CN101857447B - 红柱石蜂窝蓄热体及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红柱石蜂窝蓄热体及制备方法。红柱石的化学性质及物理性质尤其适合制备蓄热体。本发明配方包括了红柱石、氧化铝、高岭土、滑石粉、长石粉，利用了红柱石在加热转化成莫来石的过程中，可以形成良好的莫来石网络，体积膨胀约4％的特点制备而成。使得本发明具有更高的耐火性能，耐火度可达1800℃以上，且耐骤冷骤热，机械强度大，抗热冲击力强，抗渣性强，荷重转化点高，并具有极高的化学稳定性和极强的抗化学腐蚀性。蓄热能量比普通堇青石蜂窝陶瓷高出40％以上，产品吸水率在3-6％之间，比堇青石蜂窝陶瓷蓄热体的12％吸水率低6-9个百分点，是一种较理想的蓄热体。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种红柱石蜂窝蓄热体，是利用红柱石粉料为主料制备而成，本发明能达到蓄热、节能、降低工业废气排放目的。本发明还涉及该蜂窝蓄热体的制备方法。
背景技术
蓄热体是蓄热式燃烧器的关键部件，广泛用于钢铁、机械、建材、石化、有色金属冶炼等行业的各种加热炉、热风炉、热处理炉、裂解炉、烘烤器、熔化炉、均热炉、油气锅炉等炉窑中及交通运输中，可以最大限度地回收烟气的热量，再将助燃空气和煤气加热到1000℃以上，是节能减排的有效手段，蓄热体的普及使用，社会效益不可估量，极大地缓解能源紧缺的状况，有效地改善了人类的生存环境。蓄热体的技术发展比较快，在形状、尺寸上，先后出现了蜂窝体、蓄热球和管状蓄热体；在材质上，由传统的金属、陶瓷蓄热体包括堇青石质和莫来石发展到近年来的高性能无机盐、陶瓷基复合蓄热体。这些制备蓄热体的技术发展方向给予我们很好的技术启发，然而现有蓄热体在材质采用及制备方法上还存在着很大的发展空间。经检索，并未发现有采用红柱石制备蓄热体的技术披露。红柱石是目前已知的优质耐火材料之一，它除用作冶炼工业的高级耐火材料，技术陶瓷工业的原料以外，还可冶炼高强度轻质硅铝合金，制作金属纤维。而红柱石的化学性质及物理性质尤其适合制备蓄热体。目前，用红柱石制备蓄热体还是一个空白。
发明目的
本发明的目的是制备一种红柱石蜂窝蓄热体，利用了红柱石具有更高的耐火性能，较强的抗冲击力强，极高的化学稳定性的特点，克服现有蓄热体密度低，耐高温性差及使用寿命短的不足。本发明的另一目的是提供了红柱石蜂窝蓄热体的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取了这样的技术方案：红柱石蜂窝蓄热体，料包括下述重量百分比的原料：
红柱石60-70％ 氧化铝3-10％ 高岭土10-15％
滑石粉5-10％ 长石粉5-10％。
上述原料均指的是粉碎度为200-800目的细粉。
所述红柱石中含有氧化铝35-65％、氧化硅35-43、氧化铁0.5-1％及小于3％的钾、钠和钙；
所述氧化铝指的是含铝量90-99％的氧化铝；
所述高岭土中含有氧化铝15-45％、氧化硅45-55、氧化铁0.5-1％及小于3％的钾、钠和钙；
所述滑石粉指的是指含镁25-35％，氧化硅50-65％、氧化铁0.1-0.5％、氧化铝0.1-15％的滑石粉；
所述长石中含有氧化铝35-65％、氧化硅15-30、氧化铁0.1-0.5％及15-23％的钾、钠和钙。
上述原料的制备方法是：
(1)取上述原料于混合器搅拌30-50分钟，达到粉体混合均匀；
(2)将混合均匀的粉料加入8-20％的水、5-15％的工业羧甲基纤维素(CMC)混合均匀，再加入3-10％的植物油用捏合机进行捏合得到泥料备用；
(3)将捏合好的泥料用炼泥机进行初炼1-3小时，初炼出来的泥料进行密封成腐25-100小时，使水分均化，成腐后的泥料再用真空炼泥机进行精炼抽真空至空气为0，成为合格泥料；
(4)将精炼抽真空后的合格泥料装入蜂窝陶瓷专用压机进行压坯，压机的压力为50-200吨压力，压出的坯体根据需要的规格进行切割；
(5)将切割好后的坯体装入微波炉进行微波干燥，干燥后根据所需规格再用切割机进行切割精选；
