CN103044044A - 一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。其技术方案是：先以80~90wt%的α-Al2O3细粉和10~20wt%的ρ-Al2O3微粉为原料或以80~90wt%的工业氧化铝细粉和10~20wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加原料1~5wt%的拟薄水铝石微粉和5~10wt%的膨胀剂，混合均匀，再外加所述原料0.1~1wt%的减水剂和15~30wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.1~1wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。本发明具有生产成本低、工艺简单、节能环保和易于大规模生产的优点，所制备的产品气孔率高、平均孔径小、耐火度高、高温强度大、导热率低和抗钢渣侵蚀能力强。
Description
技术领域
本发明属于轻质浇注料技术领域，具体涉及一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。
背景技术
节能减排是经济保持可持续发展的重要措施之一，随着对节能减排的要求日益提高，轻质保温材料的研究也日益为人们所关注。高质量的轻质耐火制品要求高温性能好、常温强度大、导热系数低和隔热性能好，进而对轻质材料的制备方法提出了更高的要求。在轻质隔热浇注料方面，许多学者研制了蛭石、珍珠岩、陶粒、超轻氧化铝和玻化微珠浇注料，这些轻质浇注料导热率较低，可作为保温材料使用。然而，这类轻质浇注料都需要使用轻质骨料作为主要原料，天然轻质原料的资源有限，人工合成轻质原料成本较高，污染环境，因此，该类型轻质浇注料原料依赖性高，成本高，工艺较为复杂。
目前，在各种轻质浇注料中，氧化铝质轻质浇注料以其高耐火度、高强度和优良隔热节能效果的优点成为了当今重点发展的轻质浇注料。“一种氧化铝空心球轻质隔热耐火浇注料”（CN 101723687 A）专利技术，公开了以氧化铝空心球和合成莫来石颗粒为主要原料制备氧化铝质轻质隔热浇注料的方法，该方法所制备的浇注料虽耐火度高，但存在以下缺点：（1）原料氧化铝空心球合成工艺复杂，价格昂贵；（2）大量使用铝酸盐水泥，降低了其使用温度，增加了其制备成本。“绝热浇注料用粉末组合物和使用其的绝热浇注料”（CN 102336575 A）的专利技术，公开了一种绝热浇注料用粉末组合物和使用其的绝热浇注料的方法，该方法虽导热较低，但存在以下缺点：（1）使用原料均为空心颗粒，属二次工艺，工艺复杂，成本高；（2）需高铝水泥结合，降低了其使用温度，且增加了其制备成本。
发明内容
本发明旨在克服已有技术的缺陷，目的是提供一种生产成本低、工艺简单、节能环保和易于大规模生产的氧化铝质轻质浇注料的制备方法。用该方法所制备的氧化铝质轻质浇注料气孔率高、平均孔径小、耐火度高、高温强度大、导热率低和抗钢渣侵蚀能力强
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先以80~90wt%的α-Al2O3细粉和10~20wt%的ρ-Al2O3微粉为原料或以80~90wt%的工业氧化铝细粉和10~20wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料1~5wt%的拟薄水铝石微粉和5~10wt%的膨胀剂，混合均匀，再外加所述原料0.1~1wt%的减水剂和15~30wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.1~1wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
在上述技术方案中：α-Al2O3细粉的粒度≤0.15mm；工业氧化铝细粉的粒度≤0.15mm；ρ-Al2O3微粉的粒度≤0.088mm；拟薄水铝石微粉的粒度≤0.088mm；膨胀剂为蓝晶石、红柱石和硅线石中的一种，粒度≤0.088mm；减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和木质素磺酸钠中的一种以上。
由于采用上述技术方案，本发明采用的主要原料为普通氧化铝细粉，无需使用要耗费大量能源所生产的氧化铝空心球，工艺简单，成本较低，易于大规模生产；采用无水泥的拟薄水铝石微粉与ρ-Al2O3微粉在常温下都能与水反应形成链状或网络状结合物，使浇注料不仅具有较好的中低温性能，且高温性能也得到增强；另由于加入一定量的泡沫，能形成较多闭合气孔，优化了其多孔结构，增强了其隔热性能和力学性能。
本发明所制备的氧化铝轻质浇注料：显气孔率为25~40%，体积密度1.6~2.5g/cm3，抗折强度为1.0~5.0MPa。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为23~45%、体积密度为1.6~2.6g/cm3和抗折强度为5.0~20.0MPa的氧化铝轻质浇注料，能很好地满足目前热工工业生产要求。
因此，本发明具有无需轻质骨料、无水泥结合、生产成本低、工艺简单、节能环保和易大规模生产的优点，所制备的氧化铝轻质浇注料气孔率高、平均孔径小、耐火度高、高温强度大、导热率低和抗钢渣侵蚀能力强。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
为避免重复，先本具体实施方式将所涉及的技术参数统一描述如下，实施例中将不赘述：
α-Al2O3细粉的粒度≤0.15mm；工业氧化铝细粉的粒度≤0.15mm；ρ-Al2O3微粉的粒度≤0.088mm；拟薄水铝石微粉的粒度≤0.088mm；膨胀剂为蓝晶石、红柱石和硅线石的粒度均均分别≤0.088mm。
实施例1
