專利名稱：一種礬土基低蠕變莫來石制品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種優(yōu)質礬土基低蠕變莫來石制品，屬于耐火材料領域。
背景技術：
在硅酸鋁系耐火材料中，莫來石因其特殊的晶體結構，具有特殊的高溫性質。此 外，它還具有熱膨脹系數(shù)低、抗熱震性好、高溫體積穩(wěn)定、耐玻璃侵蝕、污染玻璃傾向小等優(yōu) 異性能。所以，莫來石作為一種重要的高檔高效耐火材料引起人們的高度重視，國內外以高 純電熔或燒結莫來石原料生產莫來石質耐火材料得到迅速發(fā)展。但是，在合成莫來石方面 大都走的是采用高純原料的路子，成本高，價格昂貴，從而為莫來石制品廣泛應用設置了障 礙，限制了其在高溫領域中的推廣應用。山西是我國的資源大省，高鋁礬土儲量最多，而且多為耐火級鋁礬土，尤其是陽 泉、孝義兩地的高鋁礬土，質優(yōu)且耐火品級齊全。但長期以來，大量優(yōu)質礬土都是以低品位 原料銷往國外，價格低廉。以高鋁礬土資源為基礎，開發(fā)研制高檔高效的莫來石制品，無疑 是提高高鋁礬土附加值的有效手段。但是，根據已知技術文獻查詢結果，目前莫來石制品 的生產多采用合成莫來石材料作原料，僅有一項中國專利(99123977. 6，一種剛玉莫來石制 品)報道，以人工合成鋁硅系原料作骨料，以高嶺土、氧化鋁粉(也可以加入部分合成料) 作基質料，加入適當?shù)慕Y合劑制備剛玉莫來石制品。這些方法多依賴人工合成料，生產成本 高，價格昂貴，其應用受到限制而難以推廣和大范圍應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于結合我國現(xiàn)有資源的充分利用，以高鋁礬土為基礎，采用復合 技術路線，有效提高和控制制品的礦物組成、顯微結構和性能指標，合理控制生產工藝中的 莫來石化進程，制成優(yōu)質高檔、成本低廉的礬土基低蠕變莫來石制品，使其廣泛應用于玻璃 熔窯及其它高溫工業(yè)窯爐的蓄熱室、小爐、加料口、料道系統(tǒng)等部位。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種礬土基低蠕變莫來石制品，制備莫來石制品的 主料重量百分比為1_5%的石英砂，10-20%硅線石族礦物粉體，5-10%的工業(yè)氧化鋁、優(yōu) 質高嶺石微粉，5-40%的剛玉，25-60%的煅燒高鋁礬土。主料外另加占主料重量2-5%的結 合劑。所述主料中，各組成物中基本上沒有尺寸大于4mm的顆粒，最好其組成包括 60-70%尺寸為0. 088-3mm的顆粒作為骨料和30-40%尺寸小于0. 088mm的粉體作為基質 料。所述高鋁礬土熟料分為兩種，一種為用作制備骨料的精選特級或一級煅燒礬土， 其體積密度不低于3. 20g/cm3, Al2O3含量不低于85% ；—種為用作制備基質料的二級煅燒 礬土，其體積密度不低于2. 70g/cm3, Al2O3含量為65% 78%。因為二級煅燒礬土不僅價 格便宜，而且含有很高的發(fā)育良好的莫來石相(65-85% )，而玻璃相含量最少，莫來石晶體 間可形成交叉網絡結構，又可使晶體間結合程度增加，最適于作基質料，因此，上述25-60%的煅燒高鋁礬土中最好包含6-12%的二級煅燒礬土粉料。所述剛玉包括電熔白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉，板狀剛玉，致密剛玉等，大部分都可 以用高鋁礬土加工制得。Al2O3含量不低于98%，體積密度大低于3. 8g/cm3。所述石英砂要求SiO2含量不低于98. 