CN101367636A - 一种轻质绝热板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轻质绝热板及其制造方法。其方案是以10～80wt％的镁橄榄石和20～90wt％的膨胀蛭石为原料，混碾1～2min；再外加上述混合料5～20wt％的无机结合剂，混碾3～5min；出料后困料2～24小时，成型，最后在100～600℃条件下恒温干燥。其中：无机结合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸镁、硫酸铝、磷酸二氢铝、磷酸、磷酸镁水泥中的一种或几种混合物的溶液，浓度20～30％；镁橄榄石原料粒度为2～0mm，膨胀蛭石原料粒径为≤10目；成型为液压机成型、成型压力为4～80MPa。本发明具有生产工艺简便、生产效率高、成本较低的优点，产品具有强度大、热导率低、绝热效果好的特点，适合用于钢包、铁水包、中间包等高温高负荷容器的保温。

Description

一种轻质绝热板及其制造方法
技术领域
本发明属于轻质隔热耐火材料技术领域。尤其涉及一种轻质绝热板及其制造方法。
背景技术
钢包、中间包、鱼雷车等是盛放、运输和精炼钢水、铁水的工业炉设备。在服役过程中，有大量的热量通过耐热内衬流失，导致外壳高温，因而，产生外壳强度的退化、降低生产安全性和钢水、铁水温度的重大损失。采用轻质隔热耐火材料砌筑窑炉，砌筑材料可节约1/10～1/9，热容降低1/10～1/11。采用轻质隔热耐火材料可使窑炉烘窑和冷却时间减少1/5，基建投资下降1/5～1/10。采用轻质隔热材料，可降低燃耗，并且大大降低整个炉体的质量，因此，砌体单位体积质量一般小于2000kg/m3。轻质隔热耐火材料的品种及制造方法不断出现。如早期的可塑法、半干法制造轻质隔热耐火材料。上世纪四十年代后期出现的一系列耐火纤维及制品，如硅酸铝质、氧化铝质、莫来石质、氧化锆质纤维及制品等。后来膨胀珍珠岩、膨胀蛭石及其制品得到快速发展。近年具有发展势头的新型隔热材料主要是超效隔热材料。
但是，上述多数轻质隔热耐火材料普遍存在强度低下，因窑炉内衬耐火材料膨胀而导致轻质隔热耐火材料变形、破坏和失效。超效隔热材料采用真空和纳米技术，工艺相对复杂，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产工艺简便、生产效率高、成本较低、强度大、热导率低、绝热效果好的轻质绝热板及其制造方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以10～80wt％的镁橄榄石和20～90wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合料5～20wt％的无机结合剂，混碾3～5min，出料后困料，成型，最后在100～600℃条件下恒温干燥。
上述技术方案中：无机结合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸镁、硫酸铝、磷酸二氢铝、磷酸、磷酸镁水泥中的一种或几种混合物的溶液，浓度为20～30％；镁橄榄石原料粒度为2～0mm；膨胀蛭石原料粒径<10目；困料时间为2～24小时；成型为液压机成型，成型压力为4～80MPa。
由于本发明采用的主要原料为膨胀蛭石和镁橄榄石。膨胀蛭石是以蛭石为原料，经烘干、破碎、焙烧(850～1000℃)在短时间内体积急剧膨胀5～20倍而形成一种灰白色或金黄色的颗粒状物质。膨胀后的蛭石，细薄的叠片构成许多间隔层，层间充满空气，因而具有很小的容重和导热系数，容重一般为80～200kg/m3，导热系数为0.047～0.07W/m·k。其熔点为1370～1400℃，有足够的耐火性，可以在1000～1100℃温度下应用。镁橄榄石熔点高，不易水化，化学稳定性好，导热率低(是纯氧化镁的1/3～1/4)，与大多数耐火材料有良好的相容性，抵抗熔融氧化铁作用的能力较强，而且Mg2[SiO4]在加热过程中无晶型转变，是一种事先不经过焙烧就能使用的少数原料之一。
成型后因膨胀蛭石蓬松具有明显弹性后效现象，利用弥散在膨胀蛭石配料中的镁橄榄石颗粒的钉扎作用和无机结合剂快速高强的粘结作用的“双重”效应，迅速阻止或抑制成型后膨胀蛭石回弹的膨胀应力的扩展，获得轻质隔热保温材料。
因此，本发明所采用的制造方法不仅生产工艺简便，成本低廉，用该方法所制造的轻质绝热板干燥后试样的显气孔率40～60％，体积密度1.0～1.5g/cm3，常温耐压强度10～20MPa，具有强度大、热导率低、绝热效果好的特点，适合用于钢包、铁水包、中间包等高温高负荷容器的保温。
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，并非对保护范围的限制。
实施例1
一种轻质绝热板及其制造方法。以70～80wt％的镁橄榄石和20～30wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合料15～20wt％的三聚磷酸钠和六偏磷酸钠；混碾3～5min，出料后困料，困料2～6小时；成型，最后在100～150℃条件下恒温干燥。
本实施例1中：三聚磷酸钠和六偏磷酸钠按质量比为1:1混合，浓度为20～22％；镁橄榄石原料粒度为2～0mm；膨胀蛭石原料粒径为≤10目；成型为液压机成型，成型压力为4～20MPa。
用该方法所制造的轻质绝热板，干燥后的试样显气孔率为58～60％，体积密度为1.20～1.25g/cm3，常温耐压强度为14～15MPa。
实施例2
