CN104987093A - 一种高性能浇注料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能浇注料的制备方法，包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：20～40份，粒径为1～3mm的高铝矾土：10～30份，粒径为3～5mm的高铝矾土：10～20份，粒径为5～8mm的高铝矾土：15～25份，硅微粉：15～25份，隔热骨料：10～35份，白云石：4～9份，酒石酸：2～5份，防爆纤维：1～3份，金属铝粉：1～3份，石墨粉：1～3份，煤矸石：5～10份，莫来石砖：5～15份，锆英石：5～10份，三氧化二铬：3～7份，镁锆合成料：3～12份，酚醛树脂：6～15份，致密刚玉：25～45份。本发明具有烧后强度高，强度随热处理温度升高下降幅度小，抗热震性较好，固化时间短等优点。
Description
【技术领域】
本发明涉及浇注料的技术领域。
【背景技术】
浇注料又称耐火浇注料，是一种由耐火物料加入一定量结合剂制成的粒状和粉状材料，具有较高流动性，以浇注方式成型的不定形耐火材料。同其他不定形耐火材料相比，结合剂和水分含量较高，流动性较好，故而浇注料应用范围较广，可根据使用条件对所用材质和结合剂加以选择。既可直接浇注成衬体使用，又可用浇注或震实方法制成预制块使用。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种高性能浇注料的制备方法，制得的浇注料具有良好的隔热性能，且具有良好的抗渣性能，还具有烧后强度高，强度随热处理温度升高下降幅度小，抗热震性较好，固化时间短等优点。
为实现上述目的，本发明提出了一种高性能浇注料的制备方法，依次包括以下步骤：
a)配制混合料，混合料包括以下组分且各组分的比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：20～40份，粒径为1～3mm的高铝矾土：10～30份，粒径为3～5mm的高铝矾土：10～20份，粒径为5～8mm的高铝矾土：15～25份，硅微粉：15～25份，隔热骨料：10～35份，白云石：4～9份，酒石酸：2～5份，防爆纤维：1～3份，金属铝粉：1～3份，石墨粉：1～3份，煤矸石：5～10份，莫来石砖：5～15份，锆英石：5～10份，三氧化二铬：3～7份，镁锆合成料：3～12份，酚醛树脂：6～15份，致密刚玉：25～45份，板状刚玉：15～35份，电熔白刚玉：15～25份，α-Al2O3：5～15份，SiO2超微粉：6～12份，三聚磷酸钠：3～8份，六偏磷酸钠：3～8份，镁砂骨料：13～25份，铝镁尖晶石：5～10份，水玻璃：5～10份，碳酸钙：3～8份，铬铁矿：2～6份，均苯四甲酸二酐：2～7份，苯酮四羧酸二酐：1～6份；
b)将混合料首先加入颚式破碎机中进行初步破碎处理5～6h，然后将处理后的混合料加入球磨机中进行研磨5～6h；
c)将经过b)步骤处理后的混合料加入搅拌机构中进行，同时加入200～350份水，混合料在搅拌机构中依次经过对流混合、扩散混合和剪切混合后进行混合后得到湿混合料；
d)将湿混合料通过模具加工成胚料，然后将胚体经过烘干装置进行烘干处理，烘干处理分为三个阶段：第一阶段将温度加热至700～900℃，加热时间为2～4h；第二阶段将温度以15℃/min的速度降低至400～600℃，加热时间为3～6h；第三阶段将温度以10℃/min的速度降低至20～100℃，加热至胚料水分不在减少为止；
e)将经过步骤d)处理后的胚料在氢气气氛下进行煅烧，煅烧温度为1500～1900℃，煅烧时间为6～9h。
作为优选，所述高铝矾土通过在气流作用下对不同粒径的高铝矾土进行筛选得到粒径为0～1mm的高铝矾土、粒径为1～3mm的高铝矾土和粒径为3～5mm的高铝矾土。
作为优选，所述隔热骨料采用珍珠岩、蛭石、陶粒、漂珠和氧化铝空心球中任意几种的混合物。
作为优选，所述镁锆合成料由氧化镁和氧化锆按照1:2的比例电熔合成。
