本發(fā)明涉及輕質(zhì)保溫耐火材料，具體涉及一種300kg級(jí)輕質(zhì)莫來(lái)石磚及其制備工藝。
背景技術(shù)：
輕質(zhì)莫來(lái)石磚以其純度高、耐高溫、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)越性能，廣泛應(yīng)用于石化、電力等行業(yè)高溫?zé)峁ぴO(shè)備的保溫層襯里，甚至工作襯里。根據(jù)體積密度不同，通?？蓪⑤p質(zhì)莫來(lái)石磚分為23級(jí)(500kg/m3)、26級(jí)、28級(jí)、30級(jí)等等，體積密度最小的輕質(zhì)莫來(lái)石磚為23級(jí)輕質(zhì)莫來(lái)石磚。目前輕質(zhì)莫來(lái)石磚的成型方法采用擠壓成型方式。
隨著熱工設(shè)備對(duì)耐火材料越來(lái)越嚴(yán)苛的要求，以及節(jié)能減排的需求，保溫材料向體積密度更輕、導(dǎo)熱系數(shù)更小、能耐高溫、具有足夠強(qiáng)度的方向發(fā)展成為必然。根據(jù)對(duì)國(guó)外市場(chǎng)的了解，他們對(duì)超輕保溫材料的需求欲望遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)內(nèi)，而且國(guó)內(nèi)尚無(wú)體積密度小于500kg/m3的輕質(zhì)莫來(lái)石磚，因此，研究開(kāi)發(fā)超輕莫來(lái)石保溫磚有利于搶先占領(lǐng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
傳統(tǒng)的擠壓成型不能滿足超輕莫來(lái)石磚成型工藝要求，體積密度500kg/m3已經(jīng)達(dá)到極限值，不可能再降低。而且擠壓成型對(duì)超輕磚成型有致命缺陷：由于配方中加入了鋸末、聚丙乙烯球等燒失劑，擠壓成型后磚坯有較大體積反彈過(guò)程，這個(gè)過(guò)程會(huì)在磚體內(nèi)部形成大量宏觀物理缺陷，即使高溫?zé)珊筮@些缺陷也不會(huì)消失，從而導(dǎo)致超輕磚強(qiáng)度降低，大量貫穿的裂紋也會(huì)使導(dǎo)熱系數(shù)增大，從而降低保溫節(jié)能的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積密度小、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小的輕質(zhì)莫來(lái)石磚的制備工藝。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種300kg級(jí)輕質(zhì)莫來(lái)石磚配方，具體制備工藝為：
以上組分重量百分比之和為100％；
此外，額外添加以下組份，計(jì)算基準(zhǔn)為上述組分總重量：
發(fā)泡劑 2-5％；
潔凈水 75-100％；
陶瓷分散劑 0.6-1.4％。
本發(fā)明中，蘇州泥為200-500目，優(yōu)選200目；α-氧化鋁微粉為1000-1500目，優(yōu)選1000目；硅灰為96硅灰；紫木節(jié)為500-700目，優(yōu)選500目；膨潤(rùn)土為200-500目，優(yōu)選200目；焦寶石為特級(jí)焦寶石，200-500目，優(yōu)選200目；沸石粉為斜發(fā)沸石粉，500-700目，優(yōu)選500目；碳酸鈣粉為輕質(zhì)碳酸鈣粉，200-500目，優(yōu)選200目；水泥為白水泥；外加組份發(fā)泡劑為鋁粉發(fā)泡劑，1500-2000目，優(yōu)選1500目；外加組份分散劑為陶瓷分散劑。
本發(fā)明中，陶瓷分散劑為淡黃色至黃色液體，pH值在6.0-8.5％，密度≥1.10g/cm3，能夠吸附在各種微小顆粒表面并產(chǎn)生靜電斥力使?jié){體分散，避免沉降、返粗，具有良好的懸浮穩(wěn)定作用。
一種300kg級(jí)輕質(zhì)莫來(lái)石磚的制備工藝，包括如下步驟：
(1)濕態(tài)球磨均化混合制漿：將除水泥、發(fā)泡劑以外的所有原材料加入到濕態(tài)球磨機(jī)中，球磨均化30-60分鐘，優(yōu)選30分鐘，出漿備用，0.5-1小時(shí)內(nèi)用完；
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機(jī)中，加入水泥攪拌3-5分鐘，然后再加入發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌3-5分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化36-48小時(shí)，優(yōu)選36小時(shí)后拆模；
(5)養(yǎng)護(hù)：恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)2-3天，優(yōu)選3天；
(6)烘干：40-60℃，優(yōu)選60℃烘烤24-48小時(shí)，優(yōu)選24小時(shí)；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫?zé)?，保?6-48小時(shí)，優(yōu)選36小時(shí)；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來(lái)石磚加工成所需形狀。
本發(fā)明中，濕態(tài)球磨均化混合制漿過(guò)程濕磨球采用氧化鋁材質(zhì)球，大球規(guī)格為中球規(guī)格為小球規(guī)格為大球、中球、小球按重量比(0.5-1.5):(1.8-2.3):(3.0-4.0)組合，優(yōu)選重量比1:2:3.5。
有益效果：
采用本發(fā)明制備的輕質(zhì)莫來(lái)石磚單位重量輕，體積密度小，達(dá)到300±20kg/m3左右，有利于減少窯體自重，降低耐火材料負(fù)荷過(guò)重對(duì)窯體造成損壞的可能性，延長(zhǎng)使用壽命；導(dǎo)熱系數(shù)低，540℃下導(dǎo)熱系數(shù)≤0.120w/m·k，有效減少窯體熱量損失，可提高能源利用率20％以上，節(jié)能環(huán)保；最高使用溫度可達(dá)1200℃，可用于環(huán)境溫度要求較高的熱工設(shè)備保溫層；常溫耐壓強(qiáng)度可達(dá)1.1MPa，解決了保溫材料強(qiáng)度低的問(wèn)題，有利于提高磚體稱重和剪切能力，減少窯體損壞的可能性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
工藝配方為：
具體步驟如下：
(1)濕態(tài)球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態(tài)球磨機(jī)中，球磨均化40分鐘，出漿備用，1小時(shí)內(nèi)用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質(zhì)球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機(jī)中，加入白水泥攪拌3分鐘，然后再加入鋁粉發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌3分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化40小時(shí)后拆模；
(5)養(yǎng)護(hù)：恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)2天；
(6)烘干：50℃烘烤36小時(shí)；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫?zé)桑?0小時(shí)；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來(lái)石磚加工成所需形狀。
實(shí)施例2
工藝配方為：
具體步驟如下：
(1)濕態(tài)球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態(tài)球磨機(jī)中，球磨均化30分鐘，出漿備用，1小時(shí)內(nèi)用完。其中濕磨球采用氧化鋁材質(zhì)球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積的(1)中漿體，置于葉片攪拌機(jī)中，加入白水泥攪拌3分鐘，然后再加入鋁粉發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌3分鐘；
