專利名稱：利用廢耐火窯具制備節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用廢耐火窯具制備節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料的方法。
背景技術(shù)：
窯體、窯車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括梭式窯、隧道窯、輥道窯窯爐吊頂結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、窯墻系統(tǒng)、中空圍磚窯車系統(tǒng)等。所述系統(tǒng)傳統(tǒng)所用的耐火材料主要是耐火磚，耐火磚包括重質(zhì)磚和輕質(zhì)磚。 窯爐在燒爐作業(yè)過程中，除了要供給燒制件所需的熱能外，還要供給窯體、窯車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)所需的熱能。由于耐火磚為實心結(jié)構(gòu)，且比重大，要吸收大量的熱能，能源損耗大。
另外，窯爐在燒爐作業(yè)中，需要大量用于放置或/和隔離燒制件的耐火窯具。由于窯具是易損件，將產(chǎn)生大量的窯具廢料?，F(xiàn)有的窯具廢料無利用價值，只作為坑洼地的填墊物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有耐火磚的特點(diǎn)和窯具廢料，提供一種利用廢耐火窯具制備的節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料及其生產(chǎn)方法。 本發(fā)明所述的利用廢耐火窯具制備的節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料，包括下述重量比的物料骨料30-80%，復(fù)合基質(zhì)料20-70%，以骨料和復(fù)合基質(zhì)料的總組份100重量份計，外加添加劑0. 5-3. 5 % ，輔助劑0. 4-2. 1 % ，粘結(jié)劑0. 5-5. 0 % ，分散劑0. 1-1. 5%，水10-20%，其中 (1)骨料，選自氧化物結(jié)合碳化硅、氮化硅結(jié)合碳化硅、粘土結(jié)合碳化硅窯具廢料熟料，所述窯具廢料經(jīng)分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而制得，粒度《l.Omm，廢粘土結(jié)合碳化硅熟料占重量比的30-50% ;氧化物結(jié)合碳化硅或氮化硅結(jié)合碳化硅熟料占重量比的50-70% ; (2)復(fù)合基質(zhì)料，包括下述重量比的物料高嶺土 (包括硬質(zhì)或軟質(zhì)高嶺土、煤干石、焦寶石生料)15-45%、 A1203粉0. 5-10%、氧化硅細(xì)粉1. 0-10%、藍(lán)晶石族礦物(包括硅線石、紅柱石、藍(lán)晶石三種同質(zhì)異相的礦物)8-30%、莫來石質(zhì)廢耐火窯具細(xì)粉15-50%，粒度均為《325目； (3)添加劑為鉀長石或碳酸鉀，粒度《325目； (4)輔助劑由MgC03和AlF3構(gòu)成，配比分別是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ; (5)粘結(jié)劑為糊精、桐油、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維
素或/和亞硫酸紙漿廢液； (6)分散劑為聚丙烯酸鈉、萘磺酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或/和酒石酸。
本發(fā)明所述的利用廢耐火窯具制備節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料的方法，其工藝包括 (1)配料包括下述重量比的物料骨料30_80% ，復(fù)合基質(zhì)料20_70%，以骨料和復(fù)合基質(zhì)料的總組份100重量份計，外加添加劑0. 5-3. 5 % ，輔助劑0. 4-2. 1 % ，粘結(jié)劑0. 5-5. 0%，分散劑0. 1-1. 5%，水10-20%，其中 (A)骨料，選自氧化物結(jié)合碳化硅、氮化硅結(jié)合碳化硅、粘土結(jié)合碳化硅窯具廢料熟料，所述窯具廢料經(jīng)分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而制得，粒度《l.Omm，廢粘土結(jié)合碳化硅熟料占重量比的30-50% ;氧化物結(jié)合碳化硅或氮化硅結(jié)合碳化硅熟料占重量比的50-70% ; (B)復(fù)合基質(zhì)料，包括下述重量比的物料高嶺土 (包括硬質(zhì)或軟質(zhì)高嶺土、煤干石、焦寶石生料)15-45%、 A1203粉0. 5-10%、氧化硅細(xì)粉1. 0-10%、藍(lán)晶石族礦物(包括硅線石、紅柱石、藍(lán)晶石三種同質(zhì)異相的礦物)8-30%、莫來石質(zhì)廢耐火窯具細(xì)粉15-50%，粒度均為《325目； (C)添加劑為鉀長石或碳酸鉀，粒度《325目； (D)輔助劑由MgC03和AlF3構(gòu)成，配比分別是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ; (E)粘結(jié)劑為糊精、桐油、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維
