CN105801098A - 经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料及其制作方法 - Google Patents

经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种窑具材料领域，具体的涉及一种堇青石‑莫来石窑具复合材料及其制作方法。该种堇青石‑莫来石窑具复合材料其固体物采用废旧堇青石‑莫来石熟料、锯末粉、红柱石、水洗球粘土、煅烧氧化铝、生滑石、镁粉、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙组成。该种堇青石‑莫来石窑具复合材料对废旧堇青石‑莫来石熟料的利用率达到25‑40％，并通过对原料及制作方法的整体调整，使得本发明的堇青石‑莫来石复合材料体积密度小、质量轻，内部形成的空隙结构、显气孔率提高，以实现环保、经济、低能耗节能，可以达到现有市场上窑具同等以至更优的品质。

Description

经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料及其制作方法
技术领域
本发明涉及窑具材料领域，具体的涉及一种经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料及其制作方法。
背景技术
对窑炉中用于支承烧成制品的窑具，要求其抗热震性要好、能耗低的特点，堇青石-莫来石材料由于其膨胀系数低、耐高温性能强被用作高档的窑具材料，但由于堇青石、莫来石材料成本就很高、且合成材料的烧成率低，导致堇青石-莫来石窑具的生产成本高、废料多，发展受到限制；此外现有的堇青石-莫来石窑具材料的体密为1.75-2.15g/cm3，产品重量大、吸热就多，对生产原料和在窑炉中使用时所消耗的燃料大。
为解决上述问题，申请公布号为CN103524123 A的发明专利公开了一种用膨润土尾矿制备的轻质堇青石-莫来石窑具材料，其采用膨润土尾矿、堇青石-莫来石窑具废料、硅线石、绿泥石、低钠氧化铝、轻质莫来石料、木粉、纤维素组成；该种轻质堇青石-莫来石窑具材料利用了堇青石-莫来石的废料进行窑具生产，但种轻质堇青石-莫来石窑具材料的原料中废料利用率只有15-25％、且还需增加15-25％的轻质莫来石料新料，其生产成本和产品质量都有待进一步的优化。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料及其制作方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其特征在于，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料25-40％、锯末粉10-25％、红柱石5-10％、水洗球粘土15-30％、煅烧氧化铝3-8％、生滑石5-15％、镁粉3-8％、羧甲基纤维素钠0.3-0.6％、木质素磺酸钙3-8％。
优化的，经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料26％、锯末粉11％、红柱石8％、水洗球粘土27％、煅烧氧化铝5％、生滑石12％、镁粉7％、羧甲基纤维素钠0.4％、木质素磺酸钙3.6％。
优化的，经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料31％、锯末粉18％、红柱石6％、水洗球粘土22％、煅烧氧化铝6％、生滑石8％、镁粉5％、羧甲基纤维素钠0.5％、木质素磺酸钙3.5％。
优化的，经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料37％、锯末粉22％、红柱石7％、水洗球粘土16％、煅烧氧化铝4％、生滑石5％、镁粉6％、羧甲基纤维素钠0.6％、木质素磺酸钙2.4％。
一种经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，制备权利要求1-4任意一项所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，具体步骤如下：
步骤1，混料，按照经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的组分，将原料放入混料机搅拌5-10分钟后，再将原料混合物放入轮碾机里加水碾压15-20分钟；
步骤2，困料，将步骤1获得的混合料装入料箱常温保存，其困料时间不小于24小时；
步骤3，成型，依据所制作的窑具产品的形状、规格尺寸选择成型方法，制作窑具产品生坯；
步骤4，干燥，前期保护干燥环境要求空气湿度为50-90％、温度为30-80％、干燥时间为12-24小时；后期保护干燥环境要求空气湿度为20-50％、温度为100-120％、干燥时间为36-48小时；
步骤5，烧制，窑具产品生坯经过1400-1430℃的高温烧制，保温时间10-15小时，获得低能耗堇青石-莫来石窑具产品。
进一步的，步骤1中加水量为原料混合物重量的9-12％。
进一步的，步骤3中的生坯成型方法包括半干法压制、高压真空挤出、高压注浆、人工捣打、滚压成型中任意一种或多种。
进一步的，步骤4中，前期保护干燥环境要求空气湿度为70％、温度为80％、干燥时间为14小时；后期保护干燥环境要求空气湿度为20％、温度为100％、干燥时间为38小时。
进一步的，步骤3中按照混合料料1-3％的收缩率来计算窑具产品生坯的尺寸。
进一步的，步骤5中窑具产品坯体经过1410℃的高温烧制，保温时间13小时。