作为优选，包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：20份，粒径为1～3mm的高铝矾土：10份，粒径为3～5mm的高铝矾土：10份，粒径为5～8mm的高铝矾土：15份，硅微粉：15份，隔热骨料：10份，白云石：4份，酒石酸：2份，防爆纤维：1份，金属铝粉：1份，石墨粉：1份，煤矸石：5份，莫来石砖：5份，锆英石：5份，三氧化二铬：3份，镁锆合成料：3份，酚醛树脂：6份，致密刚玉：25份，板状刚玉：15份，电熔白刚玉：15份，α-Al2O3：5份，SiO2超微粉：6份，三聚磷酸钠：3份，六偏磷酸钠：3份，镁砂骨料：13份，铝镁尖晶石：5份，水玻璃：5份，碳酸钙：3份，铬铁矿：2份，均苯四甲酸二酐：2份，苯酮四羧酸二酐：1份。
作为优选，包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：31份，粒径为1～3mm的高铝矾土：20份，粒径为3～5mm的高铝矾土：16份，粒径为5～8mm的高铝矾土：19份，硅微粉：17份，隔热骨料：19份，白云石：6份，酒石酸：3.6份，防爆纤维：2份，金属铝粉：1.3份，石墨粉：1。3份，煤矸石：7份，莫来石砖：7份，锆英石：8份，三氧化二铬：6份，镁锆合成料：6份，酚醛树脂：9份，致密刚玉：35份，板状刚玉：25份，电熔白刚玉：17份，α-Al2O3：8份，SiO2超微粉：8份，三聚磷酸钠：5份，六偏磷酸钠：6份，镁砂骨料：20份，铝镁尖晶石：7份，水玻璃：7份，碳酸钙：6份，铬铁矿：4份，均苯四甲酸二酐：4份，苯酮四羧酸二酐：3份。
作为优选，包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：40份，粒径为1～3mm的高铝矾土：30份，粒径为3～5mm的高铝矾土：20份，粒径为5～8mm的高铝矾土：25份，硅微粉：25份，隔热骨料：35份，白云石：9份，酒石酸：5份，防爆纤维：3份，金属铝粉：3份，石墨粉：3份，煤矸石：10份，莫来石砖：15份，锆英石：10份，三氧化二铬：7份，镁锆合成料：12份，酚醛树脂：15份，致密刚玉：45份，板状刚玉：35份，电熔白刚玉：25份，α-Al2O3：15份，SiO2超微粉：12份，三聚磷酸钠：8份，六偏磷酸钠：8份，镁砂骨料：25份，铝镁尖晶石：10份，水玻璃：10份，碳酸钙：8份，铬铁矿：6份，均苯四甲酸二酐：7份，苯酮四羧酸二酐：6份。
本发明的有益效果：本发明通过在组分中添加不同粒径的高铝矾土，使得浇注料具有较高的密度，浇注料质地更加均匀、致密，同时防爆纤维使得浇注料具有良好的防爆裂性能，组分中的隔热骨料能够增加浇注料的抗热性能，三氧化二铬能够提高浇注料的抗渣性能，通过添加镁砂骨料和铝镁尖晶石，形成含有镁质的耐火浇注料具有纯度高、烧后线变化率小、荷重软化温度高等优点，水玻璃结合的镁质耐火浇注料具有强度高，抗碱性和钠盐熔融物侵蚀能力强等优点，聚磷酸盐结合的镁质耐火浇注料具有烧后强度高，强度随热处理温度升高下降幅度小，抗热震性较好等优点，为提高镁质耐火浇注料的高温强度，加入适量含钙材料(如碳酸钙等)，以便在高温下生成结合强度高、高温下稳定存在的Na2O·2CaO·P2O5相，但无论使用上述何种结合剂都难克服易水化问题，干燥过程中易产生裂纹，添加适量氧化硅超细粉可克服水化问题，由于铝镁尖晶石的存在或在加热过程中生成镁铝尖晶石产生膨胀和微裂纹，缓冲了材料内部的热应力，故其抗热震性好，同时由于浇注料中存在大量的铝镁尖晶石，因而对炉渣具有较强的抑制渗透作用，加入均苯四甲酸二酐、苯酮四羧酸二酐能有效缩短固化所需时间。
【具体实施方式】
一种高性能浇注料的制备方法，依次包括以下步骤：
a)配制混合料，混合料包括以下组分且各组分的比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：20～40份，粒径为1～3mm的高铝矾土：10～30份，粒径为3～5mm的高铝矾土：10～20份，粒径为5～8mm的高铝矾土：15～25份，硅微粉：15～25份，隔热骨料：10～35份，白云石：4～9份，酒石酸：2～5份，防爆纤维：1～3份，金属铝粉：1～3份，石墨粉：1～3份，煤矸石：5～10份，莫来石砖：5～15份，锆英石：5～10份，三氧化二铬：3～7份，镁锆合成料：3～12份，酚醛树脂：6～15份，致密刚玉：25～45份，板状刚玉：15～35份，电熔白刚玉：15～25份，α-Al2O3：5～15份，SiO2超微粉：6～12份，三聚磷酸钠：3～8份，六偏磷酸钠：3～8份，镁砂骨料：13～25份，铝镁尖晶石：5～10份，水玻璃：5～10份，碳酸钙：3～8份，铬铁矿：2～6份，均苯四甲酸二酐：2～7份，苯酮四羧酸二酐：1～6份；
