一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法
【专利摘要】本发明涉及一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。其技术方案是：先以85~95wt%的α-Al2O3和5~15wt%的ρ-Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料35~45wt%的水和0.1~0.5wt%的减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和造孔剂，混合均匀，浇注成型，干燥，在1550~1750℃的条件下保温时间为4~12h，即得氧化铝轻质隔热砖。其中：每kg原料中的泡沫加入量为0.6~1.0L，造孔剂加入量为原料8~20wt%。本发明具备工艺简单、生产周期短和节约能源的优点，所制备的氧化铝轻质隔热砖强度高、体积密度小和保温性能好。
【专利说明】一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轻质隔热砖【技术领域】，具体涉及一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。
【背景技术】
[0002]随着窑业的发展，高温窑炉用耐火材料从重质刚玉砖、铬刚玉砖发展为体积密度较低的氧化铝轻质隔热砖，氧化铝轻质隔热砖的保温性能好和材料重量轻，具有良好的耐高温性能。氧化铝轻质材料的使用不仅增加了窑炉的蓄热效果，还减轻了窑炉的重量，具有很好的发展前景和应用意义。
[0003]目前，生产氧化铝轻质隔热砖的工艺主要有三种:⑴将氧化铝空心球和氧化铝微细粉混合，加入结合剂后压制烧成，得到氧化铝空心球轻质砖。如“一种氧化铝空心球隔热制品”(CN102276276 A)的专利技术，该方法是将废弃刚玉砖、废弃刚玉-莫来石砖、废弃氧化铝空心球砖和废弃刚玉陶瓷制品中的一种或者两种以上为原材料完全或部分代替工业氧化铝，经三相电弧炉熔融吹制成氧化铝空心球做为骨料；废弃刚玉砖、废弃刚玉-莫来石砖、废弃氧化铝空心球砖和废弃刚玉陶瓷制品中的一种或者两种以上破碎成细粉部分或完全代替烧结氧化铝细粉或电熔Al2O3细粉，经成型、干燥和烧成，制得氧化铝空心球隔热制品。但该方法存在如下缺点:在将废弃原料电熔吹制成氧化铝空心球时会消耗大量的电能；由于以废弃砖为主要原料，无法得到高氧化铝含量的制品，制品无法在1700°C以上高温使用。(2)将氧化铝微细粉和造孔剂混合造粒，再将颗粒和微细粉混合，加入结合剂后压制烧成，得到氧化铝轻质隔热砖。如“一种氧化铝轻质隔热耐火制品及其制备方法”(CN103145434A)的专利技术，该方案是以刚玉颗粒、氧化铝细粉和α -Al203微粉为骨料的原料，外加造孔剂(锯末)和结合剂，混匀，造粒，干燥，于12(T210°C烘烤24h，制得氧化铝轻质骨料；再以骨料、Q-A1203细粉和“三石”为制品原料，加入酚醛树脂，混匀，成型，干燥，在155(T1750°C保温:Tl2h，制得氧化铝轻质隔热耐火制品。但该方法的缺点是造孔剂锯末烧后残余物中含有不少Ca、K、Na，致使制品的使用温度不高:同时加入的“三石”会引入Si，也会降低制品的使用温度。(3)将氧化铝微细粉制成泥浆后加入泡沫，浇注成型，干燥，烧成得到氧化铝轻质隔热砖。如“一种高强氧化铝轻质隔热砖及其制备方法”(CN103044045A)的专利技术，该方案是以不同粒度Q-Al2O3细粉、C1-Al2O3微粉、P-Al2O3微粉和“三石”为原料，加入助烧剂、水和减水剂，预混合5~10分钟，制得预混料；再向预混料中加入泡沫，混合均匀，浇注成型，微波干燥，然后在145(Tl70(rC条件下保温3飞h制得高强氧化铝轻质隔热砖。但该方法的缺点是制品浇注后脱模时间长，生坯强度不高。
【发明内容】
[0004]本发明旨在克服已有技术的缺陷，目的是提供一种工艺简单、生产周期短和节约能源的混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。用该方法制备的氧化铝轻质隔热砖强度高、体积密度小和保温性能好。[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:先以85、5被％的α-Α1203和5~15wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料35~45wt%的水和0.1~θ.5wt%的减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和造孔剂，混合均匀，浇注成型，干燥，在1550~1750°C的条件下保温4~12h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0006]其中:每kg原料中的泡沫加入量为0.6~1.0L，造孔剂加入量为原料8~20wt%。
[0007]所述a -Al2O3的颗粒级配是:粒度为0.147~0.2mm占3(T45wt%，粒度为
0.043~0.147mm
占30~45wt%，粒度小于0.043mm占10~25wt%。
[0008]所述P -Al2O3的粒径度小于5um。
[0009]所述减水剂为特征在于所述减水剂为聚羧酸类减水剂、无机盐类减水剂、磺酸系减水剂和奈系减水剂中的一种。
[0010]所述造孔剂粒度均小于0.2mm，造孔剂为银末和炭黑中的一种。
[0011]由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果:
本发明所采用的原料为C1-Al2O3和P-Al2O3，所制得的氧化铝轻质隔热砖的使用温度在1700°C以上；本发明采用造孔剂加泡沫的造孔方法，能减少生坯中的水分，加快氧化铝轻质隔热砖的干燥和脱模时间，缩短了生产周期；本发明采用细粉代替空心球，能节约制取空心球时所需的能源。
[0012]本发明所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测:体积密度为0.6^1.4g/cm3 ;耐压强度为9~25MPa ;导热系数为0.2^0.6 w/(m.k)。制品强度高、体积密度小和保温性能好，能很好地满足目前热工工业生产要求。
