CN1286765C - 赤泥散状保温料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：干燥赤泥20～80%、耐火粉20～50%、耐火骨料0～30%、珍珠岩0～20%。利用赤泥为原料，废物利用，变废为宝，与保温粘土砖层相比，成本降低1/3左右；线收缩率和导热性能适宜，振实性好，铺设施工无缝隙，整体性强，施工简便，性能稳定，使用寿命长。特别适宜铝电解槽的铺设，也适宜其它不定形耐火保温材料的应用领域，如应用在烧成窑炉和烘干窑炉上等，适应温度范围为600～1000℃。
Description
技术领域
本发明涉及一种赤泥散状保温料，为不定形耐火保温材料技术领域。
背景技术
现阶段，铝电解槽正在向大型化预焙槽方向发展，并日趋成熟。其热场设计坚持“底部保温，侧部散热”的原则，尤其注重槽底的保温效果。预焙电解槽的设计和选材应确保炭阴极材料内部的温度大于850℃，因为NaF在850℃以下会结晶，引起炭阴极体积膨胀和炭砖鼓胀，降低其使用寿命，其方法是选用良好的轻质保温砖作隔热层，并以工业Al2O3粉灌缝。由砖砌筑而成，整体性差，每年电解槽大修仍然需耗费大量轻质保温砖和工业Al2O3粉，维修量大，成本较高。另一方面，氧化铝生产厂家每年外排大量赤泥，作为废渣，日积月累，堆积量越来越大，占用良田，污染环境，如何将大量的赤泥废渣利用起来，是人们长期以来一直在努力寻求解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种赤泥散状保温料，可直接铺设铝电解槽，保温性能好，整体性能强，成本低，又充分利用了赤泥废渣，变废为宝。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥赤泥20～80％、耐火粉20～50％、耐火骨料0～30％、珍珠岩0～20％。
较好的控制条件为：
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余小于5％。
干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 10～30％
3mm≤d＜8mm的料 10～25％
1mm≤d＜3mm的料 10～20％
0.15mm≤d＜1mm的料 15～20％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 3～10％
d＜0.074mm的料 15～40％。
其中的耐火粉和耐火骨料使用适宜的耐火材料原料，如氧化铝、氧化锆等高温耐火材料自然可以，工业上，选择易得价廉的煅烧粘土料，成本低，只要满足使用要求即可，根据温度需要，可以选择氧化铝重量含量大于60％的高铝矾土，或氧化铝重量含量为45～60％的粘土，煅烧要求按照常规的粘土煅烧要求进行即可，粘土熟料也有市售产品，也可以直接购得。珍珠岩为膨胀珍珠岩，属于常规保温材料，有市售产品，直接购得即可。
干燥赤泥采用经过50～110℃干燥而得的赤泥，性能适宜，拜尔法赤泥和烧结法赤泥均可。
本发明保温料配料科学，颗粒级配合理，经试验证明，振实性好，线收缩率≤2％，导热系数≤0.25W/m.k，满足使用性能要求。
本发明赤泥散状保温料具有以下特点：
(1)成本低。利用赤泥为原料，废物利用，变废为宝，与保温粘土砖层相比，成本降低1/3左右。
(2)线收缩率和导热性能适宜，振实性好，铺设施工无缝隙，整体性强，性能稳定。
(3)施工简便。从材料性状看，新型轻质散状保温料与干式防渗料非常相似，因而可以采用相同的施工工艺和器具，无需再对工人进行复杂的操作培训。
(4)有利于电解槽的稳定高效运行。从改进后槽底部结构看，新型散状保温料与干式防渗料配套使用相得益彰，既有利于槽底保温，又有利于防止电解质渗透，同时散状保温料与干式防渗料一样具有一定的可塑性，能有效防止槽底部隆起，减少槽壳变形，延长电解槽的运行寿命。
本发明保温料特别适宜铝电解槽的铺设，也适宜其它不定形耐火保温材料的应用领域，如应用在烧成窑炉和烘干窑炉上等，适应温度范围为600～1000℃。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
表1、所用主要原料的化学重量百分组成
| 序号 | 原料名称 | 化学成分(％) | |||||
| SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | CaO | Na2O | 灼减 | ||
| 1 | 拜耳法赤泥 | 18.52 | 20.00 | 27.40 | 1.10 | 15.33 | 12.38 |
| 2 | 烧结法赤泥 | 12.79 | 8.53 | 8.40 | 31.10 | 5.56 | 26.02 |
| 3 | 高铝细粉 | 15.64 | 3.68 | 73.00 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 |
| 4 | 焦宝石 | 51.18 | 1.80 | 42.00 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 |
| 5 | 轻质高铝矾土骨料和高铝耐火粉 | 37.8 | 0.491 | 59.00 | 2.80 | 0.12 | 0.21 |
| 6 | 轻质粘土骨料和粘土耐火粉 | 60.84 | 8.16 | 20.40 | 5.40 | 0.06 | |
实施例1
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 19.7％
3mm≤d＜8mm的料 16.9％
1mm≤d＜3mm的料 14.7％
0.15mm≤d＜1mm的料 17.8％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 4.8％
d＜0.074mm的料 26.1％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为4％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的拜尔法赤泥或烧结法赤泥50％、粘土耐火粉或高铝耐火粉30％、粘土骨料或高铝矾土骨料20％。
指标检测比较：
本发明拜尔法赤泥的保温料在950℃温度下焙烧4h后的线变化率为10％，平均325℃的导热率0.172w/m·k。
本发明烧结法赤泥的保温料在950℃温度下焙烧4h后的线变化率为0％，平均325℃的导热率0.172w/m·k。
而铝电解槽底部保温层现用粘土质隔热砖平均温度325±25℃的导热系数指标要求如下：
产品牌号 导热系数[w/m·k]
NG-0.7 ≤0.35
NG-0.6 ≤0.25。
实施例2
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 18.3％
3mm≤d＜8mm的料 15.8％
1mm≤d＜3mm的料 14.2％
0.15mm≤d＜1mm的料 17.6％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 4.9％
d＜0.074mm的料 29.2％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为3％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的烧结法赤泥50％、粘土耐火粉20％、高铝矾土骨料15％、珍珠岩15％。
实施例3
所用干燥赤泥的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 21.2％
3mm≤d＜8mm的料 17.7％
1mm≤d＜3mm的料 15.2％
0.15mm≤d＜1mm的料 17.9％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 4.7％