一种轻质绝热板及其制造方法。以60～70wt％的镁橄榄石和30～40wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合料12～15wt％的硫酸镁，浓度为22～25％；混碾3～5min，出料后困料，困料时间6～10小时，经液压机成型，成型压力为20～40MPa；最后在300～350℃条件下恒温干燥。
本实施例2中：镁橄榄石原料粒度为2～0mm；膨胀蛭石原料粒径为≤10目。
用该方法所制造的轻质绝热板，干燥后的试样显气孔率为54～58％，体积密度为1.3～1.4g/cm3，常温耐压强度为15～16MPa。
实施例3
一种轻质绝热板及其制造方法。以50～60wt％的镁橄榄石和40～50wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合料10～12wt％的硫酸铝，浓度为22～25％；混碾3～5min，出料后困料，困料时间10～15小时，经液压机成型，成型压力为40～50MPa；最后在240～250℃条件下恒温干燥。
本实施例3中：镁橄榄石原料粒度为2～0mm；膨胀蛭石原料粒径为≤10目。
用该方法所制造的轻质绝热板，干燥后的试样显气孔率为52～55％，体积密度为1.25～1.30g/cm3，常温耐压强度为16～17MPa。
实施例4
一种轻质绝热板及其制造方法。以40～50wt％的镁橄榄石和50～60wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合料10～12wt％的磷酸二氢铝，浓度为25～28％；混碾3～5min，出料后困料，困料时间15～20小时，经液压机成型，成型压力为40～50MPa；最后在500～600℃条件下恒温干燥。
本实施例4中：镁橄榄石原料粒度为2～0mm；膨胀蛭石原料粒径为≤10目。
用该方法所制造的轻质绝热板，干燥后的试样显气孔率为50～52％，体积密度为1.30～1.35g/cm3，常温耐压强度为17～18MPa。
实施例5
一种轻质绝热板及其制造方法。以30～40wt％的镁橄榄石和60～70wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合料8～10wt％的硫酸镁和硫酸铝，浓度为25～28％；混碾3～5min，出料后困料，困料时间18～24小时，经液压机成型，成型压力为50～60MPa；最后在400～500℃条件下恒温干燥。
本实施例5中：镁橄榄石原料粒度为2～0mm；膨胀蛭石原料粒径为≤10目。
用该方法所制造的轻质绝热板，干燥后的试样显气孔率为47～50％，体积密度为1.35～1.40g/cm3，常温耐压强度为18～19MPa。
实施例6
一种轻质绝热板及其制造方法。以20～30wt％的镁橄榄石和70～80wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合料5～8wt％的磷酸，浓度为20～25％；混碾3～5min，出料后困料，困料时间8～16小时，经液压机成型，成型压力为60～70MPa；最后在300～400℃条件下恒温干燥。
本实施例6中：镁橄榄石原料粒度为2～0mm；膨胀蛭石原料粒径为≤10目。
用该方法所制造的轻质绝热板，干燥后的试样显气孔率为43～47％，体积密度为1.40～1.50g/cm3，常温耐压强度为19～20MPa。
实施例7
一种轻质绝热板及其制造方法。以10～20wt％的镁橄榄石和80～90wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合料5～8wt％的磷酸镁水泥，浓度为28～30％；混碾3～5min，出料后困料，困料时间16～24小时，经液压机成型，成型压力为70～80MPa；最后在150～300℃条件下恒温干燥。
本实施例6中：镁橄榄石原料粒度为2～0mm；膨胀蛭石原料粒径为≤10目。
用该方法所制造的轻质绝热板，干燥后的试样显气孔率为43～47％，体积密度为1.40～1.50g/cm3，常温耐压强度为19～20MPa。
本具体实施方式所采用的制造方法不仅生产工艺简便，成本低廉，用该方法所制造的轻质绝热板干燥后的试样显气孔率40～60％，体积密度1.00～1.50g/cm3，常温耐压强度10～20MPa，具有强度大、热导率低、绝热效果好的特点，适合用于钢包、铁水包、中间包等高温高负荷容器的保温。

Claims (7)

1.一种轻质绝热板的制造方法，其特征在于以10～80wt％的镁橄榄石和20～90wt％的膨胀蛭石为原料，在混碾机中混碾1～2min，再外加上述混合5～20wt％的无机结合剂，混碾3～5min，出料后困料，成型，最后在100～600℃条件下恒温干燥。
2.根据权利要求1所述的轻质绝热板的制造方法，其特征在于所述的无机结合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸镁、硫酸铝、磷酸二氢铝、磷酸、磷酸镁水泥中的一种或几种混合物的溶液，浓度为20～30％。
3.根据权利要求1所述的轻质绝热板的制造方法，其特征在于所述的镁橄榄石原料粒度为2～0mm。
4.根据权利要求1所述的轻质绝热板的制造方法，其特征在于所述的膨胀蛭石原料粒径为≤10目。
5.根据权利要求1所述的轻质绝热板的制造方法，其特征在于所述的困料的时间为2～24小时。
6.根据权利要求1所述的轻质绝热板的制造方法，其特征在于所述的成型为液压机成型，成型压力为4～80MPa。
7.根据权利要求1～6项中任一项所述的轻质绝热板的制造方法所制造的轻质绝热板。
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