专利名称：利用废耐火窑具制备节能型高温高抗热震性窑炉结构材料及其方法
技术领域：
本发明涉及一种利用废耐火窑具制备节能型高温高抗热震性窑炉结构材料的方法。
背景技术：
窑体、窑车结构系统，包括梭式窑、隧道窑、辊道窑窑炉吊顶结构系统、窑墙系统、中空围砖窑车系统等。所述系统传统所用的耐火材料主要是耐火砖，耐火砖包括重质砖和轻质砖。 窑炉在烧炉作业过程中，除了要供给烧制件所需的热能外，还要供给窑体、窑车结构系统所需的热能。由于耐火砖为实心结构，且比重大，要吸收大量的热能，能源损耗大。
另外，窑炉在烧炉作业中，需要大量用于放置或/和隔离烧制件的耐火窑具。由于窑具是易损件，将产生大量的窑具废料。现有的窑具废料无利用价值，只作为坑洼地的填垫物。
发明内容
本发明的目的在于针对现有耐火砖的特点和窑具废料，提供一种利用废耐火窑具制备的节能型高温高抗热震性窑炉结构材料及其生产方法。 本发明所述的利用废耐火窑具制备的节能型高温高抗热震性窑炉结构材料，包括下述重量比的物料骨料30-80%，复合基质料20-70%，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加添加剂0. 5-3. 5 % ，辅助剂0. 4-2. 1 % ，粘结剂0. 5-5. 0 % ，分散剂0. 1-1. 5%，水10-20%，其中 (1)骨料，选自氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、粘土结合碳化硅窑具废料熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度《l.Omm，废粘土结合碳化硅熟料占重量比的30-50% ;氧化物结合碳化硅或氮化硅结合碳化硅熟料占重量比的50-70% ; (2)复合基质料，包括下述重量比的物料高岭土 (包括硬质或软质高岭土、煤干石、焦宝石生料)15-45%、 A1203粉0. 5-10%、氧化硅细粉1. 0-10%、蓝晶石族矿物(包括硅线石、红柱石、蓝晶石三种同质异相的矿物)8-30%、莫来石质废耐火窑具细粉15-50%，粒度均为《325目； (3)添加剂为钾长石或碳酸钾，粒度《325目； (4)辅助剂由MgC03和AlF3构成，配比分别是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ; (5)粘结剂为糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维
素或/和亚硫酸纸浆废液； (6)分散剂为聚丙烯酸钠、萘磺酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或/和酒石酸。
本发明所述的利用废耐火窑具制备节能型高温高抗热震性窑炉结构材料的方法，其工艺包括 (1)配料包括下述重量比的物料骨料30_80% ，复合基质料20_70%，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加添加剂0. 5-3. 5 % ，辅助剂0. 4-2. 1 % ，粘结剂0. 5-5. 0%，分散剂0. 1-1. 5%，水10-20%，其中 (A)骨料，选自氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、粘土结合碳化硅窑具废料熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度《l.Omm，废粘土结合碳化硅熟料占重量比的30-50% ;氧化物结合碳化硅或氮化硅结合碳化硅熟料占重量比的50-70% ; (B)复合基质料，包括下述重量比的物料高岭土 (包括硬质或软质高岭土、煤干石、焦宝石生料)15-45%、 A1203粉0. 5-10%、氧化硅细粉1. 0-10%、蓝晶石族矿物(包括硅线石、红柱石、蓝晶石三种同质异相的矿物)8-30%、莫来石质废耐火窑具细粉15-50%，粒度均为《325目； (C)添加剂为钾长石或碳酸钾，粒度《325目； (D)辅助剂由MgC03和AlF3构成，配比分别是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ; (E)粘结剂为糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维
素或/和亚硫酸纸浆废液； (F)分散剂为聚丙烯酸钠、萘磺酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或/和酒石酸。
(2)混合配料，将配方量的水和所有物料混合搅拌均匀； (3)真空练泥，将工艺(2)所述物料在真空练泥搅拌机中搅拌，真空度《0. 095Mpa ; (4)挤出成型，利用模具及成型挤出机，挤出成型；
(5)干燥，干燥后含水量《1% ; (6)烧成，产品经干燥后于高温炉中晶化烧成，温度为1450°C -152(TC，保温8_12小时。 本发明，具有如下积极效果 1、以窑具废料(氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、粘土结合碳化硅、莫来石质废耐火窑具)为骨料和复合基质料的主要成分，对废资源综合利用、改善生态环境有重要意义； 2、以钾长石或碳酸钾为添加剂，目的在于消除方石英，形成无定型的玻璃相，使莫来石晶体形成网状结构。 3、以MgC03和A1F3为辅助剂，添加MgC03的目的在于降低烧结温度，促进莫来石生长；添加A1F3的目的在于促进莫来石生长致密化。 4、复合基质料中的蓝晶石族矿物(包括硅线石、红柱石、蓝晶石三种同质异相的矿物)作为晶核剂，其目的在于促进莫来石化开始时形成较多的晶核，使莫来石晶体呈长柱状连锁交织结构，提高其抗压、抗折强度及热稳定性。 5、本结构材料采用模具及成型挤出机挤出成型，生产效率高，成本低； 6、本发明适用于生产窑炉吊顶结构系统、窑墙系统、中空围砖窑车系统、中空支柱
系统等的结构材料，具有轻质隔热、结构紧凑、安全可靠、施工方便等优点。 7、本窑炉结构材料代替传统的耐火材料，产品低能耗是传统重质耐火砖的30%，
4是比重1. 0g/cm3的轻质砖的70% ，用于窑炉结构材料和耐火纤维做窑体、窑车车衬、吊顶结 构系统、窑墙系统时，产品热耗是传统重质耐火砖的26. 2% 28. 2%，是比重1. 0g/cm3的 轻质砖做车衬时的61. 1 66%。 8、使用温度窑炉吊顶及窑体《135(TC，窑车结构及窑炉应用中空支柱《1450°C
