本發(fā)明涉及保溫材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種耐火骨料及其制備方法以及耐火保溫材料。

背景技術(shù)：

耐火骨料在耐火材料的粒度組成中起骨架作用的耐火顆粒料。它們是用各種耐火原料經(jīng)煅燒、破碎加工或人工合成而制成的，粒度大于0.088mm的粒狀材料。目前輕質(zhì)耐火骨料普遍采用輕質(zhì)耐火磚破碎篩分后得到，具有多孔、吸水率高、表面不規(guī)整、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，不適合作為輕質(zhì)耐火澆注料的原料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個目的在于提供一種耐火骨料，以使得其具有強(qiáng)度高、體密輕、流動性好的特點(diǎn)。

本發(fā)明的第二個目的在于提供上述耐火骨料的制備方法，以通過簡單的工藝制備得到耐火骨料，使其具有強(qiáng)度高、體密輕、流動性好的特點(diǎn)。

本發(fā)明的第三個目的在于提供一種耐火保溫材料，以具備很好的骨架結(jié)構(gòu)，更好地應(yīng)用于爐窯不規(guī)則部位的輕質(zhì)保溫。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

一種耐火骨料，其包括：焦粒和耐火材料層，耐火材料層附著于焦粒的表面。

本發(fā)明還涉及一種耐火骨料的制備方法，其包括：在焦粒的表面附著一層耐火材料層。

本發(fā)明還涉及一種耐火保溫材料，其包括上述耐火骨料。

通過本發(fā)明的制備方法能夠制備得到耐火材料層附著于焦粒的表面形成的耐火骨料，使得其具有強(qiáng)度高、體密輕、流動性好的特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施方式或?qū)嵤├形醋⒚骶唧w條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實(shí)施方式的耐火骨料及其制備方法以及耐火保溫材料進(jìn)行具體說明。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種耐火骨料，其包括焦粒和耐火材料層，耐火材料層附著于焦粒的表面。

本發(fā)明實(shí)施方式涉及焦粒為常見的焦粒，由于焦粒具有強(qiáng)度高、體密輕、耐高溫的特性，因此，將其作為主要原料，但是焦粒具有在高溫下易被氧化的缺點(diǎn)。通過在焦粒的表面附著一層耐火材料層，進(jìn)而相當(dāng)于為焦粒穿了一件“衣服”，進(jìn)而能夠有效地放置在焦粒在高溫下被氧化，同時也能夠發(fā)揮其強(qiáng)度高、體密輕、耐高溫的特性，因此，使得其能夠很好的發(fā)揮作為輕質(zhì)耐火骨料的作用。

根據(jù)一些實(shí)施方式，焦粒的粒徑為1～10mm，優(yōu)選1～8mm，更優(yōu)選2～5mm。上述粒徑范圍大小的焦粒附著耐火材料層后，更適合作為輕質(zhì)耐火澆注料的原料，更有利于應(yīng)用于爐窖不規(guī)則部位的輕質(zhì)保溫。

根據(jù)一些實(shí)施方式，耐火材料層的成分主要包括耐火粉末材料和粘結(jié)劑。通過粘結(jié)劑可以很好地把耐火粉末材料附著在焦粒的表面，同時在高溫的環(huán)境下，耐火粉末材料和粘結(jié)劑共同與焦粒結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)也不容易發(fā)生破壞，使得其形成的耐火骨料的性能更加穩(wěn)定。

在一些實(shí)施方式中，耐火粉末材料包括剛玉渣、鋁礬土、石英粉以及耐火黏土中的至少一種。例如，耐火粉末材料可以是剛玉渣、鋁礬土、石英粉、耐火黏土中的其中一種。耐火粉末材料也可以是上述物質(zhì)中的其中兩種的組合，例如，耐火粉末材料可以是剛玉渣和鋁釩土的混合物，其混合比例可以根據(jù)需要任意配比，也可以是剛玉渣和石英粉的混合物，或剛玉渣和耐火黏土的混合物，或鋁礬土和石英粉的混合物，或石英粉和耐火黏土的混合物。耐火粉末材料也可以是剛玉渣、鋁礬土和石英粉混合物，或剛玉渣、石英粉以及耐火黏土的混合物，或鋁礬土、石英粉以及耐火黏土的混合物。優(yōu)選地，耐火粉末材料是剛玉渣，剛玉渣具有很好的耐高溫性能，并且實(shí)現(xiàn)了剛玉渣的廢物利用，解決了其造成的環(huán)境污染和多途徑利用，降低了制備成本。

