[发明专利]一种轻量矾土基浇注料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种轻量矾土基浇注料及其制备方法。其技术方案是：以60～75wt％的轻量矾土熟料颗粒为骨料，以8～12wt％的轻量矾土熟料细粉、2～8wt％的电熔镁砂细粉、2～8wt％的镁铝尖晶石微粉、6～12wt％的α‑Al₂O₃微粉和3～7wt％的纯铝酸钙水泥为基质料；先将所述基质料混合，再加入所述骨料中，混合均匀，然后外加所述骨料与所述基质料之和3～6wt％的水，搅拌均匀，振动成型，室温条件下养护12～24小时，最后在110～200℃条件下保温12～36小时，制得轻量矾土基浇注料。本发明制备的轻量矾土基浇注料具有抗热震性能好、抗熔渣侵蚀能力强和使用寿命长的特点。

技术领域

本发明属于矾土基浇注料技术领域。具体涉及一种轻量矾土基浇注料及其制备方法。

背景技术

高温工业炉被广泛应用在钢铁、有色、水泥、玻璃、陶瓷和化工、机械、电力等各个领域的生产过程中，是高温工业生产的基础设备，也是主要的高耗能设备，高温工业炉每年的能源消耗约占工业能耗的六成左右。因此，实现高温工业炉的节能降耗是现代高温工业发展亟需解决的难题。

工作层耐火材料轻量化是高温工业炉节能减排的重要方向，开发可直接用于工作层的轻量耐火材料已成为本领域所关注的重要课题。矾土基浇注料是耐火材料的重要品种，被广泛地应用于高温炉衬。目前国内外针对矾土浇注料轻量化开展了一定的研究。常艳丽等(常艳丽,周宁生.轻烧铝矾土骨料对Al₂O₃-SiO₂质超低水泥浇注料性能的影响[J].耐火材料,2014,48(001):13-17.)以轻烧铝矾土骨料取代特级矾土熟料，制备了矾土基浇注料；然而，所制备的矾土基浇注料显气孔率高且孔径较大，导致抗热震性能、抗熔渣侵蚀能力和使用寿命不佳。方义能等(方义能,王落霞,顾华志,等.不同轻质骨料对高铝浇注料性能的影响[J].耐火材料,2012,46(006):446-449.)以轻质高强微孔矾土骨料为原料制备了矾土基高铝浇注料；然而，材料的抗热震性能和抗熔渣侵蚀能力不佳，使用寿命短。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种抗热震性能好、抗熔渣侵蚀能力强和使用寿命长的轻量矾土基浇注料及其制备方法。

为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是：以60～75wt％的轻量矾土熟料颗粒为骨料，以8～12wt％的轻量矾土熟料细粉、2～8wt％的电熔镁砂细粉、2～8wt％的镁铝尖晶石微粉、6～12wt％的α-Al₂O₃微粉和3～7wt％的纯铝酸钙水泥为基质料；先将所述基质料混合，再将混合后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，然后外加所述骨料与所述基质料之和3～6wt％的水，搅拌均匀，振动成型，室温条件下养护12～24小时，最后在110～200℃条件下保温12～36小时，制得轻量矾土基浇注料。

所述轻量矾土熟料颗粒和轻量矾土熟料细粉的制备方法是：以89～97wt％的矾土生料微粉、1～9wt％的炭黑和0.1～4wt％的草木灰为原料；将所述原料置于行星球磨机中，混合均匀，于100～200MPa条件下机压成型，得到生坯；再将所述生坯在110～200℃条件下干燥12～36小时，在1550～1750℃和埋碳条件下保温3～8小时，即得轻量矾土熟料。将所述轻量矾土熟料破碎，筛分，得到轻量矾土熟料颗粒和轻量矾土熟料细粉。

所述轻量矾土熟料的体积密度为2.7～3.2g/cm³；轻量矾土熟料的平均孔径为100～500nm。

所述轻量矾土熟料颗粒的粒径为0.088～8mm，所述轻量矾土熟料细粉的粒径小于0.088mm。

所述电熔镁砂细粉的MgO含量97wt％；电熔镁砂细粉的粒径小于74μm。

所述镁铝尖晶石微粉的Al₂O₃含量72wt％；镁铝尖晶石微粉的粒径D₅₀小于6μm。