具体实施例方式
实施例1、利用废耐火窑具制备的节能型高温高抗热震性窑炉结构材料。 由下述重量比的物料构成骨料60kg，复合基质料40kg，以骨料和复合基质料的
总组份100重量份计，外加碳酸钾2. 5kg，粒度《325目；MgC030 . 5kg ;AlF3lkg ;糊精2kg ;
甲基纤维素(MC) 1. 5kg ;聚丙烯酸钠lkg ;水15kg，其中 (1)骨料，选自氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、粘土结合碳化硅窑具废料 熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度《l.Omm，废粘土结合碳化 硅熟料24kg ;氧化物结合碳化硅或氮化硅结合碳化硅熟料36kg ; (2)复合基质料，包括下述物料高岭土 12kg、 A1203粉2. 8kg、氧化硅细粉3. 2kg、
蓝晶石族矿物6kg、莫来石质废耐火窑具细粉16kg，粒度均为《325目。 实施例2、利用废耐火窑具制备节能型高温高抗热震性窑炉结构材料的方法，其工
艺包括 (1)配料按实施例1的方法备料、配料； (2)混合配料，将配方量的水和所有物料混合搅拌均匀； (3)真空练泥，将工艺(2)所述物料在真空练泥搅拌机中搅拌，真空度 《0. 095Mpa ; (4)挤出成型，利用模具及成型挤出机，挤出成型；
(5)干燥，干燥后含水量《1% ; (6)烧成，产品经干燥后于高温炉中晶化烧成，温度为1440°C -152(TC，保温8-12 小时。
权利要求
一种利用废耐火窑具制备的节能型高温高抗热震性窑炉结构材料，包括下述重量比的物料骨料30-80％，复合基质料20-70％，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加添加剂0.5-3.5％，辅助剂0.4-2.1％，粘结剂0.5-5.0％，分散剂0.1-1.5％，水10-20％，其中(1)骨料，选自氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、粘土结合碳化硅窑具废料熟料，所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度≤1.0mm，废粘土结合碳化硅熟料占重量比的30-50％；氧化物结合碳化硅或氮化硅结合碳化硅熟料占重量比的50-70％；(2)复合基质料，包括下述重量比的物料高岭土15-45％、Al2O3粉0.5-10％、氧化硅细粉1.0-10％、蓝晶石族矿物8-30％、莫来石质废耐火窑具细粉15-50％，粒度均为≤325目；(3)添加剂为钾长石或碳酸钾，粒度≤325目；(4)辅助剂由MgCO3和AlF3构成，配比分别是0.1-0.6％和0.3-1.5％；(5)粘结剂为糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素或/和亚硫酸纸浆废液；(6)分散剂为聚丙烯酸钠、萘磺酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或/和酒石酸。
2. —种利用废耐火窑具制备节能型高温高抗热震性窑炉结构材料的方法，其工艺包括(1) 配料包括下述重量比的物料骨料30-80%，复合基质料20-70%，以骨料和复 合基质料的总组份100重量份计，外加添加剂0. 5-3. 5 % ，辅助剂0. 4-2. 1 % ，粘结剂 0. 5-5. 0%，分散剂0. 1-1. 5%，水10-20%，其中(A) 骨料，选自氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、粘土结合碳化硅窑具废料熟料， 所述窑具废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁而制得，粒度《1. Omm，废粘土结合碳化硅熟料 占重量比的30-50% ;氧化物结合碳化硅或氮化硅结合碳化硅熟料占重量比的50-70% ;(B) 复合基质料，包括下述重量比的物料高岭土 15-45%、八1203粉0. 5-10%、氧化硅 细粉1. 0-10%、蓝晶石族矿物8-30%、莫来石质废耐火窑具细粉15-50%，粒度均为《325 目；(C) 添加剂为钾矿化剂，如钾长石或碳酸钾，粒度《325目；(D) 辅助剂由MgC03和AlF3构成，配比分别是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ;(E) 粘结剂为糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素或 /和亚硫酸纸浆废液；(F) 分散剂为聚丙烯酸钠、萘磺酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或/和酒石酸。(2) 混合配料，将配方量的水和所有物料混合搅拌均匀；(3) 真空练泥，将工艺(2)所述物料在真空练泥搅拌机中搅拌，真空度《0. 095Mpa ;(4) 挤出成型，利用模具及成型挤出机，挤出成型；(5) 干燥，干燥后含水量《1% ;(6) 烧成，产品经干燥后于高温炉中晶化烧成，温度为1450°C -1520°C ，保温8_12小时。
全文摘要
本发明涉及一种利用废耐火窑具制备节能型高温高抗热震性窑炉结构材料及其方法。包括下述重量比的物料骨料30-80％，复合基质料20-70％，以骨料和复合基质料的总组份100重量份计，外加添加剂0.5-3.5％，辅助剂0.4-2.1％，粘结剂0.5-5.0％，分散剂0.1-1.5％，水10-20％，其中骨料选自氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、粘土结合碳化硅窑具废料熟料，复合基质料选用高岭土、Al2O3粉、氧化硅细粉、蓝晶石族矿物和莫来石质废耐火窑具细粉，添加剂选用钾长石或碳酸钾，辅助剂由MgCO3和AlF3构成。由于以窑具废料为骨料和复合基质料的主要成分，对废资源综合利用、改善生态环境有重要意义。
文档编号C04B35/622GK101792321SQ20101010958
公开日2010年8月4日 申请日期2010年2月6日 优先权日2010年2月6日
发明者陈皇忠 申请人:陈皇忠