(3)澆注成型：將(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化36小時(shí)后拆模；
(5)養(yǎng)護(hù)：恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)3天；
(6)烘干：60℃烘烤24小時(shí)；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫?zé)桑?6小時(shí)；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來(lái)石磚加工成所需形狀。
實(shí)施例3
工藝配方為：
具體步驟如下：
(1)濕態(tài)球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態(tài)球磨機(jī)中，球磨均化50分鐘，出漿備用，1小時(shí)內(nèi)用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質(zhì)球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機(jī)中，加入白水泥攪拌3分鐘，然后再加入鋁粉發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌3分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化48小時(shí)后拆模；
(5)養(yǎng)護(hù)：恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)3天；
(6)烘干：60℃烘烤48小時(shí)；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫?zé)?，保?8小時(shí)；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來(lái)石磚加工成所需形狀。
實(shí)施例4
具體步驟如下：
(1)濕態(tài)球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態(tài)球磨機(jī)中，球磨均化30分鐘，出漿備用，0.5小時(shí)內(nèi)用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質(zhì)球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機(jī)中，加入白水泥攪拌3分鐘，然后再加入鋁粉發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌3分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化36小時(shí)后拆模；
(5)養(yǎng)護(hù)：恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)2天；
(6)烘干：40℃烘烤24小時(shí)；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫?zé)?，保?6小時(shí)；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來(lái)石磚加工成所需形狀。
實(shí)施例5
具體步驟如下：
(1)濕態(tài)球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態(tài)球磨機(jī)中，球磨均化60分鐘，出漿備用，1小時(shí)內(nèi)用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質(zhì)球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機(jī)中，加入白水泥攪拌5分鐘，然后再加入鋁粉發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌5分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化48小時(shí)后拆模；
(5)養(yǎng)護(hù)：恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)3天；
(6)烘干：60℃烘烤48小時(shí)；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫?zé)?，保?8小時(shí)；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來(lái)石磚加工成所需形狀。
實(shí)施例6
具體步驟如下：
(1)濕態(tài)球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態(tài)球磨機(jī)中，球磨均化50分鐘，出漿備用，0.8小時(shí)內(nèi)用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質(zhì)球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機(jī)中，加入白水泥攪拌4分鐘，然后再加入鋁粉發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌4分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化42小時(shí)后拆模；
(5)養(yǎng)護(hù)：恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)2天；
(6)烘干：50℃烘烤36小時(shí)；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫?zé)?，保?2小時(shí)；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來(lái)石磚加工成所需形狀。
實(shí)施例7
具體步驟如下：
(1)濕態(tài)球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態(tài)球磨機(jī)中，球磨均化40分鐘，出漿備用，1小時(shí)內(nèi)用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質(zhì)球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機(jī)中，加入白水泥攪拌4分鐘，然后再加入鋁粉發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌4分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化45小時(shí)后拆模；
(5)養(yǎng)護(hù)：恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)2天；
(6)烘干：50℃烘烤40小時(shí)；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫?zé)桑?0小時(shí)；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來(lái)石磚加工成所需形狀。
實(shí)施例效果：
表1為實(shí)施例1-7所制備300kg級(jí)輕質(zhì)莫來(lái)石磚的體積密度、耐壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)值。
表1實(shí)施例1-7所制備的300kg級(jí)輕質(zhì)莫來(lái)石磚性能參數(shù)
本發(fā)明提供了一種300kg級(jí)輕質(zhì)莫來(lái)石磚及其制備工藝的思路及方法，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。