CN113956054B - 一种用于回转窑的保温耐火材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于回转窑的保温耐火材料及其制备方法，涉及耐火材料领域，包括如下质量份计的组分：耐火粘土80‑100份，铝矾土10‑20份，莫来石40‑50份，云母粉5‑10份，玻璃纤维5‑10份，钢纤维10‑15份。本发明的一种用于回转窑的保温耐火材料，具有优异的保温、耐火性能，使用寿命长。加入莫来石调节耐火材料的元素组分比例，减少保温耐火材料的晶型结构的空缺位，提高稳定性，增强机械强度，降低导热系数小；云母粉作为韧性调节剂使保温耐火材料不易剥落磨损；加入玻璃纤维和钢纤维的形成加强筋，提高烧结前的初始粘结强度和烧结的良品率，提高抗裂性能，避免在使用过程中由于受碱性物质侵蚀，导致性能严重受损。

Description

一种用于回转窑的保温耐火材料及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种用于回转窑的保温耐火材料及其制备方法。
背景技术
回转窑，在生产运行过程中是一个不断旋转并持续处于高温加热状态的回转体，是水泥、冶金化工、石灰等行业生产的重要设备。在工作过程中，回转窑内工作温度高达1200-2000度。回转窑的窑体一般由耐火砖、浇注料以及外层由钢板特制的窑皮组成。回转窑内衬耐火砖作为隔热保温的主要材料，其质量和寿命直接影响着会展要的生产质量、能源消耗和使用寿命。
煅烧后的铝土耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好，现有的回转窑的保温耐火材料大多选用高铝砖，在使用过程中由于受碱性物质侵蚀，会导致砖体膨胀疏松；加上高铝砖材料的机械强度低，易剥落，易磨损，使保温耐火材料存在保温性能差，使用寿命短等缺点。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于回转窑的保温耐火材料，具有优异的保温、耐火性能，使用寿命长。
本发明的目的之二在于提供上述用于回转窑的保温耐火材料的制备方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
提供一种用于回转窑的保温耐火材料，包括如下质量份计的组分：
耐火粘土 80-100份，
铝矾土 10-20份，
莫来石 40-50份，
云母粉 5-10份，
玻璃纤维 5-10份，
钢纤维 10-15份。
进一步地，所述耐火粘土中Al2O3含量为30-45％，铝硅酸盐矿物含量为50-70％。
进一步地，所述铝矾土中Al2O3含量为50-60％。
进一步地，所述莫来石中Al2O3含量为74-78％。
进一步地，所述莫来石包括第一莫来石和第二莫来石，所述第一莫来石的粒径为1-5mm，所述第二莫来石的粒径为10-20mm，所述第一莫来石和第二莫来石的重量比为1.5-2.5:1。
进一步地，所述云母粉的粒径为40-100nm。
进一步地，所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，所述第一钢纤维的直径为0.1-0.2mm，所述第一钢纤维的长度为7-10mm；所述第二钢纤维的直径为0.2-0.5mm，所述第二钢纤维的长度为3-5mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:0.8-2。
进一步地，还包括助剂，所述助剂包括焦磷酸钠0.5-1份、水玻璃1-5份。水玻璃能提高粘结强度，焦磷酸钠能提高水玻璃分散性，同时焦磷酸钠作为络合剂保护金属元素，提高产品稳定性。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，取配方量的耐火粘土、铝矾土和莫来石混合搅拌，然后加入云母粉、玻璃纤维、钢纤维、焦磷酸钠和水玻璃混合搅拌，得到混合物料；
S2，将混合物料振动均匀后，压制成型，烧制，得到保温耐火材料。
进一步地，所述振动的频率为8000-12000次/min，压制成型的压力为1-1.2MPa，烧制的温度为1200-1400℃。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的一种用于回转窑的保温耐火材料，具有优异的保温、耐火性能，使用寿命长。加入莫来石调节耐火材料的元素组分比例，减少保温耐火材料的晶型结构的空缺位，提高稳定性，增强机械强度，降低导热系数小；云母粉作为韧性调节剂，提高致密性，使保温耐火材料不易剥落磨损；加入玻璃纤维和钢纤维的形成加强筋，提高烧结前的初始粘结强度和烧结的良品率，提高抗裂性能，避免在使用过程中由于受碱性物质侵蚀，使保温耐火材料膨胀疏松，导致性能严重受损。
本发明的一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，生产工艺简单，能制备具有优异的机械强度和稳定性的保温耐火材料。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
一种用于回转窑的保温耐火材料，包括如下质量份计的组分：
耐火粘土 80份，
铝矾土 10份，
莫来石 40份，
云母粉 5份，
玻璃纤维 5份，
钢纤维 10份，
焦磷酸钠 0.5份，
水玻璃 1份。
进一步地，所述耐火粘土中Al2O3含量为30％，铝硅酸盐矿物含量为70％。
进一步地，所述铝矾土中Al2O3含量为60％。
进一步地，所述莫来石中Al2O3含量为74％。
进一步地，所述莫来石包括第一莫来石和第二莫来石，所述第一莫来石的平均粒径为2mm，所述第二莫来石的平均粒径为10mm，所述第一莫来石和第二莫来石的重量比为1.5:1。
进一步地，所述云母粉的平均粒径为40nm。
进一步地，所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，所述第一钢纤维的直径为0.1mm，所述第一钢纤维的长度为7mm；所述第二钢纤维的直径为0.2mmmm，所述第二钢纤维的长度为3mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:0.8。
一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，取配方量的耐火粘土、铝矾土和莫来石混合搅拌，然后加入云母粉、玻璃纤维、钢纤维、焦磷酸钠和水玻璃混合搅拌，得到混合物料；
S2，将混合物料振动均匀后，压制成型，烧制，得到保温耐火材料；所述振动的频率为8000次/min，压制成型的压力为1MPa，烧制的温度为1200℃。
实施例2
