焦炉快速修补烧成熔融石英砖热膨胀曲线、热膨胀曲线、热膨胀速率曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例1一种焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖配方为(重量含量)炫融石英粒度2-5mm10份粒度l-2mm25份粒度0.l-lmm25份粒度O-O.(H4mm40份二氧化硅微粉1.5份硅溶胶1.5份浓度为85%的工业磷酸l份白糊精l份上述焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖的制造方法及其控制工艺1)原料控制①控制熔融石英原料中的Al203、Fe203+FeO+Fe、R20杂质的含量，并进行除铁处理；②硅溶胶、工业磷酸应进行防冻处理；2)混练①使用行星式混练机进行石英砖泥料的混练；②要求混练机清理干净，加除铁装置；3)成型(D生坯体密控制在1.9g/cm5;②成型模具要求耐磨，并按砖坯尺寸大小设计排气孔；③根据砖坯的大小控制压砖的力度与次数；4)烘烤保证烘烤温度在25(TC以上大于6小时，保证所有砖坯都烘透；5)烧成①烧成温度控制在H00。C,保温时间6小时；②砖坯应采用立装的方式，砖坯之间留出火道；6)包装及检查。实施例2一种焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖配方为(重量含量)溶融石英粒度2-5mm15份粒度l-2mm25份粒度0.20份粒度O-O.044mm30份熔融石荚微粉10份二氧化硅微粉l.O份硅溶胶l.O份浓度为85%的工业磷酸1.5份白糊精1.2份本实施例与实施例1的焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖制造方法基本相同，唯一不同点是烧成温度105(TC，保温时间8小时。实施例3一种焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖配方为(重量含量)熔融石英粒度2-5mm20份粒度1-2nun20份粒度O-O.044mm20份熔融石英微粉10份珪溶胶2.0份裤酸二氬铝溶液l.O份白糊精l份本实施例与实施例1的焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖制造方法基本相同，唯一不同点是烧成温度115(TC,保温时间4小时。实施例4一种焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖配方为(重量含量)熔融石英粒度2-5mm15份粒度l-2mm25份粒度0.l-lmm25份粒度0-0.044mm25份熔融石英微粉10份二氧化硅微粉1.5份磷酸二氬铝溶液1.5份白糊精1.2份本实施例与实施例1的焦炉热态快速修补烧成炫融石英砖制造方法基本相同，唯一不同点是烧成温度1170。C，保温时间3小时。实施例5一种焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖配方为(重量含量):熔融石英粒度2-5mm15份粒度1-2mm25份粒度0.1-lmm25f分粒度O-O.044匪25份硅石粒度0-0.088mm1(M分二氧化硅微粉1.5份磷酸二氢铝溶液i.o份白糊精1.2份本实施例与实施例1的焦炉热态快速修补烧成熔融石英砖制造方法基本相同，唯一不同点是烧成温度115(TC，保温时间4小时。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。权利要求1、一种焦炉热态修补用熔融石英砖，其特征在于包含如下组分熔融石英粒度为2-5mm5-30份粒度为1-2mm15-30份粒度为0.1-1mm20-35份粒度为0-0.044mm25-45份熔融石英微粉0-15份硅石粒度为0-0.088mm0-15份烧结剂1-3份增塑剂1-3份结合剂1-6份其中，所述烧结剂为SiO2含量大于96.8％二氧化硅微粉；所述增塑剂为白糊精；所述结合剂为浓度为80-90％的工业磷酸。2、根据权利要求1所述的焦炉热态修补用熔融石英砖，其特征在于所述熔融石英Si02含量大于99.5%。3、根据权利要求1或2所述的焦炉热态修补用熔融石英砖，其特征在于所述硅石Si02含量大于99.5%。4、根据权利要求1所述的焦炉热态修补用熔融石英砖，其特征在于所述烧结剂还可以为硅溶胶，Si02含量30-50%,且为乳白色液体。5、根据权利要求1或4所述的焦炉热态修补用熔融石英砖，其特征在于所述结合剂还可以为磷酸二氢铝溶液。6、一种焦炉热态修补用熔融石英砖的制造方法，其特征在于包括如下步骤1)原料控制①按照权利要求1所述的原料组分配制，并控制熔融石英、硅石原料中的人1203、Fe203+FeO+Fe、1120杂质的含量，进行除铁处理；②硅溶胶、工业磷酸应进行防冻处理；2)混练①使用行星式混练机进行石英砖泥料的混练；②要求混练机清理干净，加除铁装置；3)成型①生坯体密控制在1.8-2.Og/cm3;②成型模具要求耐磨，并按砖坯尺寸大小设计排气孔；③根据砖坯的大小控制压砖的力度与次数；4)烘烤保证烘烤温度在25(TC以上大于6小时，保证所有砖坯都烘透；5)烧成①烧成温度控制在1000-1200°C，保温时间2-10小时；②砖坯应采用立装的方式，砖坯之间留出火道；6)包装及检查。全文摘要本发明提供了一种焦炉热修补用熔融石英砖及其制造方法，可以解决现有技术存在的不能进行热态快速修补的问题。技术方案是一种焦炉热态修补用熔融石英砖，包含如下组分熔融石英粒度2-5mm为5-30份；粒度1-2mm为15-30份；粒度0.1-1mm为20-35份；粒度0-0.044mm为25-45份；熔融石英微粉0-15份；硅石粒度为0-0.088mm为0-15份；烧结剂1-3份；增塑剂1-3份；结合剂1-6份；其中，烧结剂为SiOsub2/sub含量大于96.8％二氧化硅微粉；增塑剂为白糊精；结合剂为浓度为80-90％的工业磷酸。文档编号C04B35/66GK101323530SQ公开日2008年12月17日申请日期2008年7月1日优先权日2008年7月1日发明者李洪刚,郭江华,鄢凤明申请人:山东中齐耐火材料集团有限公司