[发明专利]一种轻质刚玉-莫来石浇注料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于轻质浇注料技术领域。具体涉及一种轻质刚玉-莫来石浇注料及其制备方法。

背景技术

刚玉-莫来石耐火材料具有荷重软化温度高、高温蠕变率低和热震稳定性能好等优点，广泛应用于炼铁厂、玻璃厂等的高温窑炉或容器。传统刚玉-莫来石耐火材料以致密刚玉或莫来石为骨料，具有较高的导热率，当其应用于高温窑炉或容器的工作层时，会因整体炉衬导热系数高而导致大量热量损失。由于保温材料离热面越近，保温效果越好（李楠等，耐火材料学，冶金工业出版社，2010），因此，研制工作层用轻质刚玉-莫来石耐火材料更有利于节约能源。

    目前，关于轻质刚玉-莫来石材料已有一些研究。如莫来石-刚玉轻质砖的制备（杨道媛等，高强低导热莫来石-刚玉轻质砖的制备，稀有金属材料与工程，2009，38（2）：1237-1240）的文献中，以高铝矾土和硅灰为主要原料、以聚苯乙烯球为造孔剂，用凝胶注模工艺制得了轻质莫来石-刚玉材料，不仅制备工艺复杂、制造过程中会因聚苯乙烯球燃烧产生环境污染，而且材料强度较低（2.17MPa）、化学纯度较低、不能用于高温窑炉或容器的工作层。又如“一种刚玉-莫来石轻质砖及其制备方法（201110207949.5）”的专利技术中，以高铝矾土细粉为主要原料、以粒度为1-3mm聚苯乙烯球为造孔剂制得了刚玉-莫来石轻质耐火材料，但这种制造工艺同样会产生环境污染，且耐火材料化学纯度较低、孔径较大，同样不适合用于工作层。尽管“一种含轻质多孔骨料铝硅质耐火砖及其制备方法”（200710052470.2）专利技术制得了具有较高强度、较高抗介质侵蚀能力的轻质刚玉-莫来石耐火材料，能用于高温窑炉的工作层，但其制品属于定型制品，不能制备结构复杂的耐火材料，也不能现场浇注成型。

发明内容

    本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种制备工艺简单的轻质刚玉-莫来石浇注料的制备方法，用该方法制备的轻质刚玉-莫来石浇注料不仅显气孔率高、强度高、热导率低和抗介质侵蚀能力强，且显气孔率和气孔尺寸可控、施工方便、环境友好和烧后体积变化小。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以40~70wt%的多孔刚玉-莫来石陶瓷颗粒、10~25wt%的多孔刚玉-莫来石陶瓷细粉、10~20wt%的刚玉细粉、1~3wt%的氧化硅微粉、2~4wt%的活性α氧化铝微粉、1~5wt%的铝酸钙水泥和1~5wt%的ρ氧化铝细粉为原料，外加所述原料8~20wt%的水和0.02~1wt%的减水剂，搅拌均匀，浇注成型，成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，再在110℃条件下干燥8~48小时。

所述的多孔刚玉-莫来石陶瓷是：以10~40wt%的煤矸石粉和60~90%的Al(OH)₃粉为混合料，外加所述混合料2~10wt%的水和0.05~3wt%的MgCO₃粉，搅拌，成型，成型坯体在110℃下干燥4~24小时；然后在1450~1600℃条件下或在1600~1650℃条件下烧成，保温1~8小时，即得多孔刚玉-莫来石陶瓷。

多孔刚玉-莫来石陶瓷颗粒是，将所述多孔刚玉-莫来石陶瓷破碎，筛分，选取粒径为8~0.1mm的颗粒为多孔刚玉-莫来石陶瓷颗粒；多孔刚玉-莫来石陶瓷细粉是，将所述多孔刚玉-莫来石陶瓷粉碎，筛分；选取粒径小于88μm的细粉为刚玉-莫来石陶瓷细粉。

所述的刚玉细粉为电熔白刚玉细粉和烧结板状刚玉细粉中的一种或两种，粒径小于88μm。

所述的氧化硅微粉中的SiO₂含量大于94wt%，粒径小于3μm。

所述的活性α氧化铝微粉中的Al₂O₃含量大于97wt%，粒径小于3μm。

所述的铝酸钙水泥的粒径小于88μm。

所述的ρ氧化铝细粉中的Al₂O₃含量大于 98wt%，粒径小于88μm。

所述的减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、分散性氧化铝和聚羧酸系减水剂中的一种以上。