CN104086199B - 一种泡沫轻质莫来石耐火浇注料及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泡沫轻质莫来石耐火浇注料及其制造工艺，其配方为：合成莫来石60-70％、氧化铝微粉0-5％、硅灰10-20％、铝酸钙水泥10-25％、高强石膏1-5％、外加植物蛋白发泡剂0.1-0.8％、外加柠檬酸0.2-1.0％、外加三聚磷酸钠0-0.8％、外加混凝土用第三代减水剂0.05-0.2％、外加聚丙烯纤维0.1-0.8％、外加水50-70％。制造工艺为：将植物发泡剂加入成型设备的发泡筒，用1∶20的水稀释，再吹入压缩空气制取泡沫；按上述配比称取剩余的原料，加入成型设备的拌料筒，后加剩余的水拌合成料浆，将料浆和泡沫分别压入管道，在管道中混合成为流态泡沫混凝土，将混凝土注入模具，经养护、脱模、干燥制成可耐高温作用的轻质隔热整体性耐火材料，具有耐高温、低导热、长寿命和环保友好的优点。

Description

一种泡沫轻质莫来石耐火浇注料及其制造工艺

技术领域

本发明为一种用于高温窑炉的轻质耐火浇注料，适合通过现场浇筑形成轻质的耐高温衬体。首先，以合成莫来石、铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅灰和外加剂为原料制成料浆，通过液压送到管道；其次，发泡剂与一定比例的水混合再与压缩空气混合，在管道中形成细密的泡沫；再次，在管道中混合料浆和泡沫形成泡沫混凝土；然后，用将混凝土注入模具，经养护、脱模、干燥制成可耐高温作用的轻质隔热整体性耐火材料。

背景技术

目前，高温窑炉主要使用氧化铝空心球、轻质高铝、轻质粘土、耐火纤维制品板、以及硅酸钙五大类隔热耐火材料。其中，隔热效能最高的材料为耐火纤维制品和硅酸钙耐火制品。但是，这些高效能的隔热材料效果不稳定。受高温长期作用后，纤维会发生变质、粉化。纤维粉化后，不仅导致制品丧失隔热功能，而且造成严重的环保问题。由于粉化物吸入后有害人体健康，欧盟已将硅酸铝耐火纤维列为第二类可能致癌的物质。至于硅酸钙制品，其一次结构单元为微小的硬钙硅石纤维，二次结构单元为纤维聚集而成的栗壳状球体。由于硬钙硅石的熔点很低，硅酸钙制品的短期最高使用温度为1000℃，长期安全使用温度在700℃以下。因此，需要开发一种耐高温、低导热、长寿命和环保友好的隔热耐火浇注料。

发明内容

本发明研究一种泡沫轻质莫来石耐火浇注料及其制造工艺，以合成莫来石、铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅灰和外加剂(植物蛋白发泡剂、高强石膏促凝剂、柠檬酸缓凝剂、第三代减水剂)为原料制成料浆，通过液压送到管道；其次，发泡剂与一定比例的水混合再与压缩空气混合，在管道中形成细密的泡沫；再次，在管道中混合水泥浆和泡沫形成泡沫混凝土；然后，用将泡沫混凝土浆注入模具，经养护、脱模、干燥、烧成后制成坯体；最后，将坯体切割成具有固定尺寸的耐火制品。本发明的优点如下：

1)整个泡沫体的制备以自动控制的方式管道中进行，起提高生产效率、减轻环境污染、减少人为因素的干扰的作用，以保证所制泡沫混凝土浆体的质量。

2)采用第三代发泡剂中的植物蛋白原料，以制取高质量泡沫。

3)采用高强石膏作为促凝剂，初凝以后迅速固化浆体，以获得具有细密气孔的固体。

4)采用柠檬酸和三聚磷酸钠作为缓凝剂，以获得流动性良好的浆体并控制浆体初凝时间。由于缓凝剂溶解速度快但数量少，缓凝剂在水化初期控制液相的性质。由于固化剂和促凝剂的溶解慢，但数量占优，水化中期以后固化剂和促凝剂就控制液相的性质。随缓凝剂消耗殆尽，水泥、石膏迅速水化，形成水化硫铝酸钙，使浆体快速终凝。由此，形成具有初凝≥1h，终凝≤2h的性能和良好流动性的细密稳定泡沫体，并使该泡沫体能可靠地固化成轻质高强材料。