5%，粒度0. 1-0. 5_。所述硅線石族礦物包括硅線石、蘭晶石等礦物，其理論化學成分為=Al2O3， 62. 93%, SiO2, 37.0%。在制品燒結過程中，由于高溫加熱，硅線石族礦物分解生成莫來石 及Si02。在燒成溫度下，剩余未反應的硅線石可在使用條件下進行莫來石化反應，產生的體 積效應可提高制品的抗蠕變性。所述工業(yè)氧化鋁(Y-Al2O3)及優(yōu)質高嶺石平均顆粒尺寸低于4 μ m，以微粉形式引 入，純度高，分散度大，化學活性高，可在較低溫度下發(fā)生固相反應形成莫來石。工業(yè)氧化鋁 結構與尖晶石結構相近，在煅燒過程中轉變?yōu)榉€(wěn)定的α-Al2O3，伴隨13%的體積收縮，可抑 制二次莫來石化產生的體積膨脹，利于燒結。所述結合劑可以是木質素磺酸鹽、紙漿廢液等。使用的木質素磺酸鹽如果是粉體， 應先將其溶解制成溶液。將選定的上述原料制備、稱量，將配好的基質料置于球磨機中共磨20分鐘，以達 到均化的目的，然后將骨料、基質料、結合劑倒入濕碾機中充分混合后，按設計的規(guī)格尺寸 在壓磚機上成型，干燥后放入倒焰窯或隧道窯內進行1650°C常壓燒結，即可制成礬土基低 蠕變莫來石制品。本發(fā)明的特點在于，采用復合技術路線，在高鋁礬土中加入硅線石族礦物，生成莫 來石以及交錯網絡結構，同時降低玻璃相的含量，有效提高和改善制品的抗蠕變性能。硅線 石游離出的SiO2與物料中的Al2O3進一步反應生成二次莫來石，產生體積膨脹彌補了制品 在高溫下產生的收縮。除硅線石族礦物外，還加入工業(yè)氧化鋁、剛玉、優(yōu)質高嶺石等組分，可 達到優(yōu)選化學礦物組成，又可控制顯微結構和莫來石化行為，從而達到優(yōu)質高效的目的。使用本發(fā)明制備的礬土基低蠕變莫來石制品可達到如下指標 由上表可以看出，本發(fā)明產品不僅具有優(yōu)良的的耐高溫性能及高溫體積穩(wěn)定性，
而且高溫高溫蠕變持續(xù)微膨脹，避免了一般制品在長時間使用過程中的收縮問題，在實際
使用方面具有特殊意義。因此，以煅燒高鋁礬土資源為基礎，制備礬土基莫來石制品，不僅
可以制成優(yōu)質高檔的耐火材料制品，提高耐火材料的使用效果和檔次，推動耐火材料的技
術進步，而且可以充分利用我國現(xiàn)有礬土資源，提高資源綜合利用價值，優(yōu)化產品結構。
下列實施例用來說明本發(fā)明，同時指出本發(fā)明并不限于其中所說的特定的成分、 比例、參數(shù)和工藝。實施例1 制備礬土基低蠕變莫來石制品先按表一準備物料 將原料揀選、破碎加工至合格粒度后，按上表所列比例配料。將基質料置于球磨機 中共磨20分鐘，以達到均化的目的，然后將骨料、基質料、結合劑倒入濕碾機中充分混合后 (結合劑最后加入)，按設計的規(guī)格尺寸在壓磚機上成型，干燥后放入倒焰窯內進行1650°C 常壓燒結，即可制成礬土基低蠕變莫來石制品。實施例2 制備礬土基低蠕變莫來石制品先按表一準備物料 將原料揀選、破碎加工至合格粒度后，按上表所列比例配料。將基質料置于球磨機 中共磨20分鐘，以達到均化的目的，然后將骨料、基質料、結合劑倒入濕碾機中充分混合后 (結合劑最后加入)，按設計的規(guī)格尺寸在壓磚機上成型，干燥后放入隧道窯內進行1650°C 常壓燒結，冷卻后即可制成礬土基低蠕變莫來石制品。實施例3 制備礬土基低蠕變莫來石制品先按表一準備物料 將原料揀選、破碎加工至合格粒度后，按上表所列比例配料。將基質料置于球磨機 中共磨20分鐘，以達到均化的目的，然后將骨料、基質料、結合劑倒入濕碾機中充分混合后 (結合劑最后加入)，按設計的規(guī)格尺寸在壓磚機上成型，干燥后放入倒焰窯內進行1650°C 常壓燒結，即可制成礬土基低蠕變莫來石制品。
