一种工业炉用的1200℃级低铁隔热浇注料及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种工业炉用的1200℃级低铁隔热浇注料及制备方法。所述浇注料是由包括按重量百分比计的以下组分混合而成：轻质莫来石隔热砖颗粒40～60%；膨胀珍珠岩3～8%；漂珠5～15%；纯铝酸钙水泥31～36%；硅微粉3～8%；减水剂0.1～0.5%。所述方法包括：所述组分按所述用量搅拌混合均匀制得所述低铁隔热浇注料。本发明的浇注料体积密度在1000kg/m3以下，导热系数低、强度高、保温效果好。
【专利说明】-种工业炉用的1200°C级低铁隔热浇注料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业炉领域，更进一步说，涉及一种工业炉用的1200°C级低铁隔热浇 注料及制备方法。
【背景技术】
[0002] 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。近年来，我国能源需求呈加速 增长趋势，然而能源利用率很低。随着工业化、城镇化进程不断加快，能源供需矛盾将更加 突出，并将严重制约我国经济社会发展。
[0003] 作为高能耗行业生产中的主要耗能设备，工业炉每年要消耗数量极为巨大的能 源。例如乙烯工业中的乙烯裂解炉，其能耗约占整个乙烯装置总能耗的40%，降低裂解炉的 能耗是降低乙烯生产成本的重要途径之一。
[0004] 传统的工业炉为达到保温节能的目的，通常在重质耐火砖砌筑体或重质不定形耐 火材料施工体内或外增加保温层，但是重质层加大了体积庞大的工业炉负重，对于间歇式 炉来说，蓄热损失特别大。
[0005] 因此，寻找一种新型的工业炉保温材料来降低能耗，是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006] 为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种工业炉用的1200°C级低铁隔热 浇注料及制备方法。本发明的浇注料体积密度不大于l〇〇〇kg/m 3,导热系数低、强度高、保温 效果好。
[0007] 本发明的目的之一是提供一种工业炉用的1200°C级低铁隔热浇注料。
[0008] 是由包括按重量百分比计的以下组分混合而成：
[0009] 轻质莫来石隔热砖颗粒 40?60% 膨胀珍珠岩 3?8% 漂珠 5?15% 纯铝酸钙水泥 31?36% 硅微粉 3?8% 减水剂 0.1?0.5%
[0010] 轻质莫来石隔热砖颗粒的体积密度为500?800kg/m3。粒径范围在0. 2?6mm之 间，轻质莫来石隔热砖颗粒制备：采用优质的轻质莫来石隔热砖边角料为原料，经过破碎， 过筛，分级后装袋备用。
[0011] 所述膨胀珍珠岩的粒径范围在0. 15?2. 5mm之间；
[0012] 所述减水剂为三聚磷酸钠、高浓萘磺酸盐高效减水剂和六偏磷酸钠中的至少一 种。
[0013] 漂珠是指能浮在水面上的粉煤灰空心微珠；
[0014] 硅微粉俗称硅灰，硅微粉为非结晶二氧化硅，是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生 的Si02和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料，粒径 要求45um筛余< 5%)。
[0015] 本发明的目的之二是提供一种工业炉用的1200°c级低铁隔热浇注料的制备方法。
[0016] 包括：
[0017] 所述组分按所述用量搅拌混合均匀制得所述低铁隔热浇注料。
[0018] 具体包括以下步骤：
[0019] 1)将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠进行预烘干处理；
[0020] 2)将纯铝酸钙水泥、硅微粉、减水剂预混合均匀制成预混合料；然后与轻质莫来石 隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠混合均匀
[0021] 可采用以下技术方案：
[0022] 首先进行原材料选配，采用轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠为骨料，以 纯铝酸钙水泥和硅微粉为基质组成，并添加三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和NF作为减水剂和分 散剂。
[0023] 原料选定后，其制备工艺是：先将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠三种 骨料进行预烘干处理，除去里面的水分；然后在双螺旋无重力干混机中放入纯铝酸钙水 泥、硅微粉、三聚磷酸钠和高浓萘磺酸盐高效减水剂（NF)，预混合均匀制成预混合料A ;最 后在V型搅拌机中将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠三种骨料以及预混合料A - 起混合均匀，装袋封口后即完成。
[0024] 在施工地点，将整袋材料全部放入搅拌机中，加水搅拌3?5分钟，之后将搅拌好 的料倒入模具即待浇注部位，或直接涂抹施工。自然养护48小时后，即可进行烘烤处理。
