CN102584303A - 一种碱性空心球砖及其制备方法 - Google Patents

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王家邦
王立旺
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本发明的目的在于提供一种具有抗侵蚀能力强，耐磨性能好，抗热震性能好的碱性空心球砖及其制备方法，以满足保温隔热的要求。本发明的碱性空心球砖由质量百分含量为35～65％的碱性空心球、质量百分含量为35～65％的粒径小于或等于325目的粉料、结合剂制成。本发明的碱性空心球砖采用碱性空心球来制备高强轻质隔热砖，因此提高了抗碱性材料侵蚀能力、耐磨性能和抗热震性能，可以满足用户的保温隔热的要求。

Description

一种碱性空心球砖及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体地说，涉及到一种碱性空心球砖及其制备方法。
背景技术
在传统能源日益枯竭而新能源发展缓慢的今天，当前最迫切的任务是开发轻质、高强、热震稳定性好、使用温度高且能满足轻质结构高温炉所需的内衬材料，改变传统的超高温窑炉由于采用重质结构而存在的热容量大、升温速率低、能耗大、使用寿命短、中期维修量大等缺点，节约能源，降低能耗，为建设资源节约型社会和人类可持续发展服务。
由于轻质保温材料是通过引入气孔的方式获得低热导率，引入大量气孔会导致轻质材料的重烧线收缩率提高、荷重软化温度降低、高温蠕变严重、耐压强度降低，从而使隔热材料的使用温度很难提高，应用范围受到限制，因此寻找新方法制备新的高温隔热材料一直是各国专家的工作重点。现有的隔热材料中，氧化铝隔热材料品种最多，使用温度高，隔热节能效果好，其中轻质氧化铝空心球陶瓷的应用是隔热材料技术进步的一个标志，它克服了原有泡沫氧化铝产品强度低、高温抗蠕变性能差的缺点，可直接接触火焰，也可作为高温内衬结构材料使用，能够推动传统高温窑炉结构改造，为设计新型窑炉结构奠定基础。目前常用的氧化铝空心球轻质砖大多采用氧化铝粉和磷酸结合，Al2O3含量在95％以上，总体成分比较单一，在抗侵蚀、抗热震性、耐磨性等方面的性能有待提高，使用范围也受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有抗侵蚀能力强，耐磨性能好，抗热震性能好的碱性空心球砖及其制备方法，以满足保温隔热的要求。
本发明的碱性空心球砖由质量百分含量为35～65％的碱性空心球、质量百分含量为35～65％的粒径小于或等于325目的粉料、结合剂制成。
进一步地，为保证碱性空心球与粉料的结合良好，所述碱性空心球的粒径为0.2～5mm。
进一步地，所述碱性空心球为铝钙空心球、镁铝钙空心球、镁钙空心球、镁铝空心球、镁铬空心球、镁铝铬空心球、镁钛空心球、氧化镁空心球、氧化钙空心球中的一种或多种混合物。
进一步地，所述粉料为氧化镁粉、尖晶石粉、白云石粉、铝酸钙粉、氧化铬粉、氧化铝粉、氧化钛粉、氧化钙粉中的一种或多种混合物。
进一步地，所述结合剂为黄糊精溶液、木质磺酸盐溶液、氯化镁溶液、磷酸镁溶液、硫酸镁溶液、液态石蜡中的一种。
本发明提出的上述碱性空心球砖的制备方法包括如下步骤：
A：混料：首先将碱性空心球与结合剂在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入粉料，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经80～150℃烘干后，装窑于1600～1700℃保温4～6小时烧成。
本发明的碱性空心球砖采用碱性空心球来制备轻质隔热材料，因此提高了抗碱性侵蚀能力、耐磨性能和抗热震性能，可以满足用户的保温隔热的要求。
具体实施方式
下面通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
本实施例的碱性空心球砖由质量百分含量为65％的粒径为0.2～5mm的镁铝空心球、质量百分含量为35％的粒径小于或等于325目的尖晶石粉、结合剂制成。备料时所采用的结合剂为黄糊精溶液，其重量为碱性空心球砖重量的8％。
上述碱性空心球砖的制备方法包括如下步骤：
A：混料：首先将镁铝空心球与黄糊精溶液在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入尖晶石粉，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经80℃烘烤24小时，装窑于1700℃保温4小时烧成。
本实施例中制备的碱性空心球砖的体积密度为1.42g/cm3。
实施例2：
本实施例的碱性空心球砖由质量百分含量为10％的粒径为0.2～5mm的镁铝钙空心球、质量百分含量为15％的粒径为0.2～5mm的镁钙空心球、质量百分含量为10％的粒径为0.2～5mm的氧化镁空心球、质量百分含量为33％的粒径小于或等于325目的氧化镁粉、质量百分含量为32％的粒径小于或等于325目的白云石粉、结合剂制成。备料时所采用的结合剂为液态石蜡，其重量为碱性空心球砖重量的12％。
上述碱性空心球砖的制备方法包括如下步骤：
A：混料：首先将镁铝钙空心球、氧化镁空心球、镁钙空心球与液态石蜡在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入氧化镁粉和白云石粉，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经150℃烘烤24小时，装窑于1600℃保温6小时烧成。
本实施例中制备的碱性空心球砖的体积密度为1.85g/cm3。
实施例3：
本实施例的碱性空心球砖由质量百分含量为20％的粒径为0.2～5mm的氧化钙空心球、质量百分含量为40％的粒径为0.2～5mm的氧化镁空心球4、质量百分含量为23％的粒径小于或等于325目的氧化镁粉、质量百分含量为17％的粒径小于或等于325目的氧化钙粉、结合剂制成。备料时所采用的结合剂为液态石蜡，其重量为碱性空心球砖重量的10％。
上述碱性空心球砖的制备方法包括如下步骤：
A：混料：首先将氧化钙空心球、氧化镁空心球与液态石蜡在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入氧化镁粉和氧化钙粉，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经150℃烘烤24小时，装窑于1800℃保温6小时烧成。
本实施例中制备的碱性空心球砖的体积密度为1.55g/cm3。
实施例4：
本实施例的碱性空心球砖由质量百分含量为30％的粒径为0.2～5mm的铝钙空心球、质量百分含量为25％的粒径为0.2～5mm的镁钛空心球、质量百分含量为14％的粒径小于或等于325目的铝酸钙粉、质量百分含量为18％的粒径小于或等于325目的氧化镁粉、质量百分含量为5％的粒径小于或等于325目的氧化铝粉、质量百分含量为8％的粒径小于或等于325目的氧化钛粉、结合剂制成。备料时所采用的结合剂为氯化镁溶液，其重量为碱性空心球砖重量的10％。
上述碱性空心球砖的制备方法包括如下步骤：
A：混料：首先将铝钙空心球、镁钛空心球与氯化镁溶液在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入氧化镁粉、氧化铝粉、铝酸钙粉和氧化钛粉，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经110℃烘烤24小时，装窑于1600℃保温4小时烧成。
本实施例中制备的碱性空心球砖的体积密度为1.62g/cm3。
实施例5：
本实施例的碱性空心球砖由质量百分含量为55％的粒径为0.2～5mm的镁铬空心球、质量百分含量为27％的粒径小于或等于325目的氧化镁粉、质量百分含量为18％的粒径小于或等于325目的氧化铬粉、结合剂制成。备料时所采用的结合剂为硫酸镁溶液，其重量为碱性空心球砖重量的10％。
上述碱性空心球砖的制备方法包括如下步骤：
A：混料：首先将镁铬空心球与硫酸镁溶液在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入氧化镁粉和氧化铬粉，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经100℃烘烤24小时，装窑于1650℃保温4小时烧成。
本实施例中制备的碱性空心球砖的体积密度为1.64g/cm3。
实施例6：
本实施例的碱性空心球砖由质量百分含量为45％的粒径为0.2～5mm的镁铝铬空心球、质量百分含量为32％的粒径小于或等于325目的氧化镁粉、质量百分含量为5％的粒径小于或等于325目的氧化铝粉、质量百分含量为18％的粒径小于或等于325目的氧化铬粉、结合剂制成。备料时所采用的结合剂为磷酸镁溶液，其重量为碱性空心球砖重量的10％。
上述碱性空心球砖的制备方法包括如下步骤：
A：混料：首先将镁铝铬空心球与磷酸镁溶液在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入氧化镁粉、氧化铝粉和氧化铬粉，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经120℃烘烤24小时，装窑于1650℃保温10小时烧成。
本实施例中制备的碱性空心球砖的体积密度为1.72g/cm3。
实施例7：
本实施例的碱性空心球砖由质量百分含量为50％的粒径为0.2～5mm的镁铝空心球、质量百分含量为32％的粒径小于或等于325目的氧化镁粉、质量百分含量为18％的粒径小于或等于325目的氧化铝粉、结合剂制成。备料时所采用的结合剂为木质磺酸盐溶液，其重量为碱性空心球砖重量的10％。
上述碱性空心球砖的制备方法包括如下步骤：
A：混料：首先将镁铝空心球与木质磺酸盐溶液在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入氧化镁粉和氧化铝粉，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经120℃烘烤24小时，装窑于1650℃保温6小时烧成。
本实施例中制备的碱性空心球砖的体积密度为1.70g/cm3。