由上述对本发明的描述可知，本发明提供的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料及制作方法，采用独特的原料组分，以废旧堇青石-莫来石熟料、锯末粉、红柱石作为骨料，引入低价的水洗球粘土、煅烧氧化铝粉、生滑石、镁粉为基质材料和外加羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙组成本发明的窑具复合材料的固体物；其中对废旧堇青石-莫来石熟料的利用率达到25-40％，并通过对原料及制作方法的整体调整，使得本发明的堇青石-莫来石复合材料体积密度小、质量轻，内部形成的空隙结构、显气孔率提高，以实现环保、经济、低能耗节能，可以达到现有市场上窑具同等以至更优的品质。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其特征在于，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料25-40％、锯末粉10-25％、红柱石5-10％、水洗球粘土15-30％、煅烧氧化铝3-8％、生滑石5-15％、镁粉3-8％、羧甲基纤维素钠0.3-0.6％、木质素磺酸钙3-8％。
一种经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，制备权利要求1-4任意一项所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，具体步骤如下：
步骤1，混料，按照经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的组分，将原料放入混料机搅拌5-10分钟后，再将原料混合物放入轮碾机里加水碾压15-20分钟,加水量为原料混合物重量的9-12％；
步骤2，困料，将步骤1获得的混合料装入料箱常温保存，其困料时间不小于24小时；
步骤3，成型，依据所制作的窑具产品的形状、规格尺寸选择成型方法，制作窑具产品生坯，生坯成型方法包括半干法压制、高压真空挤出、高压注浆、人工捣打、滚压成型中任意一种或多种，按照混合料料1-3％的收缩率来计算窑具产品生坯的尺寸；
步骤4，干燥，前期保护干燥环境要求空气湿度为50-90％、温度为30-80％、干燥时间为12-24小时；后期保护干燥环境要求空气湿度为20-50％、温度为100-120％、干燥时间为36-48小时；
步骤5，烧制，窑具产品生坯经过1400-1430℃的高温烧制，保温时间10-15小时，获得低能耗堇青石-莫来石窑具产品。
具体实施例一：
使用经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料制作支柱，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料26％、锯末粉11％、红柱石8％、水洗球粘土27％、煅烧氧化铝5％、生滑石12％、镁粉7％、羧甲基纤维素钠0.4％、木质素磺酸钙3.6％。
经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，制备上述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，具体步骤如下：
步骤1，混料，按照经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的组分，将原料放入混料机搅拌8分钟后，再将原料混合物放入轮碾机里加水碾压16分钟，加水量为原料混合物重量的9％；
步骤2，困料，将步骤1获得的混合料装入料箱常温保存，其困料时间不小于24小时；
步骤3，成型，使用滚压成型制成支柱的生坯，按照混合料料3％的收缩率来计算支柱生坯的尺寸；
步骤4，干燥，前期保护干燥环境要求空气湿度为60％、温度为40％、干燥时间为18小时；后期保护干燥环境要求空气湿度为30％、温度为110％、干燥时间为36小时；
步骤5，烧制，窑具产品生坯经过1430℃的高温烧制，保温时间13小时，获得低能耗堇青石-莫来石支柱。
具体实施例二：
使用经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料制作烧制支架，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料31％、锯末粉18％、红柱石6％、水洗球粘土22％、煅烧氧化铝6％、生滑石8％、镁粉5％、羧甲基纤维素钠0.5％、木质素磺酸钙3.5％。
低能耗堇青石-莫来石窑烧制支架的制作方法，具体步骤如下：
步骤1，混料，按照经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的组分，将原料放入混料机搅拌7分钟后，再将原料混合物放入轮碾机里加水碾压17分钟，加水量为原料混合物重量的10％；
步骤2，困料，将步骤1获得的混合料装入料箱常温保存，其困料时间不小于24小时；
步骤3，成型，使用高压注浆制做烧制支架生坯，按照混合料料2％的收缩率来计算制薄生坯的尺寸；
步骤4，干燥，前期保护干燥环境要求空气湿度为80％、温度为40％、干燥时间为16小时；后期保护干燥环境要求空气湿度为30％、温度为110％、干燥时间为40小时；
步骤5，烧制，窑具产品生坯经过1410℃的高温烧制，保温时间14小时，获得低能耗堇青石-莫来石支架。
具体实施例三：
使用低能耗堇青石-莫来石材料制作薄板，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料37％、锯末粉22％、红柱石7％、水洗球粘土16％、煅烧氧化铝4％、生滑石5％、镁粉6％、羧甲基纤维素钠0.6％、木质素磺酸钙2.4％。
低能耗堇青石-莫来石薄板的制作方法，具体步骤如下：