一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。先以80~82wt%的α-Al2O3细粉和18~20wt%的ρ- Al2O3微粉为原料，外加所述原料1~2wt%的拟薄水铝石微粉和5~6wt%的蓝晶石，混合均匀，再外加所述原料0.30~0.40wt%的三聚磷酸钠、0.25~0.35wt%的六偏磷酸钠、0.1~0.2的木质素磺酸钠和15~19wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.1~0.3wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
采用本实施例所述技术方案，得到显气孔率为25~29%、体积密度为2.2~2.5g/cm3和抗折强度为4.2~5.0MPa的氧化铝轻质浇注料。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为23~28%、体积密度为2.3~2.6g/cm3和抗折强度为16~20.0MPa的氧化铝轻质浇注料。
实施例2
一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。先以82~85wt%的α-Al2O3细粉和15~18wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料2~3wt%的拟薄水铝石微粉和8~10wt%的红柱石，混合均匀，再外加所述原料0.30~0.40wt%的三聚磷酸钠、0.20~0.30wt%的六偏磷酸钠和19~23wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.3~0.5wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
采用本实施例所述技术方案，得到显气孔率为29~33%、体积密度为2.0~2.2g/cm3和抗折强度为3.0~4.2MPa的氧化铝轻质浇注料。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为28~36%、体积密度为2.0~2.3g/cm3和抗折强度为12~17MPa的氧化铝轻质浇注料。
实施例3
一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。先以85~87wt%的α-Al2O3细粉和13~15wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料3~4wt%的拟薄水铝石微粉和6~8wt%的硅线石，混合均匀，再外加所述原料0.2~0.3wt%的六偏磷酸钠、0.2~0.3的木质素磺酸钠和23~27wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.5~0.7wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
采用本实施例所述技术方案，得到显气孔率为33~37%、体积密度为1.8~2.0g/cm3和抗折强度为1.8~3.0MPa的氧化铝轻质浇注料。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为36~41%、体积密度为1.8~2.0g/cm3和抗折强度为8~12MPa的氧化铝轻质浇注料。
实施例4
一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。先以87~90wt%的α-Al2O3细粉和10~13wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料4~5wt%的拟薄水铝石微粉和8~10wt%的硅线石，混合均匀，再外加所述原料0.10~0.20wt%的三聚磷酸钠、0.2~0.3的木质素磺酸钠和27~30wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.7~1wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件在干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
采用本实施例所述技术方案，得到显气孔率为37~40%、体积密度为1.6~1.8g/cm3和抗折强度为1.0~2.0MPa的氧化铝轻质浇注料。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为41~45%、体积密度为1.6~1.8g/cm3和抗折强度为5.0~9.0MPa的氧化铝轻质浇注料。
实施例5
一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。先以80~82wt%的工业氧化铝细粉和18~20wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料1~2wt%的拟薄水铝石微粉和5~6wt%的蓝晶石，混合均匀；再加入所述原料0.80~1.00wt%的三聚磷酸钠和15~19wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中所述原料0.1~0.3wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
采用本实施例所述技术方案，得到显气孔率为25~29%、体积密度为2.2~2.5g/cm3和抗折强度为4.2~5.0MPa的氧化铝轻质浇注料。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为23~28%、体积密度为2.3~2.6g/cm3和抗折强度为16~20.0MPa的氧化铝轻质浇注料。
实施例6
一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。先以82~85wt%的工业氧化铝细粉和15~18wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料2~3wt%的拟薄水铝石微粉和8~10wt%的红柱石，混合均匀，再外加所述原料0.60~0.80wt%的六偏磷酸钠和19~24wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.3~0.5wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
