專(zhuān)利名稱(chēng)：一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火材料領(lǐng)域中使用的輕質(zhì)微孔耐火骨料，具體的說(shuō)是一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料及其制備方法。
背景技術(shù)：
耐火材料由于對(duì)高溫介質(zhì)良好的抗侵蝕性，以及具有保溫隔熱的性能，在冶金、石化、玻璃等高溫行業(yè)被廣泛使用。隨著我國(guó)對(duì)節(jié)能降耗的重視程度不斷提高，具有良好保溫隔熱效果的輕質(zhì)耐火材料得到了更多的研究與發(fā)展。不定形耐火材料由于具有施工便利、 生產(chǎn)成本低，以及襯體的整體結(jié)構(gòu)性好等優(yōu)勢(shì)，而受到了特別的關(guān)注，其中尤以耐火澆注料應(yīng)用得最為廣泛。通常使用的耐火澆注料主要為Al2O3-SW2質(zhì)材料，但這類(lèi)耐火材料在石化等行業(yè)使用時(shí)，由于所處還原氣氛環(huán)境的影響，會(huì)導(dǎo)致耐火材料的損毀加劇，從而使得材料的使用壽命降低。另外，由于傳統(tǒng)的耐火骨料中氣孔尺寸較大，孔徑多處于毫米級(jí)，這樣當(dāng)該材料在高溫環(huán)境中使用時(shí)，由于通過(guò)氣孔內(nèi)氣體輻射傳熱與對(duì)流傳熱的加劇，會(huì)使耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)升高，進(jìn)而降低了耐火材料的隔熱保溫效果，增大了熱能的流失，導(dǎo)致能源成本的上升。

發(fā)明內(nèi)容
為了開(kāi)發(fā)新型的適用于耐火澆注料的高性能耐火骨料，使其能夠在高溫還原氣氛中穩(wěn)定使用，且材料內(nèi)部的氣孔孔徑要盡可能小，以利于提高材料使用壽命并降低能源的消耗，本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料及其制備方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料， 由起始物料和占起始物料總重量3飛％的結(jié)合劑組成；
所述的起始物料的組成為高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣，各組分占起始物料總重的百分比為高嶺土 20% 40%、鋁礬土 15 30%、硅石粉15% 25%、石灰石0% 30%、氫氧化鈣0°/Γ25% ；
所述的結(jié)合劑為糊精。其制備方法具體為
一)取高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣，并將其分別粉碎至粒度小于 0. 074mm，得到高嶺土細(xì)粉、鋁礬土細(xì)粉、硅石粉細(xì)粉、石灰石細(xì)粉和氫氧化鈣細(xì)粉，備用；
二)分別稱(chēng)取步驟一中得到的高嶺土細(xì)粉、鋁礬土細(xì)粉、硅石粉細(xì)粉、石灰石細(xì)粉和氫氧化鈣細(xì)粉，混合均勻后放入帶有剛玉球的球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，最終得到物料粒度小于 20 μ m的混合料，備用；
所稱(chēng)取的各物質(zhì)細(xì)粉占混合料的重量百分比為高嶺土細(xì)粉209Γ40%、鋁礬土細(xì)粉 15 30%、硅石粉細(xì)粉15% 25%、石灰石細(xì)粉0% 30%、氫氧化鈣細(xì)粉0% 25% ；
三)向步驟二中球磨好的混合料中加入占混合料總重量3%飛％的糊精，在壓力機(jī)上以50 60MPa的壓力壓制成尺寸為230mmX 114mmX 65mm的坯體，備用；
四)將步驟三中的坯體自然干燥M小時(shí)，然后置于干燥窯內(nèi)，在100°C 200°C的溫度條件下干燥對(duì) 48小時(shí)，備用；
五)將步驟四中干燥后的坯體于高溫窯內(nèi)在1100 1300°C下煅燒M 36小時(shí)后得到塊狀材料，再將煅燒后的塊狀材料破碎并分級(jí)即制得輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料。本發(fā)明中所述的高嶺土中Al2O3與SW2合量大于95%，鋁礬土中Al2O3與SW2合量大于85%，石灰石中CaCO3含量大于95%，氫氧化鈣中Ca(OH)2的含量大于97%。本發(fā)明的原理在于利用高嶺土與鋁礬土在一定的溫度下發(fā)生分解反應(yīng)，得到所需的Al2O3及SiA等組分；石灰石與氫氧化鈣在800°c左右的溫度下也會(huì)發(fā)生分解而得到CaO 組分，這些組分在較高的溫度下煅燒，就會(huì)形成一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、性能優(yōu)異的鈣長(zhǎng)石。此外，在所采用的起始物料中，經(jīng)高嶺土分解而得到的Al2O3及S^2具有較高的反應(yīng)活性，利于鈣長(zhǎng)石相的生成；所加入的石灰石和氫氧化鈣分解而放出氣體可在材料內(nèi)部形成氣孔， 提高了材料的氣孔率，且形成的氣孔孔徑微小，絕大部分處于微米尺度，從而降低了鈣長(zhǎng)石耐火骨料的導(dǎo)熱系數(shù)，不但有利于抵抗氣氛介質(zhì)對(duì)材料的侵蝕，更能提升這種材料的保溫隔熱性能，有利于熱能損耗的降低。雖然鈣長(zhǎng)石分解溫度較低，但具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性， 在還原氣氛中可穩(wěn)定使用，尤其是用在石化行業(yè)等對(duì)溫度要求不太高的領(lǐng)域。