b)将混合料首先加入颚式破碎机中进行初步破碎处理5～6h，然后将处理后的混合料加入球磨机中进行研磨5～6h；
c)将经过b)步骤处理后的混合料加入搅拌机构中进行，同时加入200～350份水，混合料在搅拌机构中依次经过对流混合、扩散混合和剪切混合后进行混合后得到湿混合料；
d)将湿混合料通过模具加工成胚料，然后将胚体经过烘干装置进行烘干处理，烘干处理分为三个阶段：第一阶段将温度加热至700～900℃，加热时间为2～4h；第二阶段将温度以15℃/min的速度降低至400～600℃，加热时间为3～6h；第三阶段将温度以10℃/min的速度降低至20～100℃，加热至胚料水分不在减少为止；
e)将经过步骤d)处理后的胚料在氢气气氛下进行煅烧，煅烧温度为1500～1900℃，煅烧时间为6～9h。
高铝矾土通过在气流作用下对不同粒径的高铝矾土进行筛选得到粒径为0～1mm的高铝矾土、粒径为1～3mm的高铝矾土和粒径为3～5mm的高铝矾土，所述隔热骨料采用珍珠岩、蛭石、陶粒、漂珠和氧化铝空心球中任意几种的混合物，所述镁锆合成料由氧化镁和氧化锆按照1:2的比例电熔合成。
实施例一：
一种高性能浇注料的制备方法，依次包括以下步骤：
a)配制混合料，混合料包括以下组分且各组分的比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：20份，粒径为1～3mm的高铝矾土：10份，粒径为3～5mm的高铝矾土：10份，粒径为5～8mm的高铝矾土：15份，硅微粉：15份，隔热骨料：10份，白云石：4份，酒石酸：2份，防爆纤维：1份，金属铝粉：1份，石墨粉：1份，煤矸石：5份，莫来石砖：5份，锆英石：5份，三氧化二铬：3份，镁锆合成料：3份，酚醛树脂：6份，致密刚玉：25份，板状刚玉：15份，电熔白刚玉：15份，α-Al2O3：5份，SiO2超微粉：6份，三聚磷酸钠：3份，六偏磷酸钠：3份，镁砂骨料：13份，铝镁尖晶石：5份，水玻璃：5份，碳酸钙：3份，铬铁矿：2份，均苯四甲酸二酐：2份，苯酮四羧酸二酐：1份；
b)将混合料首先加入颚式破碎机中进行初步破碎处理5h，然后将处理后的混合料加入球磨机中进行研磨5h；
c)将经过b)步骤处理后的混合料加入搅拌机构中进行，同时加入200份水，混合料在搅拌机构中依次经过对流混合、扩散混合和剪切混合后进行混合后得到湿混合料；
d)将湿混合料通过模具加工成胚料，然后将胚体经过烘干装置进行烘干处理，烘干处理分为三个阶段：第一阶段将温度加热至700℃，加热时间为2h；第二阶段将温度以15℃/min的速度降低至400℃，加热时间为3h；第三阶段将温度以10℃/min的速度降低至20℃，加热至胚料水分不在减少为止；
e)将经过步骤d)处理后的胚料在氢气气氛下进行煅烧，煅烧温度为1500℃，煅烧时间为6h。
高铝矾土通过在气流作用下对不同粒径的高铝矾土进行筛选得到粒径为0～1mm的高铝矾土、粒径为1～3mm的高铝矾土和粒径为3～5mm的高铝矾土，所述隔热骨料采用珍珠岩、蛭石、陶粒、漂珠和氧化铝空心球中任意几种的混合物，所述镁锆合成料由氧化镁和氧化锆按照1:2的比例电熔合成。
实施例二：
一种高性能浇注料的制备方法，依次包括以下步骤：
a)配制混合料，混合料包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：31份，粒径为1～3mm的高铝矾土：20份，粒径为3～5mm的高铝矾土：16份，粒径为5～8mm的高铝矾土：19份，硅微粉：17份，隔热骨料：19份，白云石：6份，酒石酸：3.6份，防爆纤维：2份，金属铝粉：1.3份，石墨粉：1。3份，煤矸石：7份，莫来石砖：7份，锆英石：8份，三氧化二铬：6份，镁锆合成料：6份，酚醛树脂：9份，致密刚玉：35份，板状刚玉：25份，电熔白刚玉：17份，α-Al2O3：8份，SiO2超微粉：8份，三聚磷酸钠：5份，六偏磷酸钠：6份，镁砂骨料：20份，铝镁尖晶石：7份，水玻璃：7份，碳酸钙：6份，铬铁矿：4份，均苯四甲酸二酐：4份，苯酮四羧酸二酐：3份；