5)最重要一点，采用合成莫来石作原料。经1000℃左右的热处理，材料中的铝酸钙水泥矿物就可以和硅灰反应形成钙长石CAS₂，生成高温下稳定的钙长石结合莫来石组织。进而，温度升高后，上述莫来石-钙长石组织就能使材料获得优良的耐高温性，从而可能直接用于受侵蚀和机械力作用较小高温窑炉的工作层。

本发明所述耐火浇注料的重量百分比配比为：

所述合成莫来石为市售商品，要求磨细至180目(88μm筛余≤10％)，所述氧化铝微粉为市售商品，要求其d₅₀(50％筛余分界尺寸)≤5μm，所述硅灰、铝酸钙水泥为市售商品，所述高强石膏为指标达到《α型高强石膏》(JC/T2038-2010)要求的市售产品，所述植物蛋白为茶皂素系或皂角苷系市售植物蛋白发泡剂，所述柠檬酸、三聚磷酸钠、建筑混凝土用第三代减水剂、聚丙烯纤维均为市售同名产品。

本发明所述制造工艺为：将配方比例的植物发泡剂加入成型设备的发泡筒，用1∶20的水稀释，再吹入压缩空气制取泡沫，按配比称取剩余的原料，加入成型设备的拌料筒，后加剩余的水拌合成料浆，将料浆和泡沫分别压入管道，在管道中混合成为流态泡沫混凝土；然后，将混凝土注入模具，经养护、脱模、干燥制成可耐高温作用的轻质隔热整体性耐火材料。

具体实施方式

实施例1

采用配比：180目莫来石粉67％、硅灰15％、纯铝酸钙水泥15％、高强石膏3％；外加：茶皂素发泡剂0.5％、柠檬酸0.5％、三聚磷酸钠0.5％，第三代减水剂0.1％，聚丙烯纤维0.2％，水60％。首先，将植物发泡剂加入成型设备的发泡筒，用1∶20的水稀释，再吹入压缩空气制取泡沫；其次，按称取剩余的原料，加入拌料筒后加剩余的水拌合成料浆；接着，将料浆和泡沫分别压入管道，在管道中混合成为流态泡沫混凝土；然后，用将泡沫混凝土浆注入模具，经养护、脱模、和110℃×24小时干燥制得耐火浇注料坯体。经检验，制品的分类温度≥1300℃，密度＝400kg/cm³、耐压强度＝0.41MPa，导热系数＝0.09w/mk。

实施例2

采用配比：180目莫来石粉60％、硅灰18％、纯铝酸钙水泥20％、高强石膏2％；；外加：茶皂素发泡剂0.3％、柠檬酸0.6％、三聚磷酸钠0.2％，第三代减水剂0.1％，聚丙烯纤维0.2％，水55％。首先，将植物发泡剂加入成型设备的发泡筒，用1∶20的水稀释，再吹入压缩空气制取泡沫；其次，按称取剩余的原料，加入拌料筒后加剩余的水拌合成料浆；接着，将料浆和泡沫分别压入管道，在管道中混合成为流态泡沫混凝土；然后，用将泡沫混凝土浆注入模具，经养护、脱模、在110℃×4小时干燥、烧成后制成浇注料坯体。经检验，制品的分类温度≥1300℃，密度＝530kg/cm³、耐压强度＝1.3MPa，导热系数＝0.15w/mk。经过实验，制取了使用温度高、导热系数低，长期使用后不粉化，不产生有害人体健康物质的新型隔热不定型耐火材料。

Claims (2)

1.一种泡沫轻质莫来石耐火浇注料，其特征在于：所述浇注料的重量百分比的配方为：

所述合成莫来石为市售商品，要求磨细至180目，所述氧化铝微粉为市售商品，要求其d₅₀)≤5μm，所述硅灰、铝酸钙水泥为市售商品，所述高强石膏为市售产品，所述植物蛋白为茶皂素系或皂角苷系市售植物蛋白发泡剂，所述柠檬酸、三聚磷酸钠、建筑混凝土用第三代减水剂、聚丙烯纤维均为市售同名产品。

2.一种生产权利要求1所述浇注料的制造工艺，其特征为：将配方比例的植物发泡剂加入成型设备的发泡筒，用1∶20的水稀释，再吹入压缩空气制取泡沫，按上述配比称取剩余的原料，加入成型设备的拌料筒，后加剩余的水拌合成料浆，将料浆和泡沫分别压入管道，在管道中混合成为流态泡沫混凝土，将混凝土注入模具，经养护、脱模、干燥制成可耐高温作用的轻质隔热整体性耐火材料。