需要說明的是耐火粉末材料不限于上述的物質(zhì)，只要其能夠穩(wěn)定地附著在焦粒的表面，并且具有能夠耐高溫的特性，均可作為耐火粉末材料。

根據(jù)一些實(shí)施方式，耐火材料層是由耐火粉末材料和粘結(jié)劑粘結(jié)形成，耐火材料和粘結(jié)劑進(jìn)行接觸混合后，能夠很好地在焦粒的表面進(jìn)行附著，在一些實(shí)施方式中，耐火粉末材料的粒徑小于0.074mm，優(yōu)選地，耐火粉末材料的粒徑小于0.06mm，更優(yōu)選地，耐火粉末材料的粒徑小于0.05mm。

根據(jù)一些實(shí)施方式，粘結(jié)劑包括硅酸鈉、硅酸鉀以及磷酸鹽中的至少一種的水溶液。例如，粘結(jié)劑可以是硅酸鈉、硅酸鉀以及磷酸鹽中的一種的水溶液，也可以是粘結(jié)劑可以是硅酸鈉、硅酸鉀以及磷酸鹽中的任意兩種的混合水溶液，也可以是硅酸鈉、硅酸鉀以及磷酸鹽的混合水溶液。優(yōu)選地，粘結(jié)劑選擇硅酸鈉的水溶液。

根據(jù)一些實(shí)施方式，硅酸鈉的水溶液的濃度為4～10％，例如，硅酸鈉的水溶液的濃度為5％、6％、7％、8％或9％，以上濃度為質(zhì)量濃度。

根據(jù)一些實(shí)施方式，磷酸鹽包括磷酸氫二鈉、磷酸鋁、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉以及磷酸二氫鉀中至少一種。例如，磷酸鹽可以為磷酸氫二鈉、磷酸鋁、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉以及磷酸二氫鉀中的一種，例如磷酸鹽為磷酸氫二鈉或磷酸氫二鉀；磷酸鹽也可以為磷酸氫二鈉、磷酸鋁、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉以及磷酸二氫鉀中的兩種，例如磷酸鹽為磷酸氫二鈉、和磷酸鋁的混合物。

本發(fā)明的一些實(shí)施方式還涉及一種耐火骨料的制備方法，其包括：在焦粒的表面附著一層耐火材料層。

本發(fā)明的一些實(shí)施方式還涉及一種耐火骨料的制備方法，其包括：通過粘結(jié)劑將耐火粉末材料粘結(jié)于焦粒的表面，形成耐火材料層。

本發(fā)明的一些實(shí)施方式還涉及一種耐火骨料的制備方法，其包括將焦粒放入圓盤造球機(jī)中，并在粘結(jié)劑的存在下與耐火粉末材料進(jìn)行混合造球后，再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

圓盤造球機(jī)是球團(tuán)生產(chǎn)工藝中的制造生球的設(shè)備。其結(jié)構(gòu)組成為轉(zhuǎn)動心軸結(jié)構(gòu)，造球機(jī)圓盤支承在主軸上，主軸靠前端兩支點(diǎn)鉸接于設(shè)備底座的支承軸上，主軸箱的末端通過傾角調(diào)整器于底座相連。其工作原理是，機(jī)體上周邊圓盤與水平成30-55度的傾斜角度，可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。電機(jī)通過齒輪減速機(jī)和一對圓錐齒輪來帶動圓盤轉(zhuǎn)動。盤上裝有噴水管及刮料板等裝置。粉料加進(jìn)盤內(nèi)被水濕潤后，不斷翻滾形成料粒-小料球-大料球，當(dāng)小球偏向盤的中部繼續(xù)滾大時，則滾向盤邊排出。通過圓盤造球工藝可以很好地將耐火粉末材料通過粘結(jié)劑均勻地附著在焦粒的表面，并且形成粒徑大小相近，球形度好的球狀顆粒。