[0013]因此，本发明具备工艺简单、生产周期短和节约能源的优点，所制备的氧化铝轻质隔热砖强度高、体积密度小和保温性能好。
【具体实施方式】
[0014]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
[0015]为避免重复，现将本【具体实施方式】有关技术从属统一描述如下，实施例中不再赘述:
所述a -Al2O3的颗粒级配是:粒度为0.147~0.2mm占30~45wt%，粒度为0.043~0.147mm 占30~45wt%，粒度小于0.043mm占10~25wt%。
[0016]所述P -Al2O3的粒径度小于5um。
[0017]所述锯末和炭黑和球的粒度均小于0.2mm。
[0018]实施例1:
一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。先以85~90被％的C1-Al2O3和10~15wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料35~40wt%的水和0.1~0.3wt%的聚羧酸类减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和锯末，混合均匀，浇注成型，干燥，在1550-1600?的条件下保温4~6h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0019]其中:每kg原料中的泡沫加入量为0.6~0.7L，锯末加入量为原料17~20wt%。
[0020]本实施例1所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测:体积密度1.0~1.4g/cm3 ;耐压强度 21~25MPa ;导热系数 0.4~0.6w/ (m.k)。
[0021]实施例2
一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。先以85~90被％的C1-Al2O3和l(Tl5wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料4(T45wt%的水和0.3^0.5wt%的无机盐类减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和炭黑，混合均匀，浇注成型，干燥，在160(Tl65(rC的条件下保温6~8h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0022]其中:每kg原料中的泡沫加入量为0.7~0.8L，炭黑加入量为原料14~17wt%。
[0023]本实施例2所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测:体积密度0.9^1.2g/cm3 ;耐压强度 18~23MPa ;导热系数 0.3~0.5 w/(m.k)。 [0024]实施例3
一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。先以85~90wt%的a -Al2O3和l(Tl5wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料35~40wt%的水和0.1-0.3wt%的磺酸系减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和锯末，混合均匀，浇注成型，干燥，在1650-1700?的条件下保温8~10h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0025]其中:每kg原料中的泡沫加入量为0.8^0.9L，锯末加入量为原料if 14wt%。
[0026]本实施例3所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测:体积密度0.7~0.9g/cm3 ;耐压强度 13~19MPa ;导热系数 0.3~0.4 w/(m.k)。
[0027]实施例4:
一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。先以85~90wt%的a -Al2O3和l(Tl5wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料4(T45wt%的水和0.3^0.5wt%的萘系减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和炭黑，混合均匀，浇注成型，干燥，在170(Tl75(rC的条件下保温l(Tl2h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0028]其中:每kg原料中的泡沫加入量为0.9^1.0L，炭黑加入量为原料8~llwt%。
[0029]本实施例4所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测:体积密度0.6^0.8g/cm3 ;耐压强度9~13MPa ;导热系数0.2~0.4 w/(m*k)。
[0030]实施例5
一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。先以9(T95wt%的a -Al2O3和5~10wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料35~40wt%的水和0.1-0.3wt%的聚羧酸类减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和锯末，混合均匀，浇注成型，干燥，在1550-1600?的条件下保温4~6h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0031]其中:每kg原料中的泡沫加入量为0.6^0.7L，锯末加入量为原料17~20wt%。
[0032]本实施例5所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测:体积密度1.2^1.4g/cm3 ;耐压强度 22~25MPa ;导热系数 0.5~0.6 w/(m.k)。
