CN105110801A - 一种泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法，该泡沫轻质耐火浇注料由如下组分组成：1-80重量份的耐火原料，3-80重量份的结合原料，1-8重量份的辅助原料和0.2-0.5重量份发泡剂；该泡沫轻质耐火浇注料制备方法包括：按配方进行称量；发泡剂稀释后加入发泡机中发成合格的泡沫；将耐火原料、结合原料和三聚磷酸钠倒入搅拌机内低速搅拌均匀；加入发好的泡沫和高硅氧纤维后高速搅拌；加入氧化钙粉后再搅拌约20秒钟后出料。本发明不用采用轻质耐火原料，原料丰富易得，调配灵活，材料容重越轻，成本越低，与现行轻质耐火浇注料容重越轻，成本越高相反材料容重越轻，导热系数越低，保温隔热效果好，蓄热损失少。

Description

一种泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法

技术领域

本发明属于于耐火材料技术领域，尤其涉及一种泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法。

背景技术

耐火浇注料是一种由耐火物质制成的粒状和粉状材料，并加入一定量结合剂和水分共同组成。它具有较高的流动性，适宜用浇注方法施工，并无需加热即可硬化的不定形耐火材料。由耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂、水或其他液体材料组成。一般在使用现场以浇注、震动或捣固的方法浇筑成型，也可以制成预制件使用。

现有技术为中国专利公开号为CN103011885A，发明创造的名称为一种镁铝尖晶石轻质耐火浇注料及其制备方法，本发明通过使用镁铝尖晶石轻质骨料和在浇注料制备的过程中引入气泡来达到提高耐火浇注料整体的气孔率的目的。本发明将发泡法和浇注料相结合既保证了浇注料中的原料临界粒度较大的特点又提高了浇注料的气孔率。以50～65wt％的轻质镁铝尖晶石颗粒为骨料，以10～15wt％的烧结镁铝尖晶石细粉、10～15wt％的氧化铝微粉和15～20wt％的纯铝酸钙水泥或者水和氧化铝中的一种为基质进行混合；外加减水、发泡剂和稳泡剂

但是，目前耐火材料行业轻质保温砖和轻质耐火浇注料的生产方法主要采用重质耐火原料，加入可燃物经压砖机压制后高温烧成轻质耐火砖或轻质耐火原料，或将重质耐火原料熔化喷吹成轻质原料，再利用轻质耐火原料配成轻质耐火浇注料，现有技术存在着生产成本高，需高温烧成，能源消耗大，如利用天然轻质原料配制的轻质浇注料使用温度一般较低，难以作耐火内衬的问题。

因此，发明一种泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法，以解决现有技术存在着生产成本高，需高温烧成，能源消耗大，如利用天然轻质原料配制的轻质浇注料使用温度一般较低，难以作耐火内衬的问题。一种泡沫轻质耐火浇注料由如下组分组成：1-80重量份的耐火原料，3-80重量份的结合原料，1-8重量份的辅助原料和0.2-0.5重量份发泡剂。

优选地，所述的耐火原料优选为15-70重量份，更优选30-70重量份，最优选为50-70重量份；所述的结合原料优选为20-70重量份，更优选20-50重量份，最优选为20-40重量份，所述的辅助原料优选为1-3重量份；所述的发泡剂优选为0.2-0.4重量份。

优选地，所述的耐火原料采用熟粘土粉、高铝矾土粉、轻质微孔刚玉颗粒、碳化硅粉、轻质微孔莫来石颗粒、尖晶石粉、镁砂粉、锆英石粉、二氧化硅微粉、滑石粉中的一种或多种；所述的结合原料主要选自硅微粉、氧化铝微粉和耐火水泥的一种或多种；所述的辅助材料选自高硅氧纤维、三聚磷酸钠、氧化钙粉中的一种或多种；所述的发泡剂采用植物蛋白、动物蛋白或复合蛋白的一种，所述的发泡剂最优选为大豆蛋白。

