CN101768006A - 一种玻璃熔窑用轻质耐火材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃熔窑用轻质耐火材料，由以下重量百分含量的原料制成：微孔莫来石轻质骨料40～60％，高温水泥5～15％，硅微粉5～10％，高铝微粉6～18％，粘土粉4～12％，膨胀剂2～8％，减水剂0.1～0.3％。本发明玻璃熔窑用轻质耐火材料具有比重小、重量轻、强度高、抗热震性好、耐火度高(＞1650℃)、导热系数小等优点。用本发明玻璃熔窑用轻质耐火材料代替普通的大型粘土砖材料用在玻璃熔窑上，可以大大减轻窑体重量，可减轻重量达30～60％，可减少热容量，抗热震性能好，窑炉的使用寿命得到极大的提高，同时节约成本，导热系数小，保温效果好，热损失少，显著提高了热利用效率，节约了能源，降低了成本。

Description

一种玻璃熔窑用轻质耐火材料
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，特别涉及一种玻璃熔窑用轻质耐火材料。
背景技术
我国是世界上最大的发展中国家，也是世界上第二大能源生产国和消费国，但是我国的能源利用效率低，只有35％左右，远低于发达国家水平。要实现经济社会的可持续发展，必须走节约资源的道路，同时还要不断提高能源利用效率。
工业窑炉是工业生产中的主要耗能设备，其节能问题是当前的一个重要课题。以浮法玻璃工业窑炉为例，目前浮法玻璃工业窑炉一般都采用大型粘土砖砌筑，该砖体积密度通常都大于2.40g/cm3，导热系数大于1.00W/m·k(热面1000℃)，用该砖砌筑的玻璃工业窑炉热容量大，散热快，保温性能及抗热震性能差，所以导致玻璃窑炉能耗高，热效率低，温度不易控制，且使用寿命短。
发明内容
本发明的目的是提供一种比重小，重量轻，导热系数小的玻璃熔窑用轻质耐火材料。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种玻璃熔窑用轻质耐火材料，由以下重量百分含量的原料制成：微孔莫来石轻质骨料40～60％，高温水泥5～15％，硅微粉5～10％，高铝微粉6～18％，粘土粉4～12％，膨胀剂2～8％，减水剂0.1～0.3％。
其中，微孔莫来石轻质骨料的粒径为0.1～8mm，Al2O3的重量百分含量≥45％，Fe2O3的重量百分含量≤0.6％，微孔莫来石轻质骨料的体积密度为1.0～1.8g/cm3，显气孔率为30～60％，桶压强度≥15Mpa，气孔孔径D50≤80um，莫来石相含量≥45％；高温水泥为纯铝酸钙水泥，Al2O3的重量百分含量≥65％，比表面积≥10000cm2/g；硅微粉中SiO2的重量百分含量≥90％，粒度小于1um的硅微粉的重量百分含量＞85％；高铝微粉中Al2O3的重量百分含量≥65％，Fe2O3的重量百分含量≤1.2％，细度为320目；粘土粉中Al2O3的重量百分含量≥40％，Fe2O3的重量百分含量≤1.2％，细度为400目；膨胀剂为蓝晶石和/或红柱石；减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。
本发明玻璃熔窑用轻质耐火材料的制备方法为：按组成配方配料，加适量水搅拌均匀，然后浇注振动成型，经养护后在110℃条件下烘干，之后在隧道窑或倒焰窑中高温烧结，最后切割、打磨，制成轻质耐火材料。
在养护过程中，本发明的原料高温水泥和硅微粉与水发生反应，产生很高的强度，在烘干后得到了高的低温强度和中温强度；在高温烧结过程中，游离的CaO与高铝微粉中的Al2O3发生反应，形成了高强度的二铝酸钙(CA2)和六铝酸钙(CA6)，硅微粉中的SiO2与高铝微粉中的Al2O3发生反应，形成了抗热震性良好的莫来石相，从而提高了材料的高温强度和抗热震性。
本发明轻质耐火材料的主要晶相为莫来石相、刚玉相、少量的CA2相和CA6相，其中微孔莫来石轻质骨料中的莫来石相和制备过程中生成的莫来石相具有良好的抗热震性，刚玉相具有高耐火度和良好的耐腐蚀性能，CA2相和CA6相具有很高的高温强度。
本发明玻璃熔窑用轻质耐火材料具有比重小、重量轻、强度高、抗热震性好、耐火度高(＞1650℃)、导热系数小等优点。用本发明玻璃熔窑用轻质耐火材料代替普通的大型粘土砖材料用在玻璃熔窑上，可以大大减轻窑体重量，可减轻重量达30～60％，可减少热容量，抗热震性好，窑炉的使用寿命得到极大的提高，同时节约成本，导热系数小，保温效果好，热损失少，显著提高了热能利用效率，节约了能源，降低了成本。
具体实施方式
实施例1
玻璃熔窑用轻质耐火材料，由以下重量百分含量的原料制成：体积密度为1.0g/cm3，粒径为0.1～1mm的微孔莫来石轻质骨料50％，高温水泥15％，硅微粉8％，高铝微粉10％，粘土粉12％，蓝晶石4.7％，三聚磷酸钠0.3％。
实施例2
玻璃熔窑用轻质耐火材料，由以下重量百分含量的原料制成：体积密度为1.25g/cm3，粒径为1～3mm的微孔莫来石轻质骨料40％，高温水泥11.7％，硅微粉10％，高铝微粉18％，粘土粉12％，红柱石8％，六偏磷酸钠0.3％。
实施例3
玻璃熔窑用轻质耐火材料，由以下重量百分含量的原料制成：体积密度为1.45g/cm3，粒径为3～5mm的微孔莫来石轻质骨料60％，高温水泥15％，硅微粉5％，高铝微粉6％，粘土粉11.9％，红柱石1％，蓝晶石1％，六偏磷酸钠0.1％。
实施例4
玻璃熔窑用轻质耐火材料，由以下重量百分含量的原料制成：体积密度为1.8g/cm3，粒径为5～8mm的微孔莫来石轻质骨料58.7％，高温水泥5％，硅微粉10％，高铝微粉16％，粘土粉4％，红柱石6％，三聚磷酸钠0.3％。
对实施例1～实施例4的玻璃熔窑用轻质耐火材料进行了性能测试，具体测试数据见表1所示。
表1各实施例玻璃熔窑用轻质耐火材料的性能测试数据
Figure G201010300256620100113D000031

