CN106747583A - 一种300kg级轻质莫来石砖及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种300kg级轻质莫来石砖及其制备工艺。该莫来石砖采用以下重量百分比组份：苏州泥5‑18％，α‑氧化铝微粉24‑35％，硅灰1‑3％，紫木节3‑8％，膨润土8‑15％，焦宝石3‑8％，沸石粉2‑9％，碳酸钙粉10‑20％和白水泥12‑18％；此外，还额外添加了以上组份重量总和为计算基准的以下组份：发泡剂2‑5％，水75‑100％，分散剂0.6‑1.4％。本发明的级轻质莫来石砖具有体积密度小、强度高、导热系数小、可成型大型砖等优点。

Description

一种300kg级轻质莫来石砖及其制备工艺
技术领域
本发明涉及轻质保温耐火材料，具体涉及一种300kg级轻质莫来石砖及其制备工艺。
背景技术
轻质莫来石砖以其纯度高、耐高温、强度大、导热系数低等优越性能，广泛应用于石化、电力等行业高温热工设备的保温层衬里，甚至工作衬里。根据体积密度不同，通常可将轻质莫来石砖分为23级(500kg/m3)、26级、28级、30级等等，体积密度最小的轻质莫来石砖为23级轻质莫来石砖。目前轻质莫来石砖的成型方法采用挤压成型方式。
随着热工设备对耐火材料越来越严苛的要求，以及节能减排的需求，保温材料向体积密度更轻、导热系数更小、能耐高温、具有足够强度的方向发展成为必然。根据对国外市场的了解，他们对超轻保温材料的需求欲望远远大于国内，而且国内尚无体积密度小于500kg/m3的轻质莫来石砖，因此，研究开发超轻莫来石保温砖有利于抢先占领国际和国内市场。
传统的挤压成型不能满足超轻莫来石砖成型工艺要求，体积密度500kg/m3已经达到极限值，不可能再降低。而且挤压成型对超轻砖成型有致命缺陷：由于配方中加入了锯末、聚丙乙烯球等烧失剂，挤压成型后砖坯有较大体积反弹过程，这个过程会在砖体内部形成大量宏观物理缺陷，即使高温烧成后这些缺陷也不会消失，从而导致超轻砖强度降低，大量贯穿的裂纹也会使导热系数增大，从而降低保温节能的效果。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种体积密度小、强度高、导热系数小的轻质莫来石砖的制备工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种300kg级轻质莫来石砖配方，具体制备工艺为：
以上组分重量百分比之和为100％；
此外，额外添加以下组份，计算基准为上述组分总重量：
发泡剂 2-5％；
洁净水 75-100％；
陶瓷分散剂 0.6-1.4％。
本发明中，苏州泥为200-500目，优选200目；α-氧化铝微粉为1000-1500目，优选1000目；硅灰为96硅灰；紫木节为500-700目，优选500目；膨润土为200-500目，优选200目；焦宝石为特级焦宝石，200-500目，优选200目；沸石粉为斜发沸石粉，500-700目，优选500目；碳酸钙粉为轻质碳酸钙粉，200-500目，优选200目；水泥为白水泥；外加组份发泡剂为铝粉发泡剂，1500-2000目，优选1500目；外加组份分散剂为陶瓷分散剂。
本发明中，陶瓷分散剂为淡黄色至黄色液体，pH值在6.0-8.5％，密度≥1.10g/cm3，能够吸附在各种微小颗粒表面并产生静电斥力使浆体分散，避免沉降、返粗，具有良好的悬浮稳定作用。
一种300kg级轻质莫来石砖的制备工艺，包括如下步骤：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除水泥、发泡剂以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化30-60分钟，优选30分钟，出浆备用，0.5-1小时内用完；
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积步骤(1)制备的浆体，置于叶片搅拌机中，加入水泥搅拌3-5分钟，然后再加入发泡剂，继续搅拌3-5分钟；
(3)浇注成型：将步骤(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化36-48小时，优选36小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护2-3天，优选3天；
(6)烘干：40-60℃，优选60℃烘烤24-48小时，优选24小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温36-48小时，优选36小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
本发明中，湿态球磨均化混合制浆过程湿磨球采用氧化铝材质球，大球规格为中球规格为小球规格为大球、中球、小球按重量比(0.5-1.5):(1.8-2.3):(3.0-4.0)组合，优选重量比1:2:3.5。
有益效果：
采用本发明制备的轻质莫来石砖单位重量轻，体积密度小，达到300±20kg/m3左右，有利于减少窑体自重，降低耐火材料负荷过重对窑体造成损坏的可能性，延长使用寿命；导热系数低，540℃下导热系数≤0.120w/m·k，有效减少窑体热量损失，可提高能源利用率20％以上，节能环保；最高使用温度可达1200℃，可用于环境温度要求较高的热工设备保温层；常温耐压强度可达1.1MPa，解决了保温材料强度低的问题，有利于提高砖体称重和剪切能力，减少窑体损坏的可能性。
具体实施方式
实施例1
工艺配方为：
具体步骤如下：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除白水泥、铝粉以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化40分钟，出浆备用，1小时内用完；其中湿磨球采用氧化铝材质球，大球中球小球
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积步骤(1)制备的浆体，置于叶片搅拌机中，加入白水泥搅拌3分钟，然后再加入铝粉发泡剂，继续搅拌3分钟；
(3)浇注成型：将步骤(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化40小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护2天；
(6)烘干：50℃烘烤36小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温40小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
实施例2
工艺配方为：
具体步骤如下：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除白水泥、铝粉以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化30分钟，出浆备用，1小时内用完。其中湿磨球采用氧化铝材质球，大球中球小球
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积的(1)中浆体，置于叶片搅拌机中，加入白水泥搅拌3分钟，然后再加入铝粉发泡剂，继续搅拌3分钟；
(3)浇注成型：将(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化36小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护3天；
(6)烘干：60℃烘烤24小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温36小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
实施例3
工艺配方为：
具体步骤如下：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除白水泥、铝粉以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化50分钟，出浆备用，1小时内用完；其中湿磨球采用氧化铝材质球，大球中球小球