Claims (6)

1.一种碱性空心球砖，其特征在于由质量百分含量为35～65％的碱性空心球、质量百分含量为35～65％的粒径小于或等于325目的粉料、结合剂制成。
2.根据权利要求1所述的碱性空心球砖，其特征在于所述碱性空心球的粒径为0.2～5mm。
3.根据权利要求1或2所述的碱性空心球砖，其特征在于所述碱性空心球为铝钙空心球、镁铝钙空心球、镁钙空心球、镁铝空心球、镁铬空心球、镁铝铬空心球、镁钛空心球、氧化镁空心球、氧化钙空心球中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1或2所述的碱性空心球砖，其特征在于所述粉料为氧化镁粉、尖晶石粉、白云石粉、铝酸钙粉、氧化铬粉、氧化铝粉、氧化钛粉、氧化钙粉中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1或2所述的碱性空心球砖，其特征在于所述结合剂为黄糊精溶液、木质磺酸盐溶液、氯化镁溶液、磷酸镁溶液、硫酸镁溶液、液态石蜡中的一种。
6.根据权利要求1所述的碱性空心球砖的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A：混料：首先将碱性空心球与结合剂在搅拌机中混合均匀，然后再向搅拌机中加入粉料，搅拌均匀后备用；
B：成型：称量混好的料加入模具中，震动加压成型；
C：烧成：将成型后的坯体取出经80～150℃烘干后，装窑于1600～1800℃保温4～10小时烧成。
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