[發(fā)明專利]一種低密度、耐高溫高鋁輕質(zhì)澆注料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710039530.7
• 申請日: 2007-04-17
• 公開（公告）號: CN101062866A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙玲娣;王禮瑋;楊玲;劉紅波
• 申請（專利權(quán)）人: 上海彭浦特種耐火材料廠
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B14/06;C04B14/04;C04B7/32
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 潘振甦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低密度、低導(dǎo)熱、高溫體積穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)高鋁輕質(zhì)澆注料及制備方法，作燃燒器工作襯長期使用溫度可達1400℃，屬不定形耐火材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

輕質(zhì)澆注料在各工業(yè)窯爐和燃燒器上已得到廣泛的使用，但由于隔熱性、強度和耐高溫性能間的矛盾，通常體積密度小于1.35g/cm³的輕質(zhì)澆注料在1300℃以上的使用場合均作保溫層使用，傳統(tǒng)的砌筑方法是一層保溫層加一層耐高溫的重質(zhì)耐火材料組成，這種雙層結(jié)構(gòu)不僅增加了內(nèi)襯的厚度，給裝置帶來負荷，而且施工麻煩，尤其是兩層之間由于材質(zhì)的不同容易形成薄弱層，進而造成兩層材料之間的分離破壞。為滿足需求，單層襯材料成為發(fā)展趨勢。

作為單層襯材料需要具備以下特點：1)要盡可能減少熱損失，提高熱能效益，即要求材料具有低熱導(dǎo)率；2)材料具有足夠的強度以承受自重并抵抗熱氣流的沖刷、摩擦和侵蝕；3)具備良好的高溫體積穩(wěn)定性。

為此，國內(nèi)外耐火材料工作者都不斷努力，試圖在上述幾方面綜合平衡改進。如山東魯耐窯業(yè)有限責(zé)任公司劉蘭瑛、劉偉等人研制了Al₂O₃含量45～47％，體積密度1.54～1.58g/cm³，耐壓強度19～30MPa的輕質(zhì)澆注料，可在1350℃工業(yè)裂解爐上使用收到良好的效果。再如西安科技大學(xué)胡志華等人研制了體積密度在1.5～1.88g/cm³之間，最終使用溫度為1350℃的隔熱澆注料。

然而隨著國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，節(jié)能、環(huán)保等要求的不斷提高，要求輕質(zhì)澆注料的體積密度和熱導(dǎo)率更低，使用溫度更高。特別是隨著新型的節(jié)能環(huán)保型燃燒器的不斷開發(fā)，對燃燒器內(nèi)襯的耐火澆注料提出更高的要求。如美國某燃燒器上海分公司生產(chǎn)的燃燒器其內(nèi)襯要求體積密度小于1.35g/cm³，熱導(dǎo)率1000℃小于0.3w/m·k，1400℃×3hr線變化率0～+0.5％并能長期在1400℃高溫下使用的優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)高鋁澆注料，該燃燒器節(jié)能效果顯著，可降低能耗15～20％。

而目前就一般而言，體積密度小于1.35g/cm³的輕質(zhì)澆注料長期使用溫度只能在1300℃以下，且經(jīng)熱高溫1300℃×3hr熱處理后均有收縮趨勢，不能滿足先進燃燒器設(shè)備的使用要求。能否解決以下問題：1)體積密度小于1.35g/cm³，全溫域抗折強度大于2.5MPa；2)材料在1000℃條件下的熱導(dǎo)率小于0.3w/m·k；3)材料的高溫體積穩(wěn)定性好，經(jīng)高溫1400℃×3hr熱處理后線變化率在0～+0.5％，呈微膨脹勢態(tài)，已成為本領(lǐng)域急待解決的問題，亦即需要突破目前普通認為的體積密度1.35g/cm³以下的輕質(zhì)澆注料長期使用溫度低于1300℃的禁界。

這就是本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的基本出發(fā)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種優(yōu)良的低密度、低熱導(dǎo)率、可在1400℃長期使用的高鋁輕質(zhì)澆注料及制備方法，使提供的高鋁輕質(zhì)澆注料不僅可以使體積密度小于1.35g/cm³的條件下，長期在1400℃高溫條件下服役，其隔熱效果好，而且又具有足夠的強度抵抗熱氣流的沖刷，在蓄熱式、廢氣再循環(huán)輻射管上等燃燒器設(shè)備上的使用壽命達二年以上。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段達到的：

1)主原料的選擇：選擇Al₂O₃質(zhì)量百分含量大于60％的輕質(zhì)莫來石骨料、漂珠為主原料，以純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑；

2)復(fù)合超微粉的使用：引入適量的超細SiO₂微粉和α-Al₂O₃微粉，提高材料的強度；

3)石英和藍晶石兩種的膨脹劑一復(fù)合使用，維持了材料的在中溫、高溫下具有良好的體積穩(wěn)定性并可產(chǎn)生微膨脹；

4)引入適量的纖維材料，使輕質(zhì)澆注料在施工時輕質(zhì)骨料與細粉不易分離，并降低材料的體積密度，提高隔熱效果。

由此可見，本發(fā)明的特征在于所述的一種低密度、耐高溫高鋁輕質(zhì)澆注料，其特征在于所述的輕質(zhì)澆注料的質(zhì)量百分組成是：輕質(zhì)莫來石骨料26～55％，漂珠5～20％，石英3～10％，藍晶石10～25％，二氧化硅微粉2～10％，α-Al₂O₃微粉2～10％，純鋁酸鈣水泥10～25％，纖維0.5～5％。

具體而言，本發(fā)明提供的優(yōu)質(zhì)高鋁輕質(zhì)澆注料具體組成百分數(shù)是；