素或/和亞硫酸紙漿廢液； (F)分散劑為聚丙烯酸鈉、萘磺酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或/和酒石酸。
(2)混合配料，將配方量的水和所有物料混合攪拌均勻； (3)真空練泥，將工藝(2)所述物料在真空練泥攪拌機(jī)中攪拌，真空度《0. 095Mpa ; (4)擠出成型，利用模具及成型擠出機(jī)，擠出成型；
(5)干燥，干燥后含水量《1% ; (6)燒成，產(chǎn)品經(jīng)干燥后于高溫爐中晶化燒成，溫度為1450°C -152(TC，保溫8_12小時。 本發(fā)明，具有如下積極效果 1、以窯具廢料(氧化物結(jié)合碳化硅、氮化硅結(jié)合碳化硅、粘土結(jié)合碳化硅、莫來石質(zhì)廢耐火窯具)為骨料和復(fù)合基質(zhì)料的主要成分，對廢資源綜合利用、改善生態(tài)環(huán)境有重要意義； 2、以鉀長石或碳酸鉀為添加劑，目的在于消除方石英，形成無定型的玻璃相，使莫來石晶體形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 3、以MgC03和A1F3為輔助劑，添加MgC03的目的在于降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)莫來石生長；添加A1F3的目的在于促進(jìn)莫來石生長致密化。 4、復(fù)合基質(zhì)料中的藍(lán)晶石族礦物(包括硅線石、紅柱石、藍(lán)晶石三種同質(zhì)異相的礦物)作為晶核劑，其目的在于促進(jìn)莫來石化開始時形成較多的晶核，使莫來石晶體呈長柱狀連鎖交織結(jié)構(gòu)，提高其抗壓、抗折強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性。 5、本結(jié)構(gòu)材料采用模具及成型擠出機(jī)擠出成型，生產(chǎn)效率高，成本低； 6、本發(fā)明適用于生產(chǎn)窯爐吊頂結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、窯墻系統(tǒng)、中空圍磚窯車系統(tǒng)、中空支柱
系統(tǒng)等的結(jié)構(gòu)材料，具有輕質(zhì)隔熱、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。 7、本窯爐結(jié)構(gòu)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的耐火材料，產(chǎn)品低能耗是傳統(tǒng)重質(zhì)耐火磚的30%，
4是比重1. 0g/cm3的輕質(zhì)磚的70% ，用于窯爐結(jié)構(gòu)材料和耐火纖維做窯體、窯車車襯、吊頂結(jié) 構(gòu)系統(tǒng)、窯墻系統(tǒng)時，產(chǎn)品熱耗是傳統(tǒng)重質(zhì)耐火磚的26. 2% 28. 2%，是比重1. 0g/cm3的 輕質(zhì)磚做車襯時的61. 1 66%。 8、使用溫度窯爐吊頂及窯體《135(TC，窯車結(jié)構(gòu)及窯爐應(yīng)用中空支柱《1450°C
具體實施例方式
實施例1、利用廢耐火窯具制備的節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料。 由下述重量比的物料構(gòu)成骨料60kg，復(fù)合基質(zhì)料40kg，以骨料和復(fù)合基質(zhì)料的
總組份100重量份計，外加碳酸鉀2. 5kg，粒度《325目；MgC030 . 5kg ;AlF3lkg ;糊精2kg ;
甲基纖維素(MC) 1. 5kg ;聚丙烯酸鈉lkg ;水15kg，其中 (1)骨料，選自氧化物結(jié)合碳化硅、氮化硅結(jié)合碳化硅、粘土結(jié)合碳化硅窯具廢料 熟料，所述窯具廢料經(jīng)分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而制得，粒度《l.Omm，廢粘土結(jié)合碳化 硅熟料24kg ;氧化物結(jié)合碳化硅或氮化硅結(jié)合碳化硅熟料36kg ; (2)復(fù)合基質(zhì)料，包括下述物料高嶺土 12kg、 A1203粉2. 8kg、氧化硅細(xì)粉3. 2kg、
藍(lán)晶石族礦物6kg、莫來石質(zhì)廢耐火窯具細(xì)粉16kg，粒度均為《325目。 實施例2、利用廢耐火窯具制備節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料的方法，其工
藝包括 (1)配料按實施例1的方法備料、配料； (2)混合配料，將配方量的水和所有物料混合攪拌均勻； (3)真空練泥，將工藝(2)所述物料在真空練泥攪拌機(jī)中攪拌，真空度 《0. 095Mpa ; (4)擠出成型，利用模具及成型擠出機(jī)，擠出成型；
(5)干燥，干燥后含水量《1% ; (6)燒成，產(chǎn)品經(jīng)干燥后于高溫爐中晶化燒成，溫度為1440°C -152(TC，保溫8-12 小時。
權(quán)利要求