采用本实施例所述技术方案，得到显气孔率为29~33%、体积密度为2.0~2.2g/cm3和抗折强度为3.0~4.2MPa的氧化铝轻质浇注料。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为28~36%、体积密度为2.0~2.3g/cm3和抗折强度为12~17MPa的氧化铝轻质浇注料。
实施例7
一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。先以85~87wt%的工业氧化铝细粉和13~15wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料3~4wt%的拟薄水铝石微粉和6~8wt%的硅线石，混合均匀，再外加所述原料0.3~0.6的木质素磺酸钠和23~28wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.5~0.7wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
采用本实施例所述技术方案，得到显气孔率为33~37%、体积密度为1.8~2.0g/cm3和抗折强度为1.8~3.0MPa的氧化铝轻质浇注料。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为36~41%、体积密度为1.8~2.0g/cm3和抗折强度为8~12MPa的氧化铝轻质浇注料。
实施例8
一种氧化铝轻质浇注料及其制备方法。先以87~90wt%的工业氧化铝细粉和10~13wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料4~5wt%的拟薄水铝石微粉和8~10wt%的硅线石，混合均匀，再外加所述原料0.10~0.30wt%的三聚磷酸钠和27~30wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.7~1wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
采用本实施例所述技术方案，得到显气孔率为37~40%、体积密度为1.6~1.8g/cm3和抗折强度为1.0~2.0MPa的氧化铝轻质浇注料。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为41~45%、体积密度为1.6~1.8g/cm3和抗折强度为5.0~9.0MPa的氧化铝轻质浇注料。
本具体实施方式采用的主要原料为普通氧化铝细粉，无需使用要耗费大量能源所生产的氧化铝空心球，工艺简单，成本较低，易于大规模生产；采用无水泥的拟薄水铝石微粉与ρ-Al2O3微粉在常温下都能与水反应形成链状或网络状结合物，使浇注料不仅具有较好的中低温性能，且高温性能也得到增强；另由于加入一定量的泡沫，能形成较多闭合气孔，优化了其多孔结构，增强了其隔热性能和力学性能。
本具体实施方式所制备的氧化铝轻质浇注料：显气孔率为25~40%，体积密度1.6~2.5g/cm3，抗折强度为1.0~5.0MPa。经1550~1650℃条件下烧成，保温时间为3~5h，得到显气孔率为23~45%、体积密度为1.6~2.6g/cm3和抗折强度为5.0~20.0MPa的氧化铝轻质浇注料，能很好地满足目前热工工业生产要求。
因此，本具体实施方式具有无需轻质骨料、无水泥结合、生产成本低、工艺简单、节能环保和易大规模生产的优点，所制备的氧化铝轻质浇注料气孔率高、平均孔径小、耐火度高、高温强度大、导热率低和抗钢渣侵蚀能力强。
Claims (8)
1.一种氧化铝轻质浇注料的制备方法，其特征在于先以80~90wt%的α-Al2O3细粉和10~20wt%的ρ-Al2O3微粉为原料或以80~90wt%的工业氧化铝细粉和10~20wt%的ρ-Al2O3微粉为原料，外加所述原料1~5wt%的拟薄水铝石微粉和5~10wt%的膨胀剂，混合均匀，再外加所述原料0.1~1wt%的减水剂和15~30wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.1~1wt%的发泡剂所制成的泡沫，搅拌3~5min，浇注振动成型，成型后的坯体在110~150℃条件下干燥12~36h，即得氧化铝轻质浇注料。
2.根据权利要求1所述氧化铝轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述α-Al2O3细粉的粒度≤0.15mm。
3.根据权利要求1所述氧化铝轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述工业氧化铝细粉的粒度≤0.15mm。
4.根据权利要求1所述氧化铝轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述ρ-Al2O3微粉的粒度≤0.088mm。
5.根据权利要求1所述氧化铝轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述拟薄水铝石微粉的粒度≤0.088mm。
6.根据权利要求1所述的氧化铝轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述膨胀剂为蓝晶石、红柱石和硅线石中的一种，粒度≤0.088mm。
7.根据权利要求1所述的氧化铝轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和木质素磺酸钠中的一种以上。
8.根据权利要求1~7项中任一项所述的氧化铝轻质浇注料的制备方法所制备的氧化铝轻质浇注料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130417 |