[發明專利]一種堇青石輕質澆注料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210272265.8
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN102765949A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 鄢文;李楠;魏耀武;陳俊峰;李媛媛;劉光平
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于輕質澆注料技術領域。具體涉及一種堇青石輕質澆注料及其制備方法。

背景技術

堇青石是一種硅酸鹽礦物，其理論組成為2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，具有很小的熱膨脹系數、優異的抗熱震性、低導熱率和較好的化學穩定性。隨著對節能和減排的要求日益提高，環保和高效的輕質澆注料的研究越來越受到關注。目前國內外關于堇青石輕質材料的研究主要集中在堇青石多孔陶瓷材料和堇青石輕質耐火磚，前者如利用粉煤灰和煤矸石為原料制備堇青石質多孔材料（王琦等。用粉煤灰和菱鎂礦低溫制備堇青石質多孔材料。硅酸鹽學報，2012,40（5）：745-751），后者如一種堇青石輕質骨料磚（辛國志。堇青石輕質骨料磚在隧道窯窯車上的應用。江蘇陶瓷，1995,70（3）：21-22）。這些技術制備的堇青石輕質材料都屬于定型制品，不能制備結構復雜的耐火材料，也不能現場澆注成型。

澆注料是不定形耐火材料中的一種，具有容易施工、不受窯爐結構形狀限制和能方便地制作成不同形狀的爐襯等優點。在傳統澆注料中,人們常以致密的材料為骨料。致密澆注料導熱率大、密度大，浪費大量能源和資源。同時，在致密澆注料使用過程中，侵蝕介質首先侵蝕基質。基質包圍著骨料，當基質被侵蝕成變質層，骨料就與基質一起從澆注料中剝落出來。因而在直接向火、且具有侵蝕性介質存在條件下，致密骨料的作用并不明顯。在輕質不定形耐火材料方面，研究了各種輕質澆注料：如蛭石、珍珠巖、陶粒、耐火輕骨料和纖維澆注料等。與致密澆注料相比它們的導熱系數較小，可以作為保溫材料使用。但是，它們的熱震穩定性較差，且抗火焰沖刷、抗介質侵蝕的能力較差，不能直接用在向火、有侵蝕性介質、溫度波動較大的部位。

發明內容

????本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種制備工藝簡單的堇青石輕質澆注料的制備方法，用該方法制備的堇青石輕質澆注料既具有顯氣孔率高、平均孔徑小、強度高、熱導率低、熱震穩定性好和抗介質侵蝕能力強的優點，又具有環境友好、顯氣孔率和氣孔尺寸可控和燒后體積變化小的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：以40~70wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、20~48wt%的堇青石陶瓷細粉、2~10wt%的鋁酸鈣水泥、2~4wt%的滑石細粉、2~4wt%的氧化硅微粉和2~4wt%的活性α氧化鋁微粉為原料，外加所述原料8~20wt%的水和所述原料0.02~1wt%的減水劑，攪拌均勻，澆注成型；成型后的坯體自然干燥24小時，再在110℃條件下干燥8~48小時。

多孔堇青石陶瓷顆粒和堇青石陶瓷細粉的制備方法是：將8~12wt%的煤矸石粉、33~37wt%的Al(OH)₃粉、8~12wt%的滑石粉、13~17wt%的菱鎂礦粉和28~32wt%的硅石粉混合，外加上述混合料3~12wt%的水攪拌均勻，壓制成型；再將成型后的坯體在110℃條件下干燥8~36小時，然后在1300~1400℃條件下保溫1~6小時燒成，即得多孔堇青石陶瓷。最后將多孔堇青石陶瓷破碎，篩分；選取粒徑為8~0.1mm的顆粒為多孔堇青石陶瓷顆粒，選取粒徑小于88μm的細粉為堇青石陶瓷細粉。

所述鋁酸鈣水泥的粒徑小于88μm。

所述滑石細粉的粒徑小于88μm。

所述氧化硅微粉的氧化硅含量大于92wt%，粒徑小于4μm。

所述活性α氧化鋁微粉的氧化鋁含量大于97wt%，粒徑小于4μm。

所述減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、分散性氧化鋁和聚羧酸系減水劑中的一種以上。

采用上述技術方案，本發明采用申請人申請的“一種多孔堇青石陶瓷材料及其制備方法（CN201110038289.2）”專利技術制備多孔堇青石陶瓷顆粒和堇青石陶瓷細粉，以所制備的多孔堇青石陶瓷顆粒為多孔骨料和主要以堇青石陶瓷細粉為致密基質來制備輕質澆注料，制備工藝簡單。所制備的產品化學成分主要是MgO、Al₂O₃和SiO₂，其主晶相為堇青石。本發明所制備的材料既有高的強度和保溫性能，也有很好的熱震穩定性和抗介質侵蝕能力。

因此，本發明制備工藝簡單，所制備的堇青石輕質澆注料具有施工方便、環境友好、顯氣孔率和氣孔尺寸可控和燒后體積變化小的優點，還具有顯氣孔率高、平均孔徑小、強度高、熱導率低、熱震穩定性好和抗介質侵蝕能力強的性能。本發明所制備的堇青石輕質澆注料適用于工作溫度低于1340℃的高溫窯爐或容器的永久層和工作層。

具體實施方式