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积步骤(1)制备的浆体，置于叶片搅拌机中，加入白水泥搅拌3分钟，然后再加入铝粉发泡剂，继续搅拌3分钟；
(3)浇注成型：将步骤(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化48小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护3天；
(6)烘干：60℃烘烤48小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温48小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
实施例4
具体步骤如下：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除白水泥、铝粉以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化30分钟，出浆备用，0.5小时内用完；其中湿磨球采用氧化铝材质球，大球中球小球
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积步骤(1)制备的浆体，置于叶片搅拌机中，加入白水泥搅拌3分钟，然后再加入铝粉发泡剂，继续搅拌3分钟；
(3)浇注成型：将步骤(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化36小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护2天；
(6)烘干：40℃烘烤24小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温36小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
实施例5
具体步骤如下：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除白水泥、铝粉以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化60分钟，出浆备用，1小时内用完；其中湿磨球采用氧化铝材质球，大球中球小球
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积步骤(1)制备的浆体，置于叶片搅拌机中，加入白水泥搅拌5分钟，然后再加入铝粉发泡剂，继续搅拌5分钟；
(3)浇注成型：将步骤(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化48小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护3天；
(6)烘干：60℃烘烤48小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温48小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
实施例6
具体步骤如下：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除白水泥、铝粉以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化50分钟，出浆备用，0.8小时内用完；其中湿磨球采用氧化铝材质球，大球中球小球
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积步骤(1)制备的浆体，置于叶片搅拌机中，加入白水泥搅拌4分钟，然后再加入铝粉发泡剂，继续搅拌4分钟；
(3)浇注成型：将步骤(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化42小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护2天；
(6)烘干：50℃烘烤36小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温42小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
实施例7
具体步骤如下：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除白水泥、铝粉以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化40分钟，出浆备用，1小时内用完；其中湿磨球采用氧化铝材质球，大球中球小球
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积步骤(1)制备的浆体，置于叶片搅拌机中，加入白水泥搅拌4分钟，然后再加入铝粉发泡剂，继续搅拌4分钟；
(3)浇注成型：将步骤(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化45小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护2天；
(6)烘干：50℃烘烤40小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温40小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
实施例效果：
表1为实施例1-7所制备300kg级轻质莫来石砖的体积密度、耐压强度、导热系数值。
表1实施例1-7所制备的300kg级轻质莫来石砖性能参数
本发明提供了一种300kg级轻质莫来石砖及其制备工艺的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种300kg级轻质莫来石砖，其特征在于，包括按以下重量百分比的组份：
以上组分重量百分比之和为100％；
此外，额外添加以下组份，计算基准为上述组分总重量：
发泡剂 2-5％；
水 75-100％；
分散剂 0.6-1.4％。
2.根据权利要求1所述的一种300kg级轻质莫来石砖，其特征在于，所述苏州泥为200-500目；所述α-氧化铝微粉为1000-1500目；所述硅灰为96硅灰；所述紫木节为500-700目；所述膨润土为200-500目；所述焦宝石为特级焦宝石，200-500目；所述沸石粉为斜发沸石粉，500-700目；所述碳酸钙粉为轻质碳酸钙粉，200-500目；所述水泥为白水泥；所述外加组份发泡剂为铝粉发泡剂，1500-2000目；所述外加组份分散剂为陶瓷分散剂。
3.根据权利要求2所述的一种300kg级轻质莫来石砖，其特征在于，所述陶瓷分散剂为淡黄色至黄色液体，pH值在6.0-8.5％，密度≥1.10g/cm3。
4.权利要求1所述一种300kg级轻质莫来石砖的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)湿态球磨均化混合制浆：将除水泥、发泡剂以外的所有原材料加入到湿态球磨机中，球磨均化30-60分钟，出浆备用，0.5-1小时内用完；
(2)叶片搅拌混合制浆：量取所需体积步骤(1)制备的浆体，置于叶片搅拌机中，加入水泥搅拌3-5分钟，然后再加入发泡剂，继续搅拌3-5分钟；
(3)浇注成型：将步骤(2)中制好的浆体倒入模具中成型；
(4)脱模：自然硬化36-48小时后拆模；
(5)养护：恒温恒湿养护2-3天；
(6)烘干：40-60℃烘烤24-48小时；
(7)烧成：隧道窑1200-1300℃高温烧成，保温36-48小时；
(8)附加工：将烧成的超轻莫来石砖加工成所需形状。
5.根据权利要求4所述的一种300kg级轻质莫来石砖的制备工艺，其特征在于，所述湿态球磨均化混合制浆过程湿磨球采用氧化铝材质球，大球规格为中球规格为小球规格为大球、中球、小球按重量比(0.5-1.5):(1.8-2.3):(3.0-4.0)组合。
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