CN108424129B - 一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法 - Google Patents

一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法。其技术方案是：以60～65wt％的高铝矾土熟料和5～8wt％的熔融石英砂为骨料，以20～25wt％的钛铁渣、3～5wt％的膨润土和5～8wt％的ρ‑Al2O3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5.5～6.0wt％的水，搅拌均匀，室温条件下困料0.4～0.5小时，制得隔热耐磨耐火浇注料。本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的隔热耐磨耐火浇注料导热系数小、耐磨性强和流动性好。

Description

一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火浇注料技术领域。具体涉及一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法。
背景技术
隔热耐磨耐火浇注料是高温工业窑炉节能降耗且平稳运行的重要基础功能材料。目前，单一功能的隔热耐火材料(如尖晶石质、镁橄榄石质和高铝质耐火材料等)或耐磨耐火材料(如刚玉质、莫来石质和碳化硅质耐火材料等)虽品种丰富和性能优良，但却难以兼具隔热保温和耐磨损的特点；同时还需考虑耐火材料的开发成本与施工性能，这主要是由于隔热耐火材料势必孔隙率高、结合强度弱，进而导致其耐磨性差；而耐磨耐火材料导热系数大(如刚玉、碳化硅等)，隔热效果欠佳。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低廉和工艺简单的隔热耐磨耐火浇注料的制备方法，用该方法制备的隔热耐磨耐火浇注料导热系数小、耐磨性强和流动性好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
以60～65wt％的高铝矾土熟料和5～8wt％的熔融石英砂为骨料，以20～25wt％的钛铁渣、3～5wt％的膨润土和5～8wt％的ρ-Al2O3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5.5～6.0wt％的水，搅拌均匀，室温条件下困料0.4～0.5小时，制得隔热耐磨耐火浇注料。
所述高铝矾土熟料的粒度为3～4mm，所述高铝矾土熟料的球形度为0.8～0.9；所述高铝矾土熟料的主要化学成分是：Al2O3的含量为85～90wt％，SiO2的含量为5～10wt％。
所述熔融石英砂的粒度为1～3mm；所述熔融石英砂的SiO2含量≥99.5wt％。
所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，所述钛铁渣的粒度≤90μm；所述钛铁渣的主要化学成分是：Al2O3的含量为70～75wt％，TiO2的含量为10～13wt％，CaO的含量为7～12wt％，Fe2O3的含量≤1wt％。
所述膨润土的粒度≤90μm；所述膨润土的主要化学成分是：Al2O3的含量为25～30wt％，SiO2的含量为60～65wt％，Fe2O3的含量≤1.5wt％。
所述ρ-Al2O3微粉的粒度≤60μm；所述ρ-Al2O3微粉的Al2O3含量≥99wt％。
由于采取上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本发明以高铝矾土和熔融石英为主要原料，并辅以冶炼钛铁合金所产生的炉渣，显著降低了隔热耐磨耐火浇注料的制备成本；本发明通过各组分原料的混合制得隔热耐磨耐火浇注料，工艺流程简单。
2、本发明利用球形骨料(高铝矾土熟料)的堆积，所制备的隔热耐磨耐火浇注料能降低导热系数和增强流动性；并通过ρ-Al2O3水化结合，提高了隔热耐磨耐火浇注料的耐磨性。
本发明制备的隔热耐磨耐火浇注料经测定：振动流动值为65～70％；导热系数为1.8～2.3W·m-1·K-1；耐磨性试验磨损量为3.5～4.0cm3。
因此，本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的隔热耐磨耐火浇注料导热系数小、耐磨性强和流动性好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述高铝矾土熟料的粒度为3～4mm，所述高铝矾土熟料的球形度为0.8～0.9；所述高铝矾土熟料的主要化学成分是：Al2O3的含量为85～90wt％，SiO2的含量为5～10wt％。
所述熔融石英砂的粒度为1～3mm；所述熔融石英砂的SiO2含量≥99.5wt％。
所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，所述钛铁渣的粒度≤90μm；所述钛铁渣的主要化学成分是：Al2O3的含量为70～75wt％，TiO2的含量为10～13wt％，CaO的含量为7～12wt％，Fe2O3的含量≤1wt％。
所述膨润土的粒度≤90μm；所述膨润土的主要化学成分是：Al2O3的含量为25～30wt％，SiO2的含量为60～65wt％，Fe2O3的含量≤1.5wt％。
所述ρ-Al2O3微粉的粒度≤60μm；所述ρ-Al2O3微粉的Al2O3含量≥99wt％。
实施例1
一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
以60～62wt％的高铝矾土熟料和5～7wt％的熔融石英砂为骨料，以23～25wt％的钛铁渣、3.5～5wt％的膨润土和6～8wt％的ρ-Al2O3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5.5～5.7wt％的水，搅拌均匀，室温条件下困料0.4～0.5小时，制得隔热耐磨耐火浇注料。
本实施例制备的隔热耐磨耐火浇注料经测定：振动流动值为65～67％；导热系数为1.8～2.0W·m-1·K-1；耐磨性试验磨损量为3.5～3.7cm3。
实施例2
一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
以61～63wt％的高铝矾土熟料和5～7wt％的熔融石英砂为骨料，以22～24wt％的钛铁渣、3.5～5wt％的膨润土和6～8wt％的ρ-Al2O3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5.6～5.8wt％的水，搅拌均匀，室温条件下困料0.4～0.5小时，制得隔热耐磨耐火浇注料。
本实施例制备的隔热耐磨耐火浇注料经测定：振动流动值为66～68％；导热系数为1.9～2.1W·m-1·K-1；耐磨性试验磨损量为3.6～3.8cm3。
实施例3
一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
以62～64wt％的高铝矾土熟料和6～8wt％的熔融石英砂为骨料，以21～23wt％的钛铁渣、3～4.5wt％的膨润土和5～7wt％的ρ-Al2O3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5.7～5.9wt％的水，搅拌均匀，室温条件下困料0.4～0.5小时，制得隔热耐磨耐火浇注料。
本实施例制备的隔热耐磨耐火浇注料经测定：振动流动值为67～69％；导热系数为2.0～2.2W·m-1·K-1；耐磨性试验磨损量为3.7～3.9cm3。
实施例4
一种隔热耐磨耐火浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
以63～65wt％的高铝矾土熟料和6～8wt％的熔融石英砂为骨料，以20～22wt％的钛铁渣、3～4.5wt％的膨润土和5～7wt％的ρ-Al2O3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5.8～6.0wt％的水，搅拌均匀，室温条件下困料0.4～0.5小时，制得隔热耐磨耐火浇注料。
本实施例制备的隔热耐磨耐火浇注料经测定：振动流动值为68～70％；导热系数为2.1～2.3W·m-1·K-1；耐磨性试验磨损量为3.8～4.0cm3。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本具体实施方式以高铝矾土和熔融石英为主要原料，并辅以冶炼钛铁合金所产生的炉渣，显著降低了隔热耐磨耐火浇注料的制备成本；本具体实施方式通过各组分原料的混合制得隔热耐磨耐火浇注料，工艺流程简单。
2、本具体实施方式利用球形骨料(高铝矾土熟料)的堆积，所制备的隔热耐磨耐火浇注料能降低导热系数和增强流动性；并通过ρ-Al2O3水化结合，提高了浇注料的耐磨性。
本具体实施方式制备的隔热耐磨耐火浇注料经测定：振动流动值为65～70％；导热系数为1.8～2.3W·m-1·K-1；耐磨性试验磨损量为3.5～4.0cm3。
因此，本具体实施方式具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的隔热耐磨耐火浇注料导热系数小、耐磨性强和流动性好。