一种用于回转窑的保温耐火材料，包括如下质量份计的组分：
耐火粘土 100份，
铝矾土 20份，
莫来石 50份，
云母粉 10份，
玻璃纤维 10份，
钢纤维 15份，
焦磷酸钠 1份，
水玻璃 5份。
进一步地，所述耐火粘土中Al2O3含量为45％，铝硅酸盐矿物含量为50％。
进一步地，所述铝矾土中Al2O3含量为60％。
进一步地，所述莫来石中Al2O3含量为78％。
进一步地，所述莫来石包括第一莫来石和第二莫来石，所述第一莫来石的平均粒径为5mm，所述第二莫来石的平均粒径为20mm，所述第一莫来石和第二莫来石的重量比为2.5:1。
进一步地，所述云母粉的平均粒径为100nm。
进一步地，所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，所述第一钢纤维的直径为0.2mm，所述第一钢纤维的长度为10mm；所述第二钢纤维的直径为0.5mm，所述第二钢纤维的长度为5mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:2。
一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，取配方量的耐火粘土、铝矾土和莫来石混合搅拌，然后加入云母粉、玻璃纤维、钢纤维、焦磷酸钠和水玻璃混合搅拌，得到混合物料；
S2，将混合物料振动均匀后，压制成型，烧制，得到保温耐火材料；所述振动的频率为12000次/min，压制成型的压力为1.2MPa，烧制的温度为1400℃。
实施例3
一种用于回转窑的保温耐火材料，包括如下质量份计的组分：
耐火粘土 90份，
铝矾土 15份，
莫来石 45份，
云母粉 7份，
玻璃纤维 7份，
钢纤维 13份，
焦磷酸钠 0.7份，
水玻璃 3份。
进一步地，所述耐火粘土中Al2O3含量为40％，铝硅酸盐矿物含量为60％。
进一步地，所述铝矾土中Al2O3含量为55％。
进一步地，所述莫来石中Al2O3含量为76％。
进一步地，所述莫来石包括第一莫来石和第二莫来石，所述第一莫来石的平均粒径为3mm，所述第二莫来石的平均粒径为15mm，所述第一莫来石和第二莫来石的重量比为2:1。
进一步地，所述云母粉的平均粒径为60nm。
进一步地，所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，所述第一钢纤维的直径为0.15mm，所述第一钢纤维的长度为8mm；所述第二钢纤维的直径为0.3mm，所述第二钢纤维的长度为4mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:1.5。
一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，取配方量的耐火粘土、铝矾土和莫来石混合搅拌，然后加入云母粉、玻璃纤维、钢纤维、焦磷酸钠和水玻璃混合搅拌，得到混合物料；
S2，将混合物料振动均匀后，压制成型，烧制，得到保温耐火材料；所述振动的频率为10000次/min，压制成型的压力为1.1MPa，烧制的温度为1300℃。
对比例1
本对比例的一种一种用于回转窑的保温耐火材料，与实施例3的区别仅在于：保温耐火材料的原料中不添加莫来石。
对比例2
本对比例的一种一种用于回转窑的保温耐火材料，与实施例3的区别仅在于：保温耐火材料的原料中不添加玻璃纤维。
性能测试
将实施例1-3和对比例1-2的保温耐火材料分别进行耐压强度测试和抗碱性测试；其中耐压强度测试在1200℃下进行强度测试，抗碱性测试为在保温耐火材料钻孔，孔深10-20mm，在孔内加入硫化钠于1000℃下保温4h，评价其抗碱性，结果如表1所示。
表1性能测试
如表1所示，实施例1-3的保温耐火材料具有优秀的耐压强度和耐碱性，对比例1中不添加莫来石，其耐碱性明显下降，对比例2中不添加玻璃纤维，其耐压强度下降。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，取配方量的耐火粘土、铝矾土和莫来石混合搅拌，然后加入云母粉、玻璃纤维、钢纤维、焦磷酸钠和水玻璃混合搅拌，得到混合物料；
S2，将混合物料振动均匀后，压制成型，烧制，得到保温耐火材料；
所述混合物料包括如下质量份计的组分：
耐火粘土80-100份，
铝矾土10-20份，
莫来石40-50份，
云母粉5-10份，
玻璃纤维5-10份，
钢纤维10-15份，
焦磷酸钠0.5-1份，
水玻璃1-5份。
2.如权利要求1所述的一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，其特征在于：所述耐火粘土中Al2O3含量为30-45％，铝硅酸盐矿物含量为50-70％。
3.如权利要求1所述的一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，其特征在于：所述铝矾土中Al2O3含量为50-60％。
4.如权利要求1所述的一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，其特征在于：所述莫来石中Al2O3含量为74-78％。
5.如权利要求4所述的一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，其特征在于：所述莫来石包括第一莫来石和第二莫来石，所述第一莫来石的粒径为1-5mm，所述第二莫来石的粒径为10-20mm，所述第一莫来石和第二莫来石的重量比为1.5-2.5:1。
6.如权利要求1所述的一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，其特征在于：所述云母粉的粒径为40-100nm。
7.如权利要求1所述的一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，其特征在于：所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，所述第一钢纤维的直径为0.1-0.2mm，所述第一钢纤维的长度为7-10mm；所述第二钢纤维的直径为0.2-0.5mm，所述第二钢纤维的长度为3-5mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:0.8-2。
8.如权利要求1所述的一种用于回转窑的保温耐火材料的制备方法，其特征在于：所述振动的频率为8000-12000次/min，压制成型的压力为1-1.2MPa，烧制的温度为1200-1400℃。
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