CN101786893A - 利用废耐火窑具制备节能型高抗热震性窑炉结构材料及其方法 - Google Patents
利用废耐火窑具制备节能型高抗热震性窑炉结构材料及其方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种利用废耐火窑具制备节能型高抗热震性窑炉结构材料及其方法。包括下述重量比的物料：骨料40-90％，复合基质料10-60％，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加：晶核剂0.5-10％，添加剂1.0-7.0％，粘结剂0.5-5.0％，分散剂0.1-1.5％，水10-20％，其中：骨料，选自堇青石-莫来石、堇青石质和莫来石质耐火窑具废料熟料，废莫来石熟料占10-50％；废莫来石-堇青石复合熟料或废堇青石熟料占50-90％；添加剂为含钾的矿化物。以窑具废料为骨料，对废资源综合利用、改善生态环境、为社会节能降耗有重要意义。
Description
技术领域：
本发明涉及一种利用废耐火窑具制备节能型高抗热震性窑炉结构材料及其方法。
背景技术：
窑体、窑车结构系统，包括梭式窑、隧道窑、辊道窑窑炉吊顶结构系统、窑墙系统、中空围砖窑车系统等。所述系统传统所用的耐火材料主要是耐火砖，耐火砖包括重质砖和轻质砖。
窑炉在烧炉作业过程中，除了要供给烧制件所需的热能外，还要供给窑体、窑车结构系统所需的热能。由于耐火砖为实心结构，且比重大，要吸收大量的热能，能源损耗大。
另外，窑炉在烧炉作业中，需要大量用于放置或/和隔离烧制件的耐火窑具。由于窑具是易损件，将产生大量的窑具废料。现有的窑具废料无利用价值，只作为坑洼地的填垫物。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有耐火砖的特点和窑具废料，提供一种利用废耐火窑具制备的节能型高抗热震性窑炉结构材料及其生产方法。
本发明所述的利用废耐火窑具制备的节能型高抗热震性窑炉结构材料，包括下述重量比的物料：骨料40-90％，复合基质料10-60％，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加：晶核剂0.5-10％，添加剂1.0-7.0％，粘结剂0.5-5.0％，分散剂0.1-1.5％，水10-20％，其中：
(1)骨料，选自堇青石-莫来石、堇青石质和莫来石质耐火窑具废料熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度≤0.71mm，废莫来石熟料占重量比的10-50％；废莫来石-堇青石复合熟料或废堇青石熟料占重量比的50-90％；
(2)复合基质料，包括下述重量比的物料：高岭土20-30％、氧化镁细粉(包括滑石、蛇纹石、镁质粘土、绿泥石)15-25％、氧化硅微粉1.0-10％、Al2O3粉0-10％、蓝晶石族矿物(包括：硅线石、红柱石、蓝晶石三种同质异相的矿物)3.0-12％、莫来石细粉15-40％，粒度均为≤200目；
(3)晶核剂为堇青石微粉或氧化锆微粉，以堇青石微粉为晶核剂时，加入量为1-10％，以氧化锆微粉为晶核剂时，加入量为0.5-5％，粒度要求≤325目；
(4)添加剂为含钾的矿化物，粒度≤325目；
(5)粘结剂为糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素或/和亚硫酸纸浆废液；
(6)分散剂为聚丙烯酸钠、萘磺酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或/和酒石酸。
本发明所述的利用废耐火窑具制备节能型高抗热震性窑炉结构材料的方法，其工艺包括：
(1)配料：包括下述重量比的物料：骨料40-90％，复合基质料10-60％，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加：晶核剂0.5-10％，添加剂1.0-7.0％，粘结剂0.5-5.0％，分散剂0.1-1.5％，水10-20％，其中：
(A)骨料，选自堇青石-莫来石、堇青石质和莫来石质耐火窑具废料熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度≤0.71mm，废莫来石熟料占重量比的10-50％；废莫来石-堇青石复合熟料或废堇青石熟料占重量比的50-90％；
(B)复合基质料，包括下述重量比的物料：高岭土20-30％、氧化镁细粉(包括滑石、蛇纹石、镁质粘土、绿泥石)15-25％、氧化硅微粉1.0-10％、Al2O3粉0-10％、蓝晶石族矿物(包括：硅线石、红柱石、蓝晶石三种同质异相的矿物)3.0-12％、莫来石细粉15-40％，粒度≤200目；
(C)晶核剂为堇青石微粉或氧化锆微粉，粒度≤325目；
(D)添加剂为含钾的矿化物，粒度≤325目；
(E)粘结剂为糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素或/和亚硫酸纸浆废液；
(F)分散剂为聚丙烯酸钠、萘磺酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或/和酒石酸；
(2)混合配料；
(3)真空练泥，将工艺(2)所述物料在真空练泥搅拌机中搅拌，真空度≤0.095Mpa；
(4)挤出成型，利用模具及成型挤出机，挤出成型；
(5)干燥，干燥后含水量≤1％；
(6)烧成，产品经干燥后于高温炉中晶化烧成，温度为1330℃-1410℃，保温8-12小时。
本发明，具有如下积极效果：
1、以窑具废料(堇青石-莫来石、堇青石质、莫来石质废耐火窑具)为骨料，对废资源综合利用、改善生态环境有重要意义；