Claims (7)

1.一种隔热耐磨耐火浇注料的制备方法，其特征在于以60～65wt％的高铝矾土熟料和5～8wt％的熔融石英砂为骨料，以20～25wt％的钛铁渣、3～5wt％的膨润土和5～8wt％的ρ-Al2O3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5.5～6.0wt％的水，搅拌均匀，室温条件下困料0.4～0.5小时，制得隔热耐磨耐火浇注料；
所述高铝矾土熟料的粒度为3～4mm，所述高铝矾土熟料的球形度为0.8～0.9。
2.根据权利要求1所述的隔热耐磨耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述高铝矾土熟料的主要化学成分是：Al2O3的含量为85～90wt％，SiO2的含量为5～10wt％。
3.根据权利要求1所述的隔热耐磨耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述熔融石英砂的粒度为1～3mm；所述熔融石英砂的SiO2含量≥99.5wt％。
4.根据权利要求1所述的隔热耐磨耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，所述钛铁渣的粒度≤90μm；所述钛铁渣的主要化学成分是：Al2O3的含量为70～75wt％，TiO2的含量为10～13wt％，CaO的含量为7～12wt％，Fe2O3的含量≤1wt％。
5.根据权利要求1所述的隔热耐磨耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述膨润土的粒度≤90μm；所述膨润土的主要化学成分是：Al2O3的含量为25～30wt％，SiO2的含量为60～65wt％，Fe2O3的含量≤1.5wt％。
6.根据权利要求1所述的隔热耐磨耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述ρ-Al2O3微粉的粒度≤60μm；所述ρ-Al2O3微粉的Al2O3含量≥99wt％。
7.一种隔热耐磨耐火浇注料，其特征在于所述隔热耐磨耐火浇注料是根据权利要求1～6项中任一项所述的隔热耐磨耐火浇注料的制备方法所制备的隔热耐磨耐火浇注料。
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Effective date of registration: 20220608

Address after: 450000 Zhang Zhuang, Xiaoguan Town, Gongyi City, Zhengzhou City, Henan Province

Patentee after: GONGYI XINGPING REFRACTORY MATERIALS Co.,Ltd.

Address before: 430081 No. 947 Heping Avenue, Qingshan District, Hubei, Wuhan

Patentee before: WUHAN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

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Application publication date: 20180821

Assignee: Zhengzhou Jialong Industrial Co.,Ltd.

Assignor: GONGYI XINGPING REFRACTORY MATERIALS Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980039966

Denomination of invention: A heat-insulating, wear-resistant, and fire-resistant casting material and its preparation method

Granted publication date: 20201218

License type: Common License

Record date: 20230821

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