[0025] 按本发明方法制备的1200°C级新型低铁隔热浇注料与传统的相当密度的0级隔 热浇注料相比，充分利用优质的轻质莫来石隔热砖颗粒，降低了浇注料中的含铁量，根据 GB/T6609. 4-2004测定，铁含量< 1. 5%，铁含量的降低有利于提高浇注料的最高使用温度 以及抗腐蚀能力，从而延长其使用周期。
[0026] 制备的1200°C级新型低铁隔热浇注料110°C *24h烘干体积密度不大于1000kg/ m3,最高使用温度1200°C，与传统的0级隔热浇注料的最高使用温度1040°C高160°C，有效 提高了材料的使用安全性。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实施例，进一步说明本发明。
[0028] 实施例中所用原料：
[0029] 轻质莫来石隔热砖颗粒：由轻质莫来石隔热砖破碎而成。采用宜兴摩根热陶瓷有 限公司生产的TJM系列轻质莫来石隔热砖破碎而成。粒径范围在0. 2?6mm之间，轻质莫 来石隔热砖颗粒的体积密度为500?800kg/m3。
[0030] 膨胀珍珠岩：一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产，由于在1000?1300°C高 温条件下其体积迅速膨胀4?30倍，故统称为膨胀珍珠岩。生产厂家：凯蒂(信阳）新型材 料有限公司，牌号100号即堆积密度最大为100kg/m3。粒径范围在0. 15?2. 5mm之间。
[0031] 漂珠：火力发电厂的粉煤灰中所含的空心能漂于水面的玻璃珠。河北邯郸胜利漂 珠，牌号轻质漂珠，容重500kg/m3以下。
[0032] 纯铝酸钙水泥：是用高纯氧化钙和氧化铝经高温烧结而成以氧化铝的含量在 70-80%左右的水硬性结合剂。生产厂家：凯诺斯（中国)铝酸盐技术有限公司牌号SECAR-71
[0033] 硅微粉：微硅粉为非结晶二氧化硅，是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的Si02和 Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。生产厂家：鞍山 鞍美国贸实业有限公司，牌号92硅微粉。
[0034] 三聚磷酸钠：市售
[0035] NF :市售
[0036] 六偏磷酸钠：市售
[0037] 实施例1 :
[0038] 先将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠三种骨料进行预烘干处理；然后在 双螺旋无重力干混机中放入纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠和NF，预混合均匀制成预 混合料A ;最后在V型搅拌机中将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠三种预烘干骨 料以及预混合料A-起混合均匀，装袋封口后即完成。各组分用量见表1.
[0039] 根据耐火材料体积密度试验方法YB/T5200,测得110°C *24h烘干体积密度为 980kg/m3,优于传统的0级隔热烧注料规定值1040kg/m3。
[0040] 根据耐火材料常温耐压强度试验方法YB/T5201，测得常温耐压强度为3. OMpa，优 于传统的0级隔热浇注料规定值1. 4Mpa。
[0041] 根据耐火材料常温抗折强度试验方法YB/T5201，测得常温抗折强度为1. OMpa，优 于传统的〇级隔热浇注料规定值〇. 8Mpa。
[0042] 根据耐火材料可逆热膨胀(从非加热状态到0级最高使用温度1040°C)试验方法 YB/T5205,测得可逆线膨胀0. 38%，好于传统的0级隔热浇注料规定值0. 4%。
[0043] 根据耐火材料永久线变化试验方法YB/T5203,测得1040°C *5h试样永久线变 化-1. 〇%，优于传统的0级隔热浇注料规定值-1. 5%。
[0044] 导热率根据耐火材料导热系数试验方法(水流量平板法）YB/4130-2005,测得在 200°C的导热率为0. 2WAm · K)，425°C的导热率为0. 24WAm · K)，650°C的导热率为0. 27W/ (m · K)，均好于传统的0级隔热浇注料中200°C的导热率0. 217WAm · K)、425°C的导热率 0· 256^(m · K)和 650°C的导热率 0· 27^(m · K)。
[0045] 测试数据见表2。
[0046] 实施例2 :
[0047] 先将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠三种骨料进行预烘干处理；然后在 双螺旋无重力干混机中放入纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠，预混合均 匀制成预混合料A ;最后在V型搅拌机中将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠三种 预烘干骨料以及预混合料A-起混合均匀，装袋封口后即完成。各组分用量见表1.