d＜0.074mm的料 23.3％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为4.8％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的烧结法赤泥70％、高铝耐火粉30％。
实施例4
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 22.6％
3mm≤d＜8mm的料 18.6％
1mm≤d＜3mm的料 15.6％
0.15mm≤d＜1mm的料 17.8％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 4.6％
d＜0.074mm的料 20.8％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为2％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的拜尔法赤泥40％、粘土耐火粉10％、高铝耐火粉20％、高铝矾土骨料20％、珍珠岩10％。
实施例5
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 16.7％
3mm≤d＜8mm的料 14.9％
1mm≤d＜3mm的料 13.5％
0.15mm≤d＜1mm的料 17.3％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 5.0％
d＜0.074mm的料 32.6％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为3.5％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的烧结法赤泥30％、高铝耐火粉40％、高铝矾土骨料30％。
实施例6
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 24.0％
3mm≤d＜8mm的料 19.4％
1mm≤d＜3mm的料 15.9％
0.15mm≤d＜1mm的料 17.7％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 4.4％
d＜0.074mm的料 18.6％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为2％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的烧结法赤泥60％、粘土耐火粉30％、高铝矾土骨料10％。
实施例7
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 12.3％
3mm≤d＜8mm的料 15.2％
1mm≤d＜3mm的料 12.4％
0.15mm≤d＜1mm的料 17.6％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 6.50％
d＜0.074mm的料 36％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为4％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的烧结法赤泥55％、高铝耐火粉25％、粘土骨料8％、珍珠岩12％。
实施例8
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 22.3％
3mm≤d＜8mm的料 10.8％
1mm≤d＜3mm的料 14.2％
0.15mm≤d＜1mm的料 18.6％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 4.9％
d＜0.074mm的料 29.2％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为2.5％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的拜尔法赤泥50％、高铝耐火粉30％、珍珠岩20％。
实施例9
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 22.3％
3mm≤d＜8mm的料 10.8％
1mm≤d＜3mm的料 14.2％
0.15mm≤d＜1mm的料 18.6％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 4.9％
d＜0.074mm的料 29.2％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为3％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的烧结法赤泥50％、粘土耐火粉30％、高铝矾土骨料15％、珍珠岩5％。
实施例10
所用干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 19.7％
3mm≤d＜8mm的料 16.9％
1mm≤d＜3mm的料 14.7％
0.15mm≤d＜1mm的料 17.8％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 4.8％
d＜0.074mm的料 26.1％。
耐火粉的细度控制过200目筛，筛余为2％。
本发明所述的赤泥散状保温料，其配料重量百分组成为：
干燥的烧结法赤泥60％、粘土耐火粉20％、高铝矾土骨料20％。
Claims (5)
1、一种赤泥散状保温料，其特征在于其配料重量百分组成为：
干燥赤泥20～80％、耐火粉20～50％、耐火骨料0～30％、珍珠岩0～20％。
2、根据权利要求1所述的赤泥散状保温料，其特征在于耐火粉的细度控制过200目筛，筛余小于5％。
3、根据权利要求1或2所述的赤泥散状保温料，其特征在于干燥赤泥和耐火骨料的颗粒重量级配控制为：
8mm≤颗粒直径d＜15mm的料 10～30％
3mm≤d＜8mm的料 10～25％
1mm≤d＜3mm的料 10～20％
0.15mm≤d＜1mm的料 15～20％
0.074mm≤d＜0.15mm的料 3～10％
d＜0.074mm的料 15～40％。
4、根据权利要求3所述的赤泥散状保温料，其特征在于耐火粉和耐火骨料为煅烧粘土料。
5、根据权利要求4所述的赤泥散状保温料，其特征在于干燥赤泥是经过50～110℃干燥而得的赤泥。
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Legal Events
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Owner name: CHINESE ALUMINIUM CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHANDONG ALUMINIUM INDUSTRY CO., LTD. Effective date: 20071026 |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20071026 Address after: 100082 No. 62 North Main Street, Beijing, Xizhimen Patentee after: Aluminum Corporation of China Limited Address before: 255052 No. 1, five km road, Zhangdian District, Shandong, Zibo Patentee before: Shandong Aluminium Industry Co., Ltd. |