用這種微孔鈣長(zhǎng)石制做的耐火澆注料若用于工作襯背襯或氣氛介質(zhì)環(huán)境中更能凸顯其性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明最終制得的輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料的體積密度介于1.25 1. 35g/cm3之間，氣孔率為45 60%，骨料中鈣長(zhǎng)石相的含量高于90%，骨料內(nèi)部的氣孔孔徑主要集中于5 20 μ m之間，集中分布在15 μ m左右，通過(guò)SEM分析也表明，所制得的骨料內(nèi)部顆粒與氣孔的分布非常均勻。有益效果本發(fā)明制得的輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料的主要物相為鈣長(zhǎng)石，鈣長(zhǎng)石相的存在使得骨料具有在還原氣氛環(huán)境中使用時(shí)高度穩(wěn)定的特性；起始物料純度高，帶入的雜質(zhì)成分少，從而使最終得到的產(chǎn)物中鈣長(zhǎng)石相的含量高，在高溫下使用時(shí)收縮變形小， 高溫體積穩(wěn)定性好，有利于保持工業(yè)窯爐墻襯的整體結(jié)構(gòu)；利用共磨配制物料，使物料間相互分散均勻，且粒度更??；骨料內(nèi)部氣孔孔徑小，處于微米尺度，且氣孔多呈封閉的球形結(jié)構(gòu)，使微孔骨料的導(dǎo)熱系數(shù)低，并有較高的強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例1
一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料，其制備步驟如下
一)分別取高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣，并將其粉碎至粒度小于 0. 074mm，分別制得高嶺土細(xì)粉、鋁礬土細(xì)粉、硅石粉細(xì)粉、石灰石細(xì)粉和氫氧化鈣細(xì)粉，備用；
二)分別稱(chēng)取步驟一制得的高嶺土細(xì)粉20kg、鋁礬土細(xì)粉30kg、硅石粉細(xì)粉20kg和石灰石細(xì)粉30kg，混合后放入帶有剛玉球的球磨機(jī)中，進(jìn)行研磨，最終得到物料粒度小于 20 μ m的混合料，備用；三)將步驟二中共磨好的混合料中加入3kg的糊精，在壓力機(jī)上以5(T60MPa的壓力壓制成尺寸為230mmX114mmX65mm的坯體，備用；
四)將步驟三中的坯體自然干燥M小時(shí)，然后在干燥窯內(nèi)在100°C 200°C的溫度條件下干燥M 48小時(shí)，備用；
五)將步驟四中干燥后的坯體于高溫窯內(nèi)在1100 1300°C下煅燒，升溫速率為 5^10°C /min,煅燒M 36小時(shí)后得到塊狀材料，再將煅燒后的塊狀材料破碎并分級(jí)即制得輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料。實(shí)施例2
一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料，其制備步驟如下
一)分別取高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣，并將其粉碎至粒度小于 0. 074mm，分別制得高嶺土細(xì)粉、鋁礬土細(xì)粉、硅石粉細(xì)粉、石灰石細(xì)粉和氫氧化鈣細(xì)粉，備用；
二)分別稱(chēng)取步驟一制得的高嶺土細(xì)粉30kg、鋁礬土細(xì)粉22kg、硅石粉細(xì)粉21kg和石灰石細(xì)粉27kg，混合后放入帶有剛玉球的球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，最終得到物料粒度小于 20 μ m的混合料，備用；
三)將步驟二中共磨好的混合料中加入6kg的糊精，在壓力機(jī)上以5(T60MPa的壓力壓制成尺寸為230mmX114mmX65mm的坯體，備用；
四)將步驟三中的坯體自然干燥M小時(shí)，然后在干燥窯內(nèi)在100°C 200°C的溫度條件下干燥M 48小時(shí)，備用；
五)將步驟四中干燥后的坯體于高溫窯內(nèi)在1100 1300°C下煅燒，升溫速率為 5^10°C /min,煅燒M 36小時(shí)后得到塊狀材料，再將煅燒后的塊狀材料破碎并分級(jí)即制得輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料。實(shí)施例3
一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料，其制備步驟如下
一)分別取高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣，并將其粉碎至粒度小于 0. 074mm，分別制得高嶺土細(xì)粉、鋁礬土細(xì)粉、硅石粉細(xì)粉、石灰石細(xì)粉和氫氧化鈣細(xì)粉，備用；
二)分別稱(chēng)取步驟一制得的高嶺土細(xì)粉38kg、鋁礬土細(xì)粉22kg、硅石粉細(xì)粉15kg氫氧化鈣細(xì)粉25kg，混合后放入帶有剛玉球的球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，最終得到物料粒度小于 20 μ m的混合料，備用；
三)將步驟二中共磨好的混合料中加入4kg的糊精，在壓力機(jī)上以5(T60MPa的壓力壓制成尺寸為230mmX114mmX65mm的坯體，備用；