步骤1，混料，按照经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的组分，将原料放入混料机搅拌8分钟后，再将原料混合物放入轮碾机里加水碾压18分钟，加水量为原料混合物重量的11％；
步骤2，困料，将步骤1获得的混合料装入料箱常温保存，其困料时间不小于24小时；
步骤3，成型，使用半干法压制薄板生坯，按照混合料料1％的收缩率来计算制薄生坯的尺寸；
步骤4，干燥，前期保护干燥环境要求空气湿度为70％、温度为80％、干燥时间为14小时；后期保护干燥环境要求空气湿度为20％、温度为100％、干燥时间为38小时；
步骤5，烧制，窑具产品生坯经过1430℃的高温烧制，保温时间15小时，获得低能耗堇青石-莫来石薄板。
由上述对本发明的描述可知，本发明提供的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料及制作方法，采用独特的原料组分，以废旧堇青石-莫来石熟料、锯末粉、红柱石作为骨料，引入低价的水洗球粘土、煅烧氧化铝粉、生滑石、镁粉为基质材料和外加羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙组成本发明的窑具复合材料的固体物；其中对废旧堇青石-莫来石熟料的利用率达到25-40％，并通过对原料及制作方法的整体调整，使得本发明的堇青石-莫来石复合材料体积密度小、质量轻，内部形成的空隙结构、显气孔率提高，以实现环保、经济、低能耗节能，可以达到现有市场上窑具同等以至更优的品质。
上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其特征在于，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料25-40％、锯末粉10-25％、红柱石5-10％、水洗球粘土15-30％、煅烧氧化铝3-8％、生滑石5-15％、镁粉3-8％、羧甲基纤维素钠0.3-0.6％、木质素磺酸钙3-8％。
2.根据权利要求1所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其特征在于，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料26％、锯末粉11％、红柱石8％、水洗球粘土27％、煅烧氧化铝5％、生滑石12％、镁粉7％、羧甲基纤维素钠0.4％、木质素磺酸钙3.6％。
3.根据权利要求1所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其特征在于，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料31％、锯末粉18％、红柱石6％、水洗球粘土22％、煅烧氧化铝6％、生滑石8％、镁粉5％、羧甲基纤维素钠0.5％、木质素磺酸钙3.5％。
4.根据权利要求1所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，其特征在于，其固体物组成及百分含量为：废旧堇青石-莫来石熟料37％、锯末粉22％、红柱石7％、水洗球粘土16％、煅烧氧化铝4％、生滑石5％、镁粉6％、羧甲基纤维素钠0.6％、木质素磺酸钙2.4％。
5.一种经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，制备权利要求1-4任意一项所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料，具体步骤如下：
步骤1，混料，按照经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的组分，将原料放入混料机搅拌5-10分钟后，再将原料混合物放入轮碾机里加水碾压15-20分钟；
步骤2，困料，将步骤1获得的混合料装入料箱常温保存，其困料时间不小于24小时；
步骤3，成型，依据所制作的窑具产品的形状、规格尺寸选择成型方法，制作窑具产品生坯；
步骤4，干燥，前期保护干燥环境要求空气湿度为50-90％、温度为30-80％、干燥时间为12-24小时；后期保护干燥环境要求空气湿度为20-50％、温度为100-120％、干燥时间为36-48小时；
步骤5，烧制，窑具产品生坯经过1400-1430℃的高温烧制，保温时间10-15小时，获得低能耗堇青石-莫来石窑具产品。
6.根据权利要求5所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，其特征在于：所述步骤1中加水量为原料混合物重量的9-12％。
7.根据权利要求5所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，其特征在于：步骤3中的生坯成型方法包括半干法压制、高压真空挤出、高压注浆、人工捣打、滚压成型中任意一种或多种。
8.根据权利要求5所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，其特征在于：步骤4中，前期保护干燥环境要求空气湿度为70％、温度为80％、干燥时间为14小时；后期保护干燥环境要求空气湿度为20％、温度为100％、干燥时间为38小时。
9.根据权利要求5或6所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，其特征在于：步骤3中按照混合料料1-3％的收缩率来计算窑具产品生坯的尺寸。
10.根据权利要求5所述的经济、环保型堇青石-莫来石窑具复合材料的制作方法，其特征在于：所述步骤5中窑具产品坯体经过1410℃的高温烧制，保温时间13小时。
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