一種利用廢耐火窯具制備的節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料，包括下述重量比的物料骨料30-80％，復(fù)合基質(zhì)料20-70％，以骨料和復(fù)合基質(zhì)料的總組份100重量份計，外加添加劑0.5-3.5％，輔助劑0.4-2.1％，粘結(jié)劑0.5-5.0％，分散劑0.1-1.5％，水10-20％，其中(1)骨料，選自氧化物結(jié)合碳化硅、氮化硅結(jié)合碳化硅、粘土結(jié)合碳化硅窯具廢料熟料，所述窯具廢料經(jīng)分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而制得，粒度≤1.0mm，廢粘土結(jié)合碳化硅熟料占重量比的30-50％；氧化物結(jié)合碳化硅或氮化硅結(jié)合碳化硅熟料占重量比的50-70％；(2)復(fù)合基質(zhì)料，包括下述重量比的物料高嶺土15-45％、Al2O3粉0.5-10％、氧化硅細(xì)粉1.0-10％、藍(lán)晶石族礦物8-30％、莫來石質(zhì)廢耐火窯具細(xì)粉15-50％，粒度均為≤325目；(3)添加劑為鉀長石或碳酸鉀，粒度≤325目；(4)輔助劑由MgCO3和AlF3構(gòu)成，配比分別是0.1-0.6％和0.3-1.5％；(5)粘結(jié)劑為糊精、桐油、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維素或/和亞硫酸紙漿廢液；(6)分散劑為聚丙烯酸鈉、萘磺酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或/和酒石酸。
2. —種利用廢耐火窯具制備節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料的方法，其工藝包括(1) 配料包括下述重量比的物料骨料30-80%，復(fù)合基質(zhì)料20-70%，以骨料和復(fù) 合基質(zhì)料的總組份100重量份計，外加添加劑0. 5-3. 5 % ，輔助劑0. 4-2. 1 % ，粘結(jié)劑 0. 5-5. 0%，分散劑0. 1-1. 5%，水10-20%，其中(A) 骨料，選自氧化物結(jié)合碳化硅、氮化硅結(jié)合碳化硅、粘土結(jié)合碳化硅窯具廢料熟料， 所述窯具廢料經(jīng)分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而制得，粒度《1. Omm，廢粘土結(jié)合碳化硅熟料 占重量比的30-50% ;氧化物結(jié)合碳化硅或氮化硅結(jié)合碳化硅熟料占重量比的50-70% ;(B) 復(fù)合基質(zhì)料，包括下述重量比的物料高嶺土 15-45%、八1203粉0. 5-10%、氧化硅 細(xì)粉1. 0-10%、藍(lán)晶石族礦物8-30%、莫來石質(zhì)廢耐火窯具細(xì)粉15-50%，粒度均為《325 目；(C) 添加劑為鉀礦化劑，如鉀長石或碳酸鉀，粒度《325目；(D) 輔助劑由MgC03和AlF3構(gòu)成，配比分別是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ;(E) 粘結(jié)劑為糊精、桐油、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維素或 /和亞硫酸紙漿廢液；(F) 分散劑為聚丙烯酸鈉、萘磺酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或/和酒石酸。(2) 混合配料，將配方量的水和所有物料混合攪拌均勻；(3) 真空練泥，將工藝(2)所述物料在真空練泥攪拌機(jī)中攪拌，真空度《0. 095Mpa ;(4) 擠出成型，利用模具及成型擠出機(jī)，擠出成型；(5) 干燥，干燥后含水量《1% ;(6) 燒成，產(chǎn)品經(jīng)干燥后于高溫爐中晶化燒成，溫度為1450°C -1520°C ，保溫8_12小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用廢耐火窯具制備節(jié)能型高溫高抗熱震性窯爐結(jié)構(gòu)材料及其方法。包括下述重量比的物料骨料30-80％，復(fù)合基質(zhì)料20-70％，以骨料和復(fù)合基質(zhì)料的總組份100重量份計，外加添加劑0.5-3.5％，輔助劑0.4-2.1％，粘結(jié)劑0.5-5.0％，分散劑0.1-1.5％，水10-20％，其中骨料選自氧化物結(jié)合碳化硅、氮化硅結(jié)合碳化硅、粘土結(jié)合碳化硅窯具廢料熟料，復(fù)合基質(zhì)料選用高嶺土、Al2O3粉、氧化硅細(xì)粉、藍(lán)晶石族礦物和莫來石質(zhì)廢耐火窯具細(xì)粉，添加劑選用鉀長石或碳酸鉀，輔助劑由MgCO3和AlF3構(gòu)成。由于以窯具廢料為骨料和復(fù)合基質(zhì)料的主要成分，對廢資源綜合利用、改善生態(tài)環(huán)境有重要意義。
文檔編號C04B35/622GK101792321SQ20101010958
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月6日
發(fā)明者陳皇忠 申請人:陳皇忠