b)将混合料首先加入颚式破碎机中进行初步破碎处理5.5h，然后将处理后的混合料加入球磨机中进行研磨5.6h；
c)将经过b)步骤处理后的混合料加入搅拌机构中进行，同时加入300份水，混合料在搅拌机构中依次经过对流混合、扩散混合和剪切混合后进行混合后得到湿混合料；
d)将湿混合料通过模具加工成胚料，然后将胚体经过烘干装置进行烘干处理，烘干处理分为三个阶段：第一阶段将温度加热至800℃，加热时间为3h；第二阶段将温度以15℃/min的速度降低至500℃，加热时间为4h；第三阶段将温度以10℃/min的速度降低至40℃，加热至胚料水分不在减少为止；
e)将经过步骤d)处理后的胚料在氢气气氛下进行煅烧，煅烧温度为1800℃，煅烧时间为8h。
高铝矾土通过在气流作用下对不同粒径的高铝矾土进行筛选得到粒径为0～1mm的高铝矾土、粒径为1～3mm的高铝矾土和粒径为3～5mm的高铝矾土，所述隔热骨料采用珍珠岩、蛭石、陶粒、漂珠和氧化铝空心球中任意几种的混合物，所述镁锆合成料由氧化镁和氧化锆按照1:2的比例电熔合成。
实施例三：
一种高性能浇注料的制备方法，依次包括以下步骤：
a)配制混合料，混合料包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：40份，粒径为1～3mm的高铝矾土：30份，粒径为3～5mm的高铝矾土：20份，粒径为5～8mm的高铝矾土：25份，硅微粉：25份，隔热骨料：35份，白云石：9份，酒石酸：5份，防爆纤维：3份，金属铝粉：3份，石墨粉：3份，煤矸石：10份，莫来石砖：15份，锆英石：10份，三氧化二铬：7份，镁锆合成料：12份，酚醛树脂：15份，致密刚玉：45份，板状刚玉：35份，电熔白刚玉：25份，α-Al2O3：15份，SiO2超微粉：12份，三聚磷酸钠：8份，六偏磷酸钠：8份，镁砂骨料：25份，铝镁尖晶石：10份，水玻璃：10份，碳酸钙：8份，铬铁矿：6份，均苯四甲酸二酐：7份，苯酮四羧酸二酐：6份；
b)将混合料首先加入颚式破碎机中进行初步破碎处理6h，然后将处理后的混合料加入球磨机中进行研磨6h；
c)将经过b)步骤处理后的混合料加入搅拌机构中进行，同时加入350份水，混合料在搅拌机构中依次经过对流混合、扩散混合和剪切混合后进行混合后得到湿混合料；
d)将湿混合料通过模具加工成胚料，然后将胚体经过烘干装置进行烘干处理，烘干处理分为三个阶段：第一阶段将温度加热至900℃，加热时间为4h；第二阶段将温度以15℃/min的速度降低至600℃，加热时间为6h；第三阶段将温度以10℃/min的速度降低至100℃，加热至胚料水分不在减少为止；
e)将经过步骤d)处理后的胚料在氢气气氛下进行煅烧，煅烧温度为1900℃，煅烧时间为9h。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高性能浇注料的制备方法，依次包括以下组分：
a)配制混合料，混合料包括以下组分且各组分的比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：20～40份，粒径为1～3mm的高铝矾土：10～30份，粒径为3～5mm的高铝矾土：10～20份，粒径为5～8mm的高铝矾土：15～25份，硅微粉：15～25份，隔热骨料：10～35份，白云石：4～9份，酒石酸：2～5份，防爆纤维：1～3份，金属铝粉：1～3份，石墨粉：1～3份，煤矸石：5～10份，莫来石砖：5～15份，锆英石：5～10份，三氧化二铬：3～7份，镁锆合成料：3～12份，酚醛树脂：6～15份，致密刚玉：25～45份，板状刚玉：15～35份，电熔白刚玉：15～25份，α-Al2O3：5～15份，SiO2超微粉：6～12份，三聚磷酸钠：3～8份，六偏磷酸钠：3～8份，镁砂骨料：13～25份，铝镁尖晶石：5～10份，水玻璃：5～10份，碳酸钙：3～8份，铬铁矿：2～6份，均苯四甲酸二酐：2～7份，苯酮四羧酸二酐：1～6份；