四)將步驟三中的坯體自然干燥M小時(shí)，然后在干燥窯內(nèi)在100°C 200°C的溫度條件下干燥M 48小時(shí)，備用；
五)將步驟四中干燥后的坯體于高溫窯內(nèi)在1100 1300°C下煅燒，升溫速率為 5^10°C /min,煅燒M 36小時(shí)后得到塊狀材料，再將煅燒后的塊狀材料破碎并分級(jí)即制得輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料。實(shí)施例4
一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料，其制備步驟如下一)分別取高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣，并將其粉碎至粒度小于 0. 074mm，分別制得高嶺土細(xì)粉、鋁礬土細(xì)粉、硅石粉細(xì)粉、石灰石細(xì)粉和氫氧化鈣細(xì)粉，備用；
二)分別稱(chēng)取步驟一制得的高嶺土細(xì)粉40kg、鋁礬土細(xì)粉Mkg、硅石粉細(xì)粉25kg、石灰石細(xì)粉IOkg和氫氧化鈣細(xì)粉10kg，混合后放入帶有剛玉球的球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，最終得到物料粒度小于20 μ m的混合料，備用；
三)將步驟二中共磨好的混合料中加入5kg的糊精，在壓力機(jī)上以5(T60MPa的壓力壓制成尺寸為230mmX114mmX65mm的坯體，備用；
四)將步驟三中的坯體自然干燥M小時(shí)，然后在干燥窯內(nèi)在100°C 200°C的溫度條件下干燥M 48小時(shí)，備用；
五)將步驟四中干燥后的坯體于高溫窯內(nèi)在1100 1300°C下煅燒，升溫速率為 5^10°C /min,煅燒M 36小時(shí)后得到塊狀材料，再將煅燒后的塊狀材料破碎并分級(jí)即制得輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料。
權(quán)利要求
1.一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料，其特征是由起始物料和占起始物料總重量;Γ6%的結(jié)合劑組成；所述的起始物料的組成為高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣，各組分占起始物料總重的百分比為高嶺土 20% 40%、鋁礬土 15 30%、硅石粉15% 25%、石灰石0% 30%、氫氧化鈣0°/Γ25% ；所述的結(jié)合劑為糊精。
2.一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟一)取高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣，并將其分別粉碎至粒度小于 0. 074mm，得到高嶺土細(xì)粉、鋁礬土細(xì)粉、硅石粉細(xì)粉、石灰石細(xì)粉和氫氧化鈣細(xì)粉，備用；二)分別稱(chēng)取步驟一中得到的高嶺土細(xì)粉、鋁礬土細(xì)粉、硅石粉細(xì)粉、石灰石細(xì)粉和氫氧化鈣細(xì)粉，混合均勻后放入帶有剛玉球的球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，最終得到物料粒度小于 20 μ m的混合料，備用；所稱(chēng)取的各物質(zhì)細(xì)粉占混合料的重量百分比為高嶺土細(xì)粉209Γ40%、鋁礬土細(xì)粉 15 30%、硅石粉細(xì)粉15% 25%、石灰石細(xì)粉0% 30%、氫氧化鈣細(xì)粉0% 25% ；三)向步驟二中球磨好的混合料中加入占混合料總重量3%飛％的糊精，在壓力機(jī)上以 50 60MPa的壓力壓制成尺寸為230mmX 114mmX 65mm的坯體，備用；四)將步驟三中的坯體自然干燥M小時(shí)，然后置于干燥窯內(nèi)，在100°C 200°C的溫度條件下干燥對(duì) 48小時(shí)，備用；五)將步驟四中干燥后的坯體于高溫窯內(nèi)在1100 1300°C下煅燒M 36小時(shí)后得到塊狀材料，再將煅燒后的塊狀材料破碎并分級(jí)即制得輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料。
全文摘要
一種輕質(zhì)鈣長(zhǎng)石微孔耐火骨料，由高嶺土、鋁礬土、硅石粉、石灰石和氫氧化鈣混合球磨后加入糊精，經(jīng)燒結(jié)、破碎后制得。本發(fā)明制得的耐火骨料中主要物相為鈣長(zhǎng)石，鈣長(zhǎng)石相的存在使得骨料具有在還原氣氛環(huán)境中使用時(shí)高度穩(wěn)定的特性；起始物料純度高，帶入的雜質(zhì)成分少，從而使最終得到的產(chǎn)物中鈣長(zhǎng)石相的含量高，在高溫下使用時(shí)收縮變形小，高溫體積穩(wěn)定性好，有利于保持工業(yè)窯爐墻襯的整體結(jié)構(gòu)；利用共磨配制物料，使物料間相互分散均勻，且粒度更小；骨料內(nèi)部氣孔孔徑小，處于微米尺度，且氣孔多呈封閉的球形結(jié)構(gòu)，使微孔骨料的導(dǎo)熱系數(shù)低，并有較高的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102557689SQ20121000310
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者于仁紅, 周寧生, 張希君, 李純明, 畢玉保, 王慧芳 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)