根據(jù)一些實(shí)施方式，對焦粒造球是將焦粒放入圓盤造球機(jī)中，開動圓盤造球機(jī)旋轉(zhuǎn)，再采用霧化噴水裝置將粘結(jié)劑噴射在焦粒的表面，使焦粒的表面濕潤，進(jìn)而使得其表面具有一定的粘結(jié)性；再將耐火粉末材料均勻撒在焦粒表面，耐火粉末材料能夠通過焦粒表面的濕潤的粘結(jié)劑粘連在焦粒的表面，使得焦粒滾動的過程中耐火粉末材料在焦粒的表面逐漸形成包覆層。再通過霧化噴水裝置繼續(xù)噴射粘結(jié)劑和添加耐火粉末材料，使包覆層變厚。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施方式中的制備方法中的焦粒、粘結(jié)劑以及耐火粉末材料均參考上述耐火骨料結(jié)構(gòu)中的原料以及成分的選擇。例如，上述耐火骨料的制備方法中，耐火材料包括剛玉渣、鋁礬土、石英粉以及耐火黏土中的至少一種，優(yōu)選剛玉渣。粘結(jié)劑包括硅酸鈉、硅酸鉀以及磷酸鹽中的至少一種的水溶液，優(yōu)選硅酸鈉的水溶液，更優(yōu)選濃度為5％的硅酸鈉水溶液。其中，磷酸鹽包括磷酸氫二鈉、磷酸鋁、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉以及磷酸二氫鉀中至少一種。例如，焦粒的粒徑為1～10mm，耐火材料的粒徑小于0.074mm。

根據(jù)一些實(shí)施方式，耐火骨料的制備是先將焦粒、耐火粉末材料以及粘結(jié)劑按照一定重量份比進(jìn)行配比后，通過圓盤造球機(jī)按照上述的圓盤造球工藝，進(jìn)行統(tǒng)一造球操作，最終形成粒度大小合適的多個耐火骨料。按重量份計(jì)，焦粒的份數(shù)為80～100份，或85～95份，或88～92份；耐火粉末材料的份數(shù)為10～30份，或15～25份，或18～22份；粘結(jié)劑的份數(shù)為1～10份，或2～8份，或3～6份。

根據(jù)一些實(shí)施方式，按重量份數(shù)計(jì)，焦粒的份數(shù)為80～100份，耐火粉末材料的份數(shù)為10～30份，粘結(jié)劑的份數(shù)為1～10份。

本發(fā)明的實(shí)施方式中對附著有耐火材料層的焦粒形成的顆粒結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的目的是使得其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，根據(jù)一些實(shí)施方式，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的濕度為88～92％，優(yōu)選90％，溫度為室溫，養(yǎng)護(hù)時間為1.5～3天，優(yōu)選2天。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，將養(yǎng)護(hù)后形成的耐火骨料再進(jìn)行干燥，例如，干燥的溫度選擇100～150℃，優(yōu)選地，110～140℃，更優(yōu)選地，120～130℃。

本發(fā)明還涉及一種耐火保溫材料，其包括上述耐火骨料。通過上述耐火骨料作為耐火保溫材料的基本骨架，使得最終形成的耐火保溫材料同樣具有很好強(qiáng)度以及耐高溫性能，同時其質(zhì)量也比較輕。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施方式涉及焦粒為常見的焦粒，由于焦粒具有強(qiáng)度高、體密輕、耐高溫的特性，因此，將其作為主要原料，但是焦粒具有在高溫下易被氧化的缺點(diǎn)。通過在焦粒的表面附著一層耐火材料層，進(jìn)而相當(dāng)于為焦粒穿了一件“衣服”，進(jìn)而能夠有效地放置在焦粒在高溫下被氧化，同時也能夠發(fā)揮其強(qiáng)度高、體密輕、耐高溫的特性，因此，使得其能夠很好的發(fā)揮作為輕質(zhì)耐火骨料的作用。同時，該耐火骨料可以應(yīng)用于爐窯不規(guī)則部位的輕質(zhì)保溫。特別是采用剛玉渣作為耐火粉末材料時，既能解決爐窯不規(guī)則部位(例如鐵水罐球型底部)的保溫隔熱，降低溫度損失，又能實(shí)現(xiàn)焦粒、剛玉渣資源的多途徑綜合利用，具有較好的推廣應(yīng)用前景。對鋼鐵公司產(chǎn)生的剛玉渣進(jìn)行了廢物利用，減少了剛玉渣對環(huán)境的污染，同時也降低了制作耐火骨料的成本。