(6)将切割好、干燥好的坯体装入高温窑炉进行烧结，烧结温度是1350-1700摄氏度，烧结时间为20-40个小时，得到本发明。
采取上述措施的本发明，利用了红柱石在加热转化成莫来石的过程中，可以形成良好的莫来石网络，体积膨胀约4％的特点。这是一种不可逆的晶体转化过程，从而使得本发明具有更高的耐火性能，耐火度可达1800℃以上，且耐骤冷骤热，机械强度大，抗热冲击力强，抗渣性强，荷重转化点高，并具有极高的化学稳定性(甚至不溶于氢氟酸)和极强的抗化学腐蚀性。蓄热能量比普通堇青石蜂窝陶瓷高出40％以上，产品吸水率在3-6％之间，比堇青石蜂窝陶瓷蓄热体的12％吸水率低6-9个百分点，能较好地节约能源、降低工业废气排放，是一种较理想的蓄热体。
具体实施方式
实施例1
原料配方：
红柱石480公斤、高岭土120公斤、氧化铝40公斤(含量98％)、滑石80公斤和长石80公斤；
制备方法：
(1)按所需原料的配比进行合成，将粉料装进混合器搅拌50分钟，达到粉体均匀；
(2)将搅拌均匀的粉料加入25-75公斤的工业羧甲基纤维素(CMC)和10-40公斤的桐油或亚麻油做为粘性材料用捏合机进行捏合；
(3)将捏合好的泥料用炼泥机进行初炼，初炼出来的泥料进行密封成腐100小时，成腐后的泥料再用真空炼泥机进行精炼抽真空至空气为0；
(4)将精炼抽真空后的泥料装入蜂窝陶瓷专用压机，压机的压力为80吨压力，压机所装的模具150*150mm，目数为表面积43*43孔，泥料装入压机料筒后进行压坯，压出的坯体根据需要长度的规格进行切割；
(5)将切割好后的坯体装入微波炉进行微波干燥至，干燥后根据所需规格长度再用切割机进行切割精选；
(6)将切割好、干燥好的坯体装入高温窑炉进行烧结，烧结温度为从初始温度至1500摄氏度，烧结时间为20-40个小时，冷却后出窑得出红柱石蜂窝蓄热体。
实施例2
原料配方：
红柱石560公斤、高岭土80公斤、氧化铝80公斤(含量98％)、滑石40公斤和长石40公斤；
制备方法：与实施例1相同。
实施例3
原料配方：
红柱石520公斤、高岭土100公斤、氧化铝50公斤(含量98％)、滑石60公斤和长石60公斤；
制备方法：与实施例1相同。
Claims (1)
1.红柱石蜂窝蓄热体，其特征是所述的蓄热体包括下述重量百分比的原料：
红柱石60-70％ 氧化铝3-10％ 高岭土10-15％
滑石粉5-10％ 长石粉5-10％；
上述原料均指的是粉碎度为200-800目的细粉；
所述红柱石中含有氧化铝35-65％、氧化硅35-43％、氧化铁0.5-1％及小于3％的钾、钠和钙，其成份含量之和是100％；
所述氧化铝指的是含铝量90-99％的氧化铝；
所述高岭土中含有氧化铝15-45％、氧化硅45-55％、氧化铁0.5-1％及小于3％的钾、钠和钙；
所述滑石粉指的是指含镁25-35％，氧化硅50-65％、氧化铁0.1-0.5％、氧化铝0.1-15％的滑石粉；
所述长石粉中含有氧化铝35-65％、氧化硅15-30％、氧化铁0.1-0.5％及15-23％的钾、钠和钙；
红柱石蜂窝蓄热体由下述方法制备：
(1)取上述原料于混合器搅拌30-50分钟，达到粉料混合均匀；
(2)将混合均匀的粉料加入8-20％的水、5-15％的工业羧甲基纤维素混合均匀，再加入3-10％的植物油用捏合机进行捏合得到泥料备用；
(3)将捏合好的泥料用炼泥机进行初炼1-3小时，初炼出来的泥料进行密封陈腐25-100小时，使水分均化，陈腐后的泥料再用真空炼泥机进行精炼抽真空至空气为0，成为合格泥料；
(4)将精炼抽真空后的合格泥料装入蜂窝陶瓷专用压机进行压坯，压机的压力为50-200吨压力，压出的坯体根据需要的规格进行切割；
(5)将切割好后的坯体装入微波炉进行微波干燥，干燥后根据所需规格再用切割机进行切割精选；
(6)将切割好、干燥好的坯体装入高温窑炉进行烧结，烧结温度是1350-1700摄氏度，烧结时间为20-40个小时，即得。
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