[0033]实施例6
一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。先以9(T95wt%的a -Al2O3和5~10wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料4(T45wt%的水和0.3^0.5wt%的无机盐类减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和炭黑，混合均匀，浇注成型，干燥，在1600-1650?的条件下保温6~8h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0034]其中:每kg原料中的泡沫加入量为0.7~0.8L，炭黑加入量为原料14~17wt%。[0035]本实施例6所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测：体积密度O. 9^1. 3g/cm3 ;耐压强度 18~23MPa ;导热系数 O. 3~O. 5 w/(m · k)。
[0036]实施例7 ：
一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。先以9(T95wt%的a -Al2O3和5~10wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料35~40wt%的水和0.1-0. 3wt%的磺酸系减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和锯末，混合均匀，浇注成型，干燥，在1650-1700?的条件下保温8~10h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0037]其中：每kg原料中的泡沫加入量为O. 8^0. 9L，锯末加入量为原料if 14wt%。
[0038]本实施例7所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测：体积密度O. 8^1. Og/cm3 ;耐压强度 12~18MPa ;导热系数 O. 3~O. 4 w/(m · k)。
[0039]实施例8
一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法。先以9(T95wt%的a -Al2O3和5~10wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料4(T45wt%的水和O. 3^0. 5wt%的萘系减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和炭黑，混合均匀，浇注成型，干燥，在170(Tl75(rC的条件下保温l(Tl2h，即得氧化铝轻质隔热砖。
[0040]其中：每kg原料中的泡沫加入量为O. 9^1. 0L，炭黑加入量为原料8~llwt%。
[0041]本实施例8所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测：体积密度O. 6^0. 8g/cm3 ;耐压强度9~14MPa ;导热系数O. 2~O. 3 w/(m · k)。
[0042]本【具体实施方式】所采用的原料为a -Al2O3和P -Al2O3,所制得的氧化铝轻质隔热砖的使用温度在1700°C以上；本【具体实施方式】采用造孔剂加泡沫的造孔方法，能减少生坯中的水分，加快氧化铝轻质隔热砖的干燥和脱模时间，缩短了生产周期；本【具体实施方式】采用细粉代替空心球，能节约制取空心球时所需的能源。
[0043]本【具体实施方式】所制备的氧化铝轻质隔热砖经检测：体积密度为O. 6^1. 4g/cm3 ；耐压强度为扩2510^;导热系数为0.2~0.6 w/(m.k)0制品强度高、体积密度小和保温性能好，能很好地满足目前热工工业生产要求。
[0044]因此，本【具体实施方式】具备工艺简单、生产周期短和节约能源的优点，所制备的氧化铝轻质隔热砖强度高、体积密度小和保温性能好。
【权利要求】
1.一种混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法，其特征在于先以85、5被％的CI-Al2O3和5~15wt%的P -Al2O3为原料，混合均匀，再外加所述原料35~45wt%的水和O. 1-θ. 5wt%的减水剂，搅拌均匀，制得预混料；然后向所述预混料中依次加入泡沫和造孔剂，混合均匀，浇注成型，干燥，在155(T1750°C的条件下保温4~12h，即得氧化铝轻质隔热砖； 其中：每kg原料中的泡沫加入量为O. 6-1. 0L，造孔剂加入量为原料8~20wt%。
2.根据权利要求1所述混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法，其特征在于所述a -Al2O3的颗粒级配是：粒度为O. 147~O. 2mm占30~45wt%，粒度为O. 043~O. 147mm占30~45wt%，粒度小于 O. 043mm 占 10~25wt%。
3.根据权利要求1所述混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法，其特征在于所述P-Al-203的粒径度小于5um。
4.根据权利要求1所述混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法，其特征在于所述减水剂为特征在于所述减水剂为聚羧酸类减水剂、无机盐类减水剂、磺酸系减水剂和萘系减水剂中的一种。
5.根据权利要求1所述混合法制备氧化铝轻质隔热砖的方法，其特征在于所述造孔剂粒度均小于O. 2mm，造孔剂为锯末和炭黑中的一种。
【文档编号】C04B35/10GK103467131SQ201310386566
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】李远兵, 廖佳, 李淑静, 李亚伟, 刘静静, 桑绍柏, 向若飞 申请人:武汉科技大学