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種耐火骨料，其包括焦粒和耐火材料層，耐火材料層附著于焦粒的表面。其中，焦粒的粒徑為1～10mm，平均粒徑為5mm，耐火材料層是由耐火粉末材料和粘結(jié)劑粘結(jié)形成。耐火粉末材料為剛玉渣，耐火粉末材料的粒徑小于0.06mm。粘結(jié)劑為硅酸鈉濃度為5％的水溶液。

上述耐火骨料的制備方法，其包括：按重量份數(shù)計(jì)進(jìn)行配比，焦粒的份數(shù)為80份，耐火粉末材料的份數(shù)為10份，粘結(jié)劑的份數(shù)為1份。將焦粒放入圓盤造球機(jī)中，開動圓盤造球機(jī)旋轉(zhuǎn)，再采用霧化噴水裝置將粘結(jié)劑噴射在焦粒的表面，使焦粒的表面濕潤，再將耐火粉末材料均勻撒在焦粒表面，使得焦粒滾動的過程中耐火粉末材料在焦粒的表面逐漸形成包覆層。再通過霧化噴水裝置繼續(xù)噴射粘結(jié)劑和添加耐火粉末材料，使包覆層變厚，形成復(fù)合的耐火骨料。再將耐火骨料在濕度90％、溫度室溫的養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)2天，然后在100℃條件下干燥。

實(shí)施例2

本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種耐火骨料，其包括焦粒和耐火材料層，耐火材料層附著于焦粒的表面。其中，焦粒的粒徑為1～8mm，平均粒徑為4mm，耐火材料層是由耐火粉末材料和粘結(jié)劑粘結(jié)形成。耐火粉末材料為剛玉渣，耐火粉末材料的粒徑小于0.074mm。粘結(jié)劑為硅酸鈉濃度為4％的水溶液。

上述耐火骨料的制備方法，其包括：按重量份數(shù)計(jì)進(jìn)行配比，焦粒的份數(shù)為100份，耐火粉末材料的份數(shù)為30份，粘結(jié)劑的份數(shù)為10份。將焦粒放入圓盤造球機(jī)中，開動圓盤造球機(jī)旋轉(zhuǎn)，再采用霧化噴水裝置將粘結(jié)劑噴射在焦粒的表面，使焦粒的表面濕潤，再將耐火粉末材料均勻撒在焦粒表面，使得焦粒滾動的過程中耐火粉末材料在焦粒的表面逐漸形成包覆層。再通過霧化噴水裝置繼續(xù)噴射粘結(jié)劑和添加耐火粉末材料，使包覆層變厚，形成復(fù)合的耐火骨料。再將耐火骨料在濕度88％、溫度室溫的養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)1.5天，然后在110℃條件下干燥。

實(shí)施例3

本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種耐火骨料，其包括焦粒和耐火材料層，耐火材料層附著于焦粒的表面。其中，焦粒的粒徑為2～5mm，平均粒徑為3mm，耐火材料層是由耐火粉末材料和粘結(jié)劑粘結(jié)形成。耐火粉末材料為剛玉渣，耐火粉末材料的粒徑小于0.05mm。粘結(jié)劑為硅酸鈉濃度為6％的水溶液。

上述耐火骨料的制備方法，其包括：按重量份數(shù)計(jì)進(jìn)行配比，焦粒的份數(shù)為85份，耐火粉末材料的份數(shù)為15份，粘結(jié)劑的份數(shù)為5份。將焦粒放入圓盤造球機(jī)中，開動圓盤造球機(jī)旋轉(zhuǎn)，再采用霧化噴水裝置將粘結(jié)劑噴射在焦粒的表面，使焦粒的表面濕潤，再將耐火粉末材料均勻撒在焦粒表面，使得焦粒滾動的過程中耐火粉末材料在焦粒的表面逐漸形成包覆層。再通過霧化噴水裝置繼續(xù)噴射粘結(jié)劑和添加耐火粉末材料，使包覆層變厚，形成復(fù)合的耐火骨料。再將耐火骨料在濕度92％、溫度室溫的養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)3天，然后在150℃條件下干燥。

實(shí)施例4

本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種耐火骨料，其包括焦粒和耐火材料層，耐火材料層附著于焦粒的表面。其中，焦粒的粒徑為1～8mm，平均粒徑為5mm，耐火材料層是由耐火粉末材料和粘結(jié)劑粘結(jié)形成。耐火粉末材料為剛玉渣，耐火粉末材料的粒徑小于0.074mm。粘結(jié)劑為硅酸鈉濃度為8％的水溶液。

