[發(fā)明專利]一種輕量化剛玉-莫來石澆注料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710632929.X
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107311680B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄢文;齊江濤;陳哲;李楠;李亞偉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B38/00;C04B35/10;C04B35/185
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發(fā)明涉及一種輕量化剛玉?莫來石澆注料及其制備方法。其技術(shù)方案是：以7～20wt％、20～40wt％和8～20wt％的粒徑依次為3～5mm、1～2.8mm和0.088～0.9mm的納米孔徑的多孔剛玉?莫來石陶瓷顆粒為骨料，以11～35wt％的粒徑小于0.088mm的納米孔徑的多孔剛玉?莫來石陶瓷細粉、7～20wt％的剛玉細粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α?Al₂O₃微粉為基質(zhì)，以1～5％的鋁酸鈣水泥和1～5wt％的ρ?Al₂O₃為結(jié)合劑。先將骨料置于攪拌機中，再將基質(zhì)、結(jié)合劑和減水劑混勻，倒入攪拌機中攪拌，然后加入水，攪拌，成型，即得輕量化剛玉?莫來石澆注料。本發(fā)明所制制品氣孔孔徑為納米級，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫力學(xué)性能優(yōu)良和抗介質(zhì)侵蝕性能好的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于剛玉-莫來石澆注料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種輕量化剛玉-莫來石澆注料及其制備方法。

背景技術(shù)

剛玉-莫來石澆注料施工方便，具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性能，已廣泛應(yīng)用于高溫窯爐的內(nèi)襯。目前，剛玉-莫來石澆注料仍存在一些問題：首先，致密澆注料一般采用致密剛玉骨料制得，具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)致窯爐外殼溫度較高，造成熱量散失；其次，莫來石在材料中分布不均(僅存在于基質(zhì)中)，造成澆注料因局部成分不均產(chǎn)生一定內(nèi)應(yīng)力；最后，致密剛玉骨料表面相對光滑，骨料和基質(zhì)之間橋接程度較差，勢必降低材料的力學(xué)性能。

采用多孔骨料制備耐火材料是解決這些問題的重要途徑。如“一種輕質(zhì)剛玉-莫來石澆注料及其制備方法”(CN201310208834.7)專利技術(shù)，采用多孔剛玉-莫來石陶瓷材料為骨料制得輕質(zhì)剛玉-莫來石澆注料，由于所用骨料的氣孔孔徑較大，導(dǎo)致抗介質(zhì)侵蝕性能較差。又如“輕質(zhì)微孔隔熱澆注料及制備方法”(CN201310705104.8)專利技術(shù)，以輕質(zhì)微孔剛玉為骨料，向基質(zhì)中引入泡沫制得輕質(zhì)微孔隔熱澆注料，但一方面，莫來石在材料中的分布仍然不均勻，另一方面，泡沫在基質(zhì)中產(chǎn)生的大氣孔將嚴(yán)重降低材料的強度和抗侵蝕性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種氣孔孔徑為納米級的輕量化剛玉-莫來石澆注料的制備方法，用該方法制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料的導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫力學(xué)性能優(yōu)良和抗介質(zhì)侵蝕性能好。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：所述輕量化剛玉-莫來石澆注料的原料是：以7～20wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒、20～40wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒和8～20wt％的粒徑為0.088～0.9mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒為骨料，以11～35wt％的粒徑小于0.088mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷細粉、7～20wt％的剛玉細粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α-Al₂O₃微粉為基質(zhì)，以1～5％的鋁酸鈣水泥和1～5wt％的ρ-Al₂O₃為結(jié)合劑。

按上述成分及其含量，先將所述骨料置于攪拌機中，然后將所述基質(zhì)、所述結(jié)合劑和占所述原料0.02～0.5wt％的減水劑混合均勻，倒入所述攪拌機中，攪拌3～5分鐘，再向所述攪拌機中加入占所述原料6～12wt％的水，攪拌5～10分鐘；澆注振動成型，即得輕量化剛玉-莫來石澆注料。

所述納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷的制備方法是：

第一步、將氫氧化鋁細粉置于高溫爐內(nèi)，先以1.5～2.5℃/min的速率升溫至400～500℃，保溫3～5小時，再以2.5～3.2℃/min的速率升溫至1000～1300℃，保溫4～6小時，冷卻，得到高孔隙率的氧化鋁粉體；