2、由于复合基质料中其晶体大部份为堇青石晶体，但堇青石的烧结温度范围很窄，只有15-20℃，给烧成工艺控制造成很大的困难，配料中，加入钾矿化剂成份，使烧结温度范围达到40-60℃，从而使基质料的堇青石晶体的纯度得到保证；
3、本结构材料采用模具及成型挤出机挤出成型，生产效率高，成本低；
4、本发明适用于生产窑炉吊顶结构系统、窑墙系统、中空围砖窑车系统等的结构材料，具有轻质隔热、结构紧凑、安全可靠、施工方便等优点；
5、本窑炉结构材料代替传统的耐火材料，产品低能耗是传统重质耐火砖的30％，是比重1.0g/cm3的轻质砖的70％，用于窑炉结构材料和耐火纤维做窑体、窑车车衬、吊顶结构系统、窑墙系统时，产品热耗是传统重质耐火砖的26.2-28.2％，是比重1.0g/cm3的轻质砖做车衬时的61.1-66％；
6、使用温度：窑炉吊顶及窑体≤1200℃、窑车结构≤1300℃
具体实施方式：
实施例1、利用废耐火窑具制备的节能型高抗热震性窑炉结构材料。
由下述重量比的物料构成：骨料75kg，复合基质料25kg，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加：氧化锆微粉3kg，钾长石4.5kg，粒度≤325目；糊精2kg、甲基纤维素(MC)1.5kg；聚丙烯酸钠1kg；水15kg，其中：
(1)骨料，选用堇青石质和莫来石质耐火窑具废料熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度≤0.71mm(过22目筛)，莫来石质耐火窑具废料熟料30kg；堇青石质耐火窑具废料熟料45kg；
(2)复合基质料，由下述重量比的物料组成：高岭土6kg、镁质粘土5kg、氧化硅微粉2kg、Al2O3粉2kg、蓝晶石2.5kg、莫来石细粉7.5kg，粒度均为≤200目。
实施例2、利用废耐火窑具制备节能型高抗热震性窑炉结构材料的方法，其工艺包括：
(1)配料：按实施例1的方法备料、配料；
(2)混合配料，将配方量的水和所有物料混合搅拌均匀；
(3)真空练泥，将工艺(2)所述物料在真空练泥搅拌机中搅拌，真空度≤0.095Mpa；
(4)挤出成型，利用模具及成型挤出机，挤出成型；
(5)干燥，干燥后含水量≤1％；
(6)烧成，产品经干燥后于高温炉中晶化烧成，温度为1330℃-1410℃，保温8-12小时。
Claims (2)
1.一种利用废耐火窑具制备的节能型高抗热震性窑炉结构材料，包括下述重量比的物料：骨料40-90％，复合基质料10-60％，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加：晶核剂0.5-10％，添加剂1.0-7.0％，粘结剂0.5-5.0％，分散剂0.1-1.5％，水10-20％，其中：
(1)骨料，选自堇青石-莫来石、堇青石质和莫来石质耐火窑具废料熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度≤0.71mm，废莫来石熟料占重量比的10-50％；废莫来石-堇青石复合熟料或废堇青石熟料占重量比的50％-90％；
(2)复合基质料，包括下述重量比的物料：高岭土20-30％、氧化镁细粉15-25％、氧化硅微粉1.0-10％、Al2O3粉0-10％、蓝晶石族矿物3.0-12％、莫来石细粉15-40％，粒度均为≤200目；
(3)晶核剂为堇青石微粉或氧化锆微粉，粒度≤325目；
(4)添加剂为含钾的矿化物，粒度≤325目；
(5)粘结剂为糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素或/和亚硫酸纸浆废液；
(6)分散剂为聚丙烯酸钠、萘磺酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或/和酒石酸。
2.一种利用废耐火窑具制备节能型高抗热震性窑炉结构材料的方法，其工艺包括：
(1)配料：包括下述重量比的物料：骨料40-90％，复合基质料10-60％，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加：晶核剂0.5-10％，添加剂1.0-7.0％，粘结剂0.5-5.0％，分散剂0.1-1.5％，水10-20％，其中：
(A)骨料，选自堇青石-莫来石、堇青石质和莫来石质耐火窑具废料熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度≤0.71mm，废莫来石熟料占重量比的10-50％；废莫来石-堇青石复合熟料或废堇青石熟料占重量比的50-90％；
(B)复合基质料，包括下述重量比的物料：高岭土20-30％、氧化镁细粉15-25％、氧化硅微粉1.0-10％、Al2O3粉0-10％、蓝晶石族矿物3.0-12％、莫来石细粉15-40％，粒度均为≤200目；
(C)晶核剂为堇青石微粉或氧化锆微粉，粒度≤325目；
(D)添加剂为含钾的矿化物，粒度≤325目；
(E)粘结剂为糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素或/和亚硫酸纸浆废液；
(F)分散剂为聚丙烯酸钠、萘磺酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或/和酒石酸；
(2)混合配料，将配方量的水和所有物料混合搅拌均匀；
(3)真空练泥，将工艺(2)所述物料在真空练泥搅拌机中搅拌，真空度≤0.095Mpa；
(4)挤出成型，利用模具及成型挤出机，挤出成型；
(5)干燥，干燥后含水量≤1％；
(6)烧成，产品经干燥后于高温炉中晶化烧成，温度为1330℃-1410℃，保温8-12小时。
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