上述耐火骨料的制備方法，其包括：按重量份數(shù)計(jì)進(jìn)行配比，焦粒的份數(shù)為95份，耐火粉末材料的份數(shù)為25份，粘結(jié)劑的份數(shù)為8份。將焦粒放入圓盤造球機(jī)中，開動圓盤造球機(jī)旋轉(zhuǎn)，再采用霧化噴水裝置將粘結(jié)劑噴射在焦粒的表面，使焦粒的表面濕潤，再將耐火粉末材料均勻撒在焦粒表面，使得焦粒滾動的過程中耐火粉末材料在焦粒的表面逐漸形成包覆層。再通過霧化噴水裝置繼續(xù)噴射粘結(jié)劑和添加耐火粉末材料，使包覆層變厚，形成復(fù)合的耐火骨料。再將耐火骨料在濕度91％、溫度室溫的養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)2天，然后在130℃條件下干燥。

實(shí)施例5-10

與實(shí)施例1相比，區(qū)別在于，耐火粉末材料依次為鋁礬土、石英粉、耐火黏土、剛玉渣和鋁礬土的混合物、剛玉渣和石英粉的混合物、剛玉渣和耐火黏土的混合物，其中，剛玉渣和鋁礬土的混合物中，剛玉渣和鋁礬土的質(zhì)量比為1：1；剛玉渣和石英粉的混合物中，剛玉渣和石英粉的質(zhì)量比為2：1；剛玉渣和耐火黏土的混合物中，剛玉渣和耐火黏土的質(zhì)量比為3：1。

實(shí)施例11-16

與實(shí)施例3相比，區(qū)別在于，耐火粉末材料依次為鋁礬土、石英粉、耐火黏土、剛玉渣和鋁礬土的混合物、剛玉渣和石英粉的混合物、剛玉渣和耐火黏土的混合物，其中，剛玉渣和鋁礬土的混合物中，剛玉渣和鋁礬土的質(zhì)量比為1：1；剛玉渣和石英粉的混合物中，剛玉渣和石英粉的質(zhì)量比為2：1；剛玉渣和耐火黏土的混合物中，剛玉渣和耐火黏土的質(zhì)量比為3：1。

實(shí)施例17-21

與實(shí)施例1相比，區(qū)別在于，粘結(jié)劑為依次為硅酸鉀、磷酸氫二鈉、磷酸鋁、硅酸鈉和硅酸鉀的混合物、硅酸鈉和磷酸氫二鈉的混合物的水溶液，水溶液的濃度均為5％。

實(shí)施例22

與實(shí)施例1相比，區(qū)別僅在于，按重量份數(shù)計(jì)，焦粒的份數(shù)為88份，耐火粉末材料的份數(shù)為18份，粘結(jié)劑的份數(shù)為3份。

實(shí)施例23

與實(shí)施例3相比，區(qū)別僅在于，按重量份數(shù)計(jì)，焦粒的份數(shù)為92份，耐火粉末材料的份數(shù)為22份，粘結(jié)劑的份數(shù)為6份。

對比例1-3

將輕質(zhì)耐火磚進(jìn)行破碎后篩選依次得到粒度為1～10mm，平均粒度5mm；粒度為1～8mm，平均粒度為4mm；粒度為2～5mm，平均粒度為3mm的耐火骨料。

性能測試

將實(shí)施例1-23以及對比例1-3的耐火骨料分別通過常規(guī)的容積升測定儀得到每種耐火骨料的體積密度，再將分別實(shí)施例1-23以及對比例1-3的耐火骨料采用jgj52-2006的檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測得到表征每種耐火骨料的骨料強(qiáng)度的壓碎值，再將分別實(shí)施例1-23以及對比例1-3的耐火骨料采用國標(biāo)gb/t2419-2005的檢測標(biāo)準(zhǔn)測定每種骨料的流動度。所得測試結(jié)果如表1所示。

表1

由表1中的數(shù)據(jù)分析，本發(fā)明的實(shí)施例中的耐火骨料與對比例中耐火骨料相比，明顯具有強(qiáng)度高、體密輕、流動性好的特點(diǎn)，可以應(yīng)用于爐窯不規(guī)則部位的輕質(zhì)保溫。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。