權利要求
一種礬土基低蠕變莫來石制品，其特征在于制備莫來石制品的主料重量百分比為1 5％的石英砂，10 20％硅線石族礦物粉體，5 10％的工業(yè)氧化鋁、優(yōu)質高嶺石微粉，5 40％的剛玉，25 60％的煅燒高鋁礬土；主料外另加占主料重量2 5％的結合劑。
2.根據權利要求1所述的礬土基低蠕變莫來石制品，其特征在于，主料各組成物中 基本上沒有尺寸大于4mm的顆粒，組成包括60-70%尺寸為0. 088_3mm的顆粒作為骨料和 30-40%尺寸小于0. 088mm的粉體作為基質料。
3.根據權利要求1所述的礬土基低蠕變莫來石制品，其特征在于，高鋁礬土熟料分為 兩種，一種為用作制備顆粒料的精選特級或一級煅燒礬土，其體積密度不低于3. 20g/cm3, Al2O3含量不低于85% ；—種為用作制備基質料的二級煅燒礬土，其體積密度不低于2. 70g/ cm3, Al2O3 含量為 65 % 78 %。
4.根據權利要求1所述的礬土基低蠕變莫來石制品，其特征在于，剛玉包括電熔白剛 玉、亞白剛玉、棕剛玉，板狀剛玉，致密剛玉等，大部分都可以用高鋁礬土加工制得；Al2O3含 量不低于98%，體積密度大低于3. 8g/cm3。
5.根據權利要求1所述的礬土基低蠕變莫來石制品，其特征在于，石英砂要求SiO2含 量不低于98. 5%，粒度0. 1-0. 5mm。
6.根據權利要求1所述的礬土基低蠕變莫來石制品，其特征在于，硅線石族礦物包括 硅線石、蘭晶石等礦物，其理論化學成分為=Al2O3，62. 93%, SiO2, 37.0%。
7.根據權利要求1所述的礬土基低蠕變莫來石制品，其特征在于，工業(yè)氧化鋁 (Y -Al2O3)及優(yōu)質高嶺石平均顆粒尺寸低于4 μ m,以微粉形式引入。
8.根據權利要求1所述的礬土基低蠕變莫來石制品，其特征在于，結合劑包括木質素 磺酸鹽、紙漿廢液等。
9.如權利要求1所述制備低蠕變莫來石制品的方法，其特征在于，將原料揀選、破碎加 工至合格粒度，按比例稱量配料后，將基質料置于球磨機中共磨20分鐘，以達到均化的目 的，然后將骨料、基質料、結合劑倒入濕碾機中充分混合后(結合劑最后加入)，按設計的規(guī) 格尺寸在壓磚機上成型，干燥后放入窯內進行1650°C常壓燒結即可。
全文摘要
本發(fā)明提供一種礬土基低蠕變制品，屬于耐火材料領域。其制備以高鋁礬土為基礎，加入石英砂、硅線石族礦物、剛玉、工業(yè)氧化鋁、高嶺土等，經配料、均化、混和、成型、干燥后，在1650℃下進行常壓燒結即可制得成本低廉、優(yōu)質高檔的礬土基低蠕變莫來石耐火制品。本發(fā)明采用復合技術路線，優(yōu)化礦物組成，有效控制生產和使用過程中的莫來石化行為，不僅能獲得優(yōu)質高檔的耐火材料制品，使其充分發(fā)揮莫來石的高溫優(yōu)異性能且產品使用過程中蠕變小，微膨脹；而且本發(fā)明的制備可以有效利用我國現(xiàn)有資源，提高資源綜合利用價值，優(yōu)化產品結構。本發(fā)明產品可廣泛應用于玻璃熔窯及其它高溫工業(yè)窯爐的蓄熱室、小爐、加料口、料道系統(tǒng)等部位。
文檔編號C04B35/185GK101905969SQ201010272789
公開日2010年12月8日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權日2010年9月6日
發(fā)明者劉峰, 李祥儉, 王虹, 韓梅, 高峰 申請人:山西高科耐火材料股份有限公司