專利名稱：一種防爆低水泥澆注料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不定形耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有優(yōu)異抗爆裂性能的防爆低水泥澆注料的制備方法。
背景技術(shù)：
冶金工業(yè)是不定形耐火材料主要的應(yīng)用領(lǐng)域。而不定形耐火材料的強(qiáng)度、抗爆裂性等性能的好壞對于提高冶金行業(yè)的生產(chǎn)效率和節(jié)能水平具有十分重要的影響。
發(fā)展低水泥系列澆注料能顯著改善澆注料的物理性能，使用效果也明顯優(yōu)于普通高水泥澆注料。但由于提高澆注料致密度的同時(shí)，也會引起其抗爆裂性能變差、烘烤時(shí)間延長等弊端，尤其對大型或超大型預(yù)制塊，其影響尤為明顯。
為了改善低水泥澆注料的抗爆裂性能，目前領(lǐng)域中主要使用的方法是在澆注料中加入金屬鋁粉、偶氮酰胺等無機(jī)或有機(jī)發(fā)泡劑以及乳酸鋁、有機(jī)纖維等外加劑，通過增加澆注料內(nèi)部的開口排氣孔或微細(xì)裂紋來提高澆注料的透氣性，使?jié)沧⒘现械乃子谂懦觯?從而達(dá)到改善澆注料抗爆裂性的目的。
其中金屬鋁粉作為防爆劑加入低水泥澆注料比較常見，其作用機(jī)理是，澆注料加入金屬鋁粉后，在養(yǎng)護(hù)過程中，金屬鋁粉與H2O發(fā)生以下放熱反應(yīng):
2A1+6H20 = Al (OH) 3+3Η2 ，
在逸出氫氣的同時(shí)，在澆注料表面形成開口的排氣孔，這些排氣孔成為水氣的排放通道，從而起到抗爆裂的作用。反應(yīng)過程中，反應(yīng)產(chǎn)生氣體的量和速度與鋁粉的活性、粒度、純度以及結(jié)合劑的硬化情況、環(huán)境溫度等因素密切相關(guān)。若使用不當(dāng)，會破壞澆注料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生裂紋或鼓脹等組織惡化的問題，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致氫氣遇火燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于提供一種具有優(yōu)異抗爆裂性能的添加金屬鋁粉作為防爆劑的防爆低水泥澆注料的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種防爆低水泥 澆注料的制備方法，其包括以下步驟:
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為12-15mm，剛玉基質(zhì)的粒度為80-100 μ m，金屬鋁粉的粒度優(yōu)選為 15-20 μ m ；
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥= 72-75: 35-40: 2_3的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量0.4-0.8% 的金屬鋁粉，以及5.2-5.6%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn),合格后包裝入庫。
將上述澆注料產(chǎn)品倒入模具進(jìn)行澆注，脫模后在120-130°C溫度下干燥20_22h， 檢測得到產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗爆裂性和使用強(qiáng)度。
優(yōu)選的，剛玉骨料和剛玉基質(zhì)的Al2O3含量均超過96%，而高鋁水泥中Al2O3含量超過65%。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:采用了合適的原料及其配比，以及相應(yīng)的制備方法得到了抗爆裂性能優(yōu)異的低水泥澆注料。
具體實(shí)施方式
下面，通過具體的實(shí)施例1-3對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為15 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量0.6%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
實(shí)施例2.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為18 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量0.6%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
實(shí)施例3.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為20 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量0.6%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
實(shí)施例4.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為18 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上 述配料為基準(zhǔn)稱量0.4%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
實(shí)施例5.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為18 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量0.8%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
比較例1.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為10 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量0.6%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
比較例2.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為25 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量0.6%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
比較例3.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為18 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量0.2%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
比較例4.
首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為13mm，剛玉基質(zhì)的粒度為95 μ m,金屬鋁粉的粒度為18 μ m ;
第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料:剛玉基質(zhì): 高鋁水泥=74: 38: 2.5的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為`基準(zhǔn)稱量1.0%的金屬鋁粉，以及5.4%的水；
第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10_15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn)。
實(shí)施例和比較例的測試結(jié)果列于表I中，其中透氣率的測試條件是加壓法壓力為0.05MPa條件下測得的，抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度是1500°C燒結(jié)后測得的。
表I
權(quán)利要求
1.一種防爆低水泥澆注料的制備方法，其特征在于包括以下步驟首先，選用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉，以及水作為反應(yīng)原料，其中剛玉骨料的粒度為12-15mm，剛玉基質(zhì)的粒度為80-100 μ m,金屬鋁粉的粒度優(yōu)選為15-20 μ m ；第二，將剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥三種反應(yīng)原料按照剛玉骨料剛玉基質(zhì)高鋁水泥= 72-75 35-40 2_3的比例進(jìn)行配料，然后以上述配料為基準(zhǔn)稱量O. 4-0. 8%的金屬鋁粉，以及5. 2-5. 6%的水；第三，先將剛玉基質(zhì)與高鋁水泥進(jìn)行初混10-15min，隨后加入金屬鋁粉進(jìn)行細(xì)混 25-30min,最后加入剛玉骨料和水混合15_20min,得到燒注料,進(jìn)行檢驗(yàn),合格后包裝入庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于金屬鋁粉的粒度優(yōu)選為18μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于金屬鋁粉的添加量優(yōu)選為為O.6%0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于按照剛玉骨料剛玉基質(zhì)高鋁水泥=74 38 2. 5的比例進(jìn)行配料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于剛玉骨料和剛玉基質(zhì)的Al2O3含量均超過96 %，而高鋁水泥中Al2O3含量超過65 %。
全文摘要
一種防爆低水泥澆注料的制備方法，采用剛玉骨料、剛玉基質(zhì)、高鋁水泥和金屬鋁粉作為主要原料，采取了合適的原料及其配比，以及相應(yīng)的制備方法，通過控制金屬鋁粉的粒度和添加量獲得得了抗爆裂性能和強(qiáng)度優(yōu)異的低水泥澆注料。
文檔編號C04B35/66GK103253944SQ20131015873
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者張賀蕓 申請人:張賀蕓