优选地，所述的耐火水泥采用为高铝水泥、纯铝酸钙水泥。

优选地，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉55重量份，硅微粉为35重量份，耐火水泥为25重量份，三聚磷酸钠外加0.7重量份，氧化钙粉3重量份，植物蛋白发泡剂0.6重量份，按1:40加水稀释，作为保温层：容重300Kg/m3使用温度600℃，耐压强度≥0.2MPa。

优选地，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉60重量份，硅微粉为15重量份，耐火水泥为7重量份，三聚磷酸钠外加0.3重量份，氧化钙粉0.7重量份，植物蛋白发泡剂0.2重量份，按1:40加水稀释，作为隔热层，容重600Kg/m3，使用温度1100℃，耐压强度≥1.5MPa。

优选地，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉80重量份，硅微粉为16重量份，耐火水泥为12重量份，三聚磷酸钠外加0.7重量份，高硅氧纤维3重量份，石灰粉1.5重量份，植物蛋白发泡剂0.3重量份，按1:40加水稀释作为耐火内衬，容重1200Kg/m3，使用温度1350℃，耐压强度≥15MPa。

一种泡沫轻质耐火浇注料制备方法包括以下步骤：

步骤一：按配方进行称量；

步骤二：发泡剂稀释后加入发泡机中发成合格的泡沫；

步骤三：将耐火原料、结合原料和三聚磷酸钠倒入搅拌机内低速搅拌均匀；

步骤四：加入发好的泡沫和高硅氧纤维后高速搅拌；

步骤五：加入氧化钙粉后再搅拌约20秒钟后出料。

进一步，在步骤四和步骤五中，所述的低速搅拌速度为10-50r/min，所述的高速搅拌速度为120-200r/min。

在本发明中，对于耐火原料要求有以下要求：1、原料细度大于150目。2、化学成分：各种原料执行相应的国家标准。本发明最常用的材料为高铝矾土粉和刚玉料，高铝矾土粉的化学成分按(TB/T5179—93)。

本发明中，对于结合原料要求如下：1、硅微粉为冶炼硅铁合金或金属硅的附产品，作结合原料其要求按(TB/T115—1997)标准：

在本发明中，辅助原料包括：1、高硅氧纤维，主要为含二氧化硅的有机纤维，其主要作用增强制品的结合强度和韧性，防止制品初凝期开裂和增强制品高温下的强度。2、三聚磷酸钠作分散剂，减少用水量，增强结合强度。3、氧化钙粉作制品初凝调节剂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于本发明的一种泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法广泛应用于耐火材料技术领域。本发明不用采用轻质耐火原料，直接采用重质耐火原料，原料丰富易得，调配灵活，生产成本只有原轻质耐火浇注料的1/2，而且材料容重越轻，成本越低，与现行轻质耐火浇注料容重越轻，成本越高相反材料容重越轻，导热系数越低，保温隔热效果好，蓄热损失少，选用不同的材料配方，可以设计出不同容重、不同强度和不同使用温度的轻质材料，既可作炉子的保温层、隔热层，也可作炉内耐火层，生产过程灵活，材料储备种类少，既可进行标准化批量生产。

附图说明

图1是泡沫轻质耐火浇注料制备方法的生产工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

图中：

如附图1所示

一种泡沫轻质耐火浇注料由如下组分组成：1-80重量份的耐火原料，3-80重量份的结合原料，1-8重量份的辅助原料和0.2-0.5重量份发泡剂。

优选地，所述的耐火原料优选为15-70重量份，更优选30-70重量份，最优选为50-70重量份；所述的结合原料优选为20-70重量份，更优选20-50重量份，最优选为20-40重量份，所述的辅助原料优选为1-3重量份；所述的发泡剂优选为0.2-0.4重量份。