b)将混合料首先加入颚式破碎机中进行初步破碎处理5～6h，然后将处理后的混合料加入球磨机中进行研磨5～6h；
c)将经过b)步骤处理后的混合料加入搅拌机构中进行，同时加入200～350份水，混合料在搅拌机构中依次经过对流混合、扩散混合和剪切混合后进行混合后得到湿混合料；
d)将湿混合料通过模具加工成胚料，然后将胚体经过烘干装置进行烘干处理，烘干处理分为三个阶段：第一阶段将温度加热至700～900℃，加热时间为2～4h；第二阶段将温度以15℃/min的速度降低至400～600℃，加热时间为3～6h；第三阶段将温度以10℃/min的速度降低至20～100℃，加热至胚料水分不在减少为止；
e)将经过步骤d)处理后的胚料在氢气气氛下进行煅烧，煅烧温度为1500～1900℃，煅烧时间为6～9h。
2.如权利要求1所述的一种高性能浇注料的制备方法，其特征在于：所述高铝矾土通过在气流作用下对不同粒径的高铝矾土进行筛选得到粒径为0～1mm的高铝矾土、粒径为1～3mm的高铝矾土和粒径为3～5mm的高铝矾土。
3.如权利要求1所述的一种高性能浇注料的制备方法，其特征在于：所述隔热骨料采用珍珠岩、蛭石、陶粒、漂珠和氧化铝空心球中任意几种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种高性能浇注料的制备方法，其特征在于：所述镁锆合成料由氧化镁和氧化锆按照1:2的比例电熔合成。
5.如权利要求1所述的一种高性能浇注料的制备方法，其特征在于：包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：20份，粒径为1～3mm的高铝矾土：10份，粒径为3～5mm的高铝矾土：10份，粒径为5～8mm的高铝矾土：15份，硅微粉：15份，隔热骨料：10份，白云石：4份，酒石酸：2份，防爆纤维：1份，金属铝粉：1份，石墨粉：1份，煤矸石：5份，莫来石砖：5份，锆英石：5份，三氧化二铬：3份，镁锆合成料：3份，酚醛树脂：6份，致密刚玉：25份，板状刚玉：15份，电熔白刚玉：15份，α-Al2O3：5份，SiO2超微粉：6份，三聚磷酸钠：3份，六偏磷酸钠：3份，镁砂骨料：13份，铝镁尖晶石：5份，水玻璃：5份，碳酸钙：3份，铬铁矿：2份，均苯四甲酸二酐：2份，苯酮四羧酸二酐：1份。
6.如权利要求1所述的一种高性能浇注料的制备方法，其特征在于：包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：31份，粒径为1～3mm的高铝矾土：20份，粒径为3～5mm的高铝矾土：16份，粒径为5～8mm的高铝矾土：19份，硅微粉：17份，隔热骨料：19份，白云石：6份，酒石酸：3.6份，防爆纤维：2份，金属铝粉：1.3份，石墨粉：1。3份，煤矸石：7份，莫来石砖：7份，锆英石：8份，三氧化二铬：6份，镁锆合成料：6份，酚醛树脂：9份，致密刚玉：35份，板状刚玉：25份，电熔白刚玉：17份，α-Al2O3：8份，SiO2超微粉：8份，三聚磷酸钠：5份，六偏磷酸钠：6份，镁砂骨料：20份，铝镁尖晶石：7份，水玻璃：7份，碳酸钙：6份，铬铁矿：4份，均苯四甲酸二酐：4份，苯酮四羧酸二酐：3份。
7.如权利要求1所述的一种高性能浇注料的制备方法，其特征在于：包括以下组分且各组分比例为：粒径为0～1mm的高铝矾土：40份，粒径为1～3mm的高铝矾土：30份，粒径为3～5mm的高铝矾土：20份，粒径为5～8mm的高铝矾土：25份，硅微粉：25份，隔热骨料：35份，白云石：9份，酒石酸：5份，防爆纤维：3份，金属铝粉：3份，石墨粉：3份，煤矸石：10份，莫来石砖：15份，锆英石：10份，三氧化二铬：7份，镁锆合成料：12份，酚醛树脂：15份，致密刚玉：45份，板状刚玉：35份，电熔白刚玉：25份，α-Al2O3：15份，SiO2超微粉：12份，三聚磷酸钠：8份，六偏磷酸钠：8份，镁砂骨料：25份，铝镁尖晶石：10份，水玻璃：10份，碳酸钙：8份，铬铁矿：6份，均苯四甲酸二酐：7份，苯酮四羧酸二酐：6份。
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