CN111848186A - 一种无膨胀耐火材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无膨胀耐火材料的制备方法，属于耐火材料生产技术领域。该方法首先是按照原料组分配比进行配料得到配合料；向配合料中加入水后在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为5～8h，使原料为粒径在0.1～0.5mm的细粉；设置耐火材料的厚度和压力，使浆料压力成型：将压力成型的材料进行高温煅烧得到耐火材料产品。本发明无膨胀耐火材料的制备方法中在耐火材料成型过程中采用压力成型的方式，利用压力机控制耐火材料的形状和厚度，生产得到的耐火材料形状规则、厚度均匀，高温下耐火材料热稳定性能优异。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料生产技术领域，具体涉及一种无膨胀耐火材料的制备方法。
背景技术
耐火材料是材料工业的一部分，因用于热工窑炉而得名耐火材料。耐火材料分为常规耐火材料和特种耐火材料，常规耐火材料是指用于冶金炉、水泥窑、玻璃窑等热工窑炉炉衬的材料，多半由天然原料加工而成。特种耐火材料用料纯度高，多为氧化物合成材料，用于特殊的冶炼设备，或是窑炉的特殊部位；耐火材料的制备工艺对其性能有着重要的影响。
锂质无膨胀耐热陶瓷的生产方法(CN 101643354 A)中公开了采用碳酸锂、氢氧化锂、磷酸锂等工业锂盐与含硅、铝系陶瓷，经过原料混合、烧结或熔融、研磨和浇注后制得，在浇注操作时，直接将浆料注入预制的模具内成型。一种含钛氮化物原位复合铝碳耐火材料的制备方法(CN 104177104 B)中公开了混合后的浆料经高速混料机混炼，将坯料采用静压成型的方式制备该耐火材料。一种金属结合高强度长寿命耐火材料及制备方法(CN106083079 A)中公开了该耐火材料以刚玉、石英砂、蓝晶石、氧化铝微粉、硅微粉和水泥为原料，制备过程中将以上各原料混合后加入搅拌机中，再加入水、添加剂等搅拌均匀，将混合好后的料浆浇注至模具中，得到目标物。上述公开的技术方案在成型过程中均采用模具成型，直接将混合料人工倒入模具中，填充完毕后再倒出多余的混合料，然后进行煅烧得到耐火材料产品，浇注过程物料填充不均匀误差较大，最后制备得到的耐火材料存在壁厚不均匀，形状不规则、易变形和热稳定性能差的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题在于提供一种无膨胀耐火材料的制备方法，在耐火材料成型过程中采用压力成型的方式，利用压力机控制耐火材料的形状和厚度，生产得到的耐火材料形状规则、厚度均匀，高温下耐火材料热膨胀性能优异，可以实现接近零膨胀的效果。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种无膨胀耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：按照原料组分配比，进行称量、配料、混合，得到配合料；
(2)球磨：向配合料中加入水后在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为5～8h，使原料为粒径在0.1～0.5mm的细粉；
(3)成型：设置无膨胀耐火材料的厚度和压制成型压力，使所述浆料压力成型；
(4)煅烧：将压力成型的材料进行高温煅烧得到无膨胀耐火材料产品。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，所述无膨胀耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅75～85份，氧化铝10～20份，碳酸锂5～10份，氧化钛1～3份，氧化锆1～3份。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，所述无膨胀耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅78～82份，氧化铝15～20份，碳酸锂5～8份，氧化钛2～3份，氧化锆1～2份。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，在球磨之前对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为800～1200℃，时间为8～12h。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，在球磨之前对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为900℃，时间为10h。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，所述压力成型的压力为1～2MPa。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，在球磨过程中水的用量与原料质量比为0.3∶1～0.6∶1。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，在球磨过程中水的用量与原料质量比为0.5∶1。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，所述步骤(4)中，煅烧温度为1200～1500℃，时间为20～40h。
所述无膨胀耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：按照耐火材料组分配比，进行称量、配料、混合，得到配合料；所述无膨胀耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅75～85份，氧化铝10～20份，碳酸锂5～10份，氧化钛1～3份，氧化锆1～3份；
(2)原料预处理：对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为800～1200℃，时间为8～12h；
(3)球磨：向冷却后的配合料中加入水后在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为5～8h，使原料粒径为0.1～0.5mm的细粉；水的用量与原料质量比为0.3∶1～0.6∶1；
(4)成型：设置耐火材料的厚度和压力，使所述浆料压力成型；压力成型的压力为1～2MPa；
(5)煅烧：将压力成型的材料进行高温煅烧得到耐火材料产品；煅烧温度为1200～1500℃，时间为20～40h。
有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：
本发明耐火材料的制备方法中在耐火材料成型过程中采用压力成型的方式，利用压力机控制耐火材料的形状和厚度，生产得到的耐火材料形状规则、厚度均匀，高温下耐火材料热稳定性能优异，甚至可以实现接近零膨胀的效果。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例1
一种无膨胀耐火材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：按照耐火材料组分配比，进行称量、配料、混合，得到配合料；该无膨胀耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅80份，氧化铝15份，碳酸锂8份，氧化钛2份，氧化锆2份；
(2)原料预处理：对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为1000℃，时间为10h；
(3)球磨：向冷却后的配合料中加入水后在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为5h，使原料粒径为0.1～0.5mm的细粉；水的用量与原料质量比为0.5∶1；
(4)成型：设置耐火材料的厚度和压力，使浆料压力成型；压力成型的压力为1.5MPa；