优选地，所述的耐火原料采用熟粘土粉、高铝矾土粉、轻质微孔刚玉颗粒、碳化硅粉、轻质微孔莫来石颗粒、尖晶石粉、镁砂粉、锆英石粉、二氧化硅微粉、滑石粉中的一种或多种；所述的结合原料主要选自硅微粉、氧化铝微粉和耐火水泥的一种或多种；所述的辅助材料选自高硅氧纤维、三聚磷酸钠、氧化钙粉中的一种或多种；所述的发泡剂采用植物蛋白、动物蛋白或复合蛋白的一种，所述的发泡剂最优选为大豆蛋白。

优选地，所述的耐火水泥采用为高铝水泥、纯铝酸钙水泥。

优选地，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉55重量份，硅微粉为35重量份，耐火水泥为25重量份，三聚磷酸钠外加0.7重量份，氧化钙粉3重量份，植物蛋白发泡剂0.6重量份，按1:40加水稀释，作为保温层：容重300Kg/m3使用温度600℃，耐压强度≥0.2MPa。

优选地，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉60重量份，硅微粉为15重量份，耐火水泥为7重量份，三聚磷酸钠外加0.3重量份，氧化钙粉0.7重量份，植物蛋白发泡剂0.2重量份，按1:40加水稀释，作为隔热层，容重600Kg/m3，使用温度1100℃，耐压强度≥1.5MPa。

优选地，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉80重量份，硅微粉为16重量份，耐火水泥为12重量份，三聚磷酸钠外加0.7重量份，高硅氧纤维3重量份，石灰粉1.5重量份，植物蛋白发泡剂0.3重量份，按1:40加水稀释，作为耐火内衬，容重1200Kg/m3，使用温度1350℃，耐压强度≥15MPa。

一种泡沫轻质耐火浇注料制备方法包括以下步骤：

S101：按配方进行称量；

S102：发泡剂稀释后加入发泡机中发成合格的泡沫；

S103：将耐火原料、结合原料和三聚磷酸钠倒入搅拌机内低速搅拌均匀；

S104：加入发好的泡沫和高硅氧纤维后高速搅拌；

S105：加入氧化钙粉后再搅拌约20秒钟后出料。

进一步，在S104和S105中，所述的低速搅拌速度为10-50r/min，所述的高速搅拌速度为120-200r/min。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于本发明的一种泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法广泛应用于耐火材料技术领域。本发明不用采用轻质耐火原料，直接采用重质耐火原料，原料丰富易得，调配灵活，生产成本只有原轻质耐火浇注料的1/2，而且材料容重越轻，成本越低，与现行轻质耐火浇注料容重越轻，成本越高相反材料容重越轻，导热系数越低，保温隔热效果好，蓄热损失少，选用不同的材料配方，可以设计出不同容重、不同强度和不同使用温度的轻质材料，既可作炉子的保温层、隔热层，也可作炉内耐火层，生产过程灵活，材料储备种类少，既可进行标准化批量生产。

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1

1、确定材料使用要求：计划作隔热层泡沫轻质耐火浇注料，容重600Kg/m³，使用温度1100℃，耐压强度≥1.5MPa。

2、确定搅拌机搅拌容积和材料重量：搅拌容积0.3m³，材料重量0.15m³×600Kg/m³＝90Kg。

3、选取材料和确定配料比例：

A、GAL-50牌号高铝矾土粉126Kg；

B、90牌号硅微粉32Kg；

C、CA-50耐火水泥为18Kg；

D、三聚磷酸钠1Kg(外加)；

E、氧化钙粉2Kg(外加)；

F、植物蛋白发泡剂0.6重量份，按1:40加水稀释。

4、称量：按配料单称量。

5、准备好发泡机和植物蛋白发泡剂(加水稀释)，试开发泡机确认能发出合格的泡沫。

6、准备好搅拌机并混料：开动搅拌机，将转速调至40r/min，将26Kg清洁水倒入搅拌机内，加入高铝矾土粉、CA-50耐火水泥、硅微粉和三聚磷酸钠进行湿混约4分钟，再加适量清洁水调节到合格的料浆，持续加入泡沫并将搅拌机转速调至150转/每分钟，随着泡沫的加入容积越来越大，材料容重越来越轻，当搅拌到规定的容积位置停止加入泡沫，再加入氧化钙粉搅拌约20秒种后出料。