[0048] 根据耐火材料体积密度试验方法YB/T5200,测得110°C *24h烘干体积密度为 1000kg/m3,优于传统的0级隔热烧注料规定值1040kg/m3。
[0049] 根据耐火材料常温耐压强度试验方法YB/T5201，测得常温耐压强度为2. 5Mpa，优 于传统的〇级隔热浇注料规定值1. 4Mpa。
[0050] 根据耐火材料常温抗折强度试验方法YB/T5201，测得常温抗折强度为0. 9Mpa，优 于传统的〇级隔热浇注料规定值〇. 8Mpa。
[0051] 根据耐火材料可逆热膨胀(从非加热状态到0级最高使用温度1040°C)试验方法 YB/T5205,测得可逆线膨胀0. 38%，好于传统的0级隔热浇注料规定值0. 4%。
[0052] 根据耐火材料永久线变化试验方法YB/T5203,测得1040°C *5h试样永久线变 化-0. 7%，优于传统的0级隔热浇注料规定值-1. 5%。
[0053] 导热率根据耐火材料导热系数试验方法(水流量平板法）YB/4130-2005,测得在 200°〇的导热率为0.211八111.1()，4251：的导热率为0.251八111.1()，6501：的导热率为0.26评/ (m · K)，均好于传统的0级隔热浇注料中200°C的导热率0. 217WAm · K)、425°C的导热率 0· 256^(m · K)和 650°C的导热率 0· 27^(m · K)。
[0054] 测试数据见表2。
[0055] 实施例3 :
[0056] 先将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠三种骨料进行预烘干处理；然后在 双螺旋无重力干混机中放入纯铝酸钙水泥、硅微粉、三聚磷酸钠和NF，预混合均匀制成预 混合料A ;最后在V型搅拌机中将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠三种预烘干骨 料以及预混合料A-起混合均匀，装袋封口后即完成。各组分用量见表1.
[0057] 根据耐火材料体积密度试验方法YB/T5200,测得11(TC *24h烘干体积密度为 960kg/m3,优于传统的0级隔热烧注料规定值1040kg/m3。
[0058] 根据耐火材料常温耐压强度试验方法YB/T5201，测得常温耐压强度为3. 3Mpa，优 于传统的0级隔热浇注料规定值1. 4Mpa。
[0059] 根据耐火材料常温抗折强度试验方法YB/T5201，测得常温抗折强度为1. IMpa，优 于传统的〇级隔热浇注料规定值〇. 8Mpa。
[0060] 根据耐火材料可逆热膨胀(从非加热状态到0级最高使用温度1040°c)试验方法 YB/T5205,测得可逆线膨胀0. 36%，好于传统的0级隔热浇注料规定值0. 4%。
[0061] 根据耐火材料永久线变化试验方法YB/T5203,测得1040°C *5h试样永久线变 化-1. 2%，优于传统的0级隔热浇注料规定值-1. 5%。
[0062] 导热率根据耐火材料导热系数试验方法(水流量平板法）YB/4130-2005,测得在 200°C的导热率为0. 19WAm ·Κ)，425°C的导热率为0. 22WAm ·Κ)，650°C的导热率为0. 24W/ (m · K)，均好于传统的0级隔热浇注料中200°C的导热率0. 217WAm · K)、425°C的导热率 0· 256WAm · K)和 650°C 的导热率 0· 27WAm · K)。
[0063] 测试数据见表2。
[0064] 表1(以重量百分比计）
[0065]
【权利要求】
1. 一种工业炉用的1200°C级低铁隔热浇注料，其特征在于所述隔热浇注料是由包括 按重量百分比计的以下组分混合而成： 轻质莫来石隔热砖颗粒 40?60% 膨胀珍珠岩 3?8% 漂珠 5?15% 纯铝酸钙水泥 31?36% 硅微粉 3?8% 减水剂 0.1?0.5% 所述轻质莫来石隔热砖颗粒的粒径范围在0. 2?6mm之间；密度为500?800kg/m3 所述膨胀珍珠岩的粒径范围在〇. 15?2. 5mm之间； 所述减水剂为三聚磷酸钠、高浓萘磺酸盐高效减水剂和六偏磷酸钠中的至少一种。
2. -种如权利要求1所述的工业炉用的1200°C级低铁隔热浇注料的制备方法，其特征 在于所述方法包括： 所述组分按所述用量搅拌混合均匀制得所述低铁隔热浇注料。
3. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述方法包括： 1) 将轻质莫来石隔热砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠进行预烘干处理； 2) 将纯铝酸钙水泥、硅微粉、减水剂预混合均匀制成预混合料；然后与轻质莫来石隔热 砖颗粒、膨胀珍珠岩、漂珠混合均匀。
【文档编号】C04B18/04GK104140233SQ201310163782
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2013年5月7日
【发明者】袁慕军, 刘敬坤, 高景芬, 李森 申请人:中国石化工程建设有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司