(5)煅烧：将压力成型的材料进行高温煅烧得到耐火材料产品；煅烧温度为1300℃，时间为30h。对以上材料进行热膨胀系数测试，测试结果如表1所示。由表1可知，当温度从50℃升高到900℃(升温速率为5/min℃)的过程中，耐火材料的膨胀值、线膨胀系数、膨胀百分率和体膨胀系数等性能方面，数值变化较少，说明该耐火材料具有较强的耐冷热急变性能，在高温状态下不易变形，更加的稳定。
表1热膨胀系数测试温度排序记录表
实施例2
一种无膨胀耐火材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：按照耐火材料组分配比，进行称量、配料、混合，得到配合料；该无膨胀耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅78份，氧化铝10份，碳酸锂5份，氧化钛1份，氧化锆3份；
(2)原料预处理：对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为800℃，时间为8h；
(3)球磨：向冷却后的配合料中加入水在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为8h，使原料粒径为0.1～0.5mm的细粉；水的用量与原料质量比为0.3∶1；
(4)成型：设置耐火材料的厚度和压力，使浆料压力成型；压力成型的压力为1.0MPa；
(5)煅烧：将压力成型的材料进行高温煅烧得到耐火材料产品；煅烧温度为1200℃，时间为25h。采用实施例1的测试方法，对制备得到的产品进行热膨胀性能测试，结果如表2所示，发现热稳定性能优异，可以用于高温工业生产中。
表2热膨胀系数测试温度排序记录表
实施例3
一种无膨胀耐火材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：按照耐火材料组分配比，进行称量、配料、混合，得到配合料；该耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅85份，氧化铝15份，碳酸锂6份，氧化钛2份，氧化锆2份；
(2)原料预处理：对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为1200℃，时间为8h；
(3)球磨：向冷却后的配合料中加入水后在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为8h，使原料粒径为0.1～0.5mm的细粉；水的用量与原料质量比为0.6∶1；
(4)成型：设置耐火材料的厚度和压力，使浆料压力成型；压力成型的压力为2.0MPa；
(5)煅烧：将压力成型的材料进行高温煅烧得到耐火材料产品；煅烧温度为1200℃，时间为40h。采用实施例1的测试方法，对制备得到的产品进行热膨胀性能测试，结果如表3所示，发现热稳定性能优异，可以用于高温工业生产中。
表3热膨胀系数测试温度排序记录表
实施例4
一种无膨胀耐火材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：按照耐火材料组分配比，进行称量、配料、混合，得到配合料；该耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅80份，氧化铝20份，碳酸锂7份，氧化钛3份，氧化锆3份；
(2)原料预处理：对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为1100℃，时间为12h；
(3)球磨：向冷却后的配合料中加入水后在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为8h，使原料粒径为0.1～0.5mm的细粉；水的用量与原料质量比为0.4∶1；
(4)成型：设置耐火材料的厚度和压力，使浆料压力成型；压力成型的压力为1.5MPa；
(5)煅烧：将压力成型的材料进行高温煅烧得到耐火材料产品；煅烧温度为1200℃，时间为10h。采用实施例1的测试方法，对制备得到的产品进行热膨胀性能测试，结果如表4所示，发现热稳定性能优异，可以用于高温工业生产中。
表4热膨胀系数测试温度排序记录表
Claims (10)
1.一种无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配料：按照原料组分配比，进行称量、配料、混合，得到配合料；
(2)球磨：向配合料中加入水后在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为5～8h，使原料为粒径在0.1～0.5mm的细粉；
(3)成型：设置无膨胀耐火材料的厚度和压制成型压力，使浆料压力成型；
(4)煅烧：将压力成型的材料进行高温煅烧得到无膨胀耐火材料产品。
2.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，所述无膨胀耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅75～85份，氧化铝10～20份，碳酸锂5～10份，氧化钛1～3份，氧化锆1～3份。
3.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，所述无膨胀耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅78～82份，氧化铝15～20份，碳酸锂5～8份，氧化钛2～3份，氧化锆1～2份。
4.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，在球磨之前对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为800～1200℃，时间为8～12h。
5.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，在球磨之前对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为900℃，时间为10h。
6.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，所述压力成型的压力为1～2MPa。
7.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，在球磨过程中水的用量与原料质量比为0.3∶1～0.6∶1。
8.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，在球磨过程中水的用量与原料质量比为0.5∶1。
9.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，煅烧温度为1200～1500℃，时间为20～40h。
10.根据权利要求1所述的无膨胀耐火材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配料：按照耐火材料组分配比，进行称量、配料、混合，得到配合料；所述无膨胀耐火材料由以下重量份数组分组成：二氧化硅75～85份，氧化铝10～20份，碳酸锂5～10份，氧化钛1～3份，氧化锆1～3份；
(2)原料预处理：对原料进行煅烧预处理：煅烧温度为800～1200℃，时间为8～12h；
(3)球磨：向冷却后的配合料中加入水后在刚玉球磨机中进行湿磨为浆料，混磨时间为5～8h，使原料为粒径在0.1～0.5mm的细粉；水的用量与原料质量比为0.3∶1～0.6∶1；
(4)成型：设置耐火材料的厚度和压力，使浆料压力成型；压力成型的压力为1～2MPa：
(5)煅烧：将压力成型的材料进行高温煅烧得到耐火材料产品；煅烧温度为1200～1500℃，时间为20～40h。
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- 2020-07-08 CN CN202010649354.4A patent/CN111848186A/zh active Pending
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