7、成型：将泡沫轻质耐火注料倒入模型内静置。

8、脱模养护待24小时泡沫轻质耐火浇注料硬化后脱模，在自然环境中干燥养护。

9、使用:A、现场浇注(将料倒入现场模型内硬化后脱模)；B、厂内作成预制块(将料倒入厂内预制模型内)，到热工设备现场砌筑、安装。

验证结果表明，本方法工艺稳定可靠，节约了能源，生产工艺简化，提高了生产效率，适合产业化生产。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种泡沫轻质耐火浇注料，其特征在于，该泡沫轻质耐火浇注料由如下组分组成：1-80重量份的耐火原料，3-80重量份的结合原料，1-8重量份的辅助原料和0.2-0.5重量份发泡剂。

2.如权利要求1所述的泡沫轻质耐火浇注料，其特征在于，所述的耐火原料优选为15-70重量份，更优选30-70重量份，最优选为50-70重量份；所述的结合原料优选为20-70重量份，更优选20-50重量份，最优选为20-40重量份，所述的辅助原料优选为1-3重量份；所述的发泡剂优选为0.2-0.4重量份。

3.如权利要求1所述的泡沫轻质耐火浇注料，其特征在于，所述的耐火原料采用熟粘土粉、高铝矾土粉、轻质微孔刚玉颗粒、碳化硅粉、轻质微孔莫来石颗粒、尖晶石粉、镁砂粉、锆英石粉、二氧化硅微粉、滑石粉中的一种或多种；所述的结合原料主要选自硅微粉、氧化铝微粉和耐火水泥的一种或多种；所述的辅助材料选自高硅氧纤维、三聚磷酸钠、氧化钙粉中的一种或多种；所述的发泡剂采用植物蛋白、动物蛋白或复合蛋白的一种，所述的发泡剂最优选为大豆蛋白。

4.如权利要求3所述的泡沫轻质耐火浇注料，其特征在于，所述的耐火水泥采用为高铝水泥、纯铝酸钙水泥。

5.如权利要求1或者3所述的泡沫轻质耐火浇注料，其特征在于，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉55重量份，硅微粉为35重量份，耐火水泥为25重量份，三聚磷酸钠外加0.7重量份，氧化钙粉3重量份，植物蛋白发泡剂0.6重量份。

6.如权利要求1或者3所述的泡沫轻质耐火浇注料，其特征在于，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉60重量份，硅微粉为15重量份，耐火水泥为7重量份，三聚磷酸钠外加0.3重量份，氧化钙粉0.7重量份，植物蛋白发泡剂0.2重量份。

7.如权利要求1或者3所述的泡沫轻质耐火浇注料及其制备方法，其特征在于，所述的泡沫轻质耐火浇注料包括高铝矾土粉80重量份，硅微粉为16重量份，耐火水泥为12重量份，三聚磷酸钠外加0.7重量份，高硅氧纤维3重量份，石灰粉1.5重量份，植物蛋白发泡剂0.3重量份。

8.一种泡沫轻质耐火浇注料制备方法，其特征在于，该泡沫轻质耐火浇注料制备方法包括以下步骤：

步骤一：按配方进行称量；

步骤二：发泡剂稀释后加入发泡机中发成合格的泡沫；

步骤三：将耐火原料、结合原料和三聚磷酸钠倒入搅拌机内低速搅拌均匀；

步骤四：加入发好的泡沫和高硅氧纤维后高速搅拌；

步骤五：加入氧化钙粉后再搅拌约20秒钟后出料。

9.如权利要求8所述的泡沫轻质耐火浇注料制备方法，其特征在于，在步骤四和步骤五中，所述的低速搅拌速度为10-50r/min，所述的高速搅拌速度为120-200r/min。