Claims (8)

1.一种玻璃熔窑用轻质耐火材料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成：
微孔莫来石轻质骨料40～60％，
高温水泥5～15％，
硅微粉5～10％，
高铝微粉6～18％，
粘土粉4～12％，
膨胀剂2～8％，
减水剂0.1～0.3％。
2.根据权利要求1所述的玻璃熔窑用轻质耐火材料，其特征在于，微孔莫来石轻质骨料的粒径为0.1～8mm，其中Al2O3的重量百分含量≥45％，Fe2O3的重量百分含量≤0.6％，微孔莫来石轻质骨料的体积密度为1.0～1.8g/cm3，显气孔率为30～60％，桶压强度≥15Mpa，气孔孔径D50≤80um，莫来石相含量≥45％。
3.根据权利要求1所述的玻璃熔窑用轻质耐火材料，其特征在于，高温水泥为纯铝酸钙水泥，Al2O3的重量百分含量≥65％，比表面积≥10000cm2/g。
4.根据权利要求1所述的玻璃熔窑用轻质耐火材料，其特征在于，硅微粉中SiO2的重量百分含量≥90％，粒度小于1um的硅微粉的重量百分含量＞85％。
5.根据权利要求1所述的玻璃熔窑用轻质耐火材料，其特征在于，高铝微粉中Al2O3的重量百分含量≥65％，Fe2O3的重量百分含量≤1.2％，细度为320目。
6.根据权利要求1所述的玻璃熔窑用轻质耐火材料，其特征在于，粘土粉中Al2O3的重量百分含量≥40％，Fe2O3的重量百分含量≤1.2％，细度为400目。
7.根据权利要求1所述的玻璃熔窑用轻质耐火材料，其特征在于，膨胀剂为蓝晶石和/或红柱石。
8.根据权利要求1所述的玻璃熔窑用轻质耐火材料，其特征在于，减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。
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