本發(fā)明涉及高溫耐火材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料及其制備方法。
背景技術(shù):
窯爐是用耐火材料砌成的用以燒成制品的設(shè)備,是陶藝成型中的必備設(shè)施。窯爐內(nèi)壁一般使用保溫、隔熱、高溫耐火的材料。隨著陶瓷市場(chǎng)需要不斷增長(zhǎng),要求的質(zhì)量也越來(lái)越高,這就需要在燒制陶瓷制品時(shí)需要比傳統(tǒng)更高的燒制溫度,進(jìn)而對(duì)窯爐內(nèi)壁的高溫耐火材料提出跟高的要求,如有些產(chǎn)品的工藝要求所使用耐火材料要能承受1700℃以上的高溫。窯爐內(nèi)壁耐火材料的高溫化學(xué)抗侵蝕性能直接影響著耐火材料的壽命和窯爐的工作壽命。目前市場(chǎng)上的耐火材料及耐火澆注料一般不能超過1600-1700℃,否則耐火澆注料即會(huì)損壞。這種情況下,普通耐火材料就無(wú)法滿足要求,不能使用,急需開發(fā)一種能耐1700℃以上高溫的耐火材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于上述對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的分析,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料及其制備方法,要求該高溫耐火材料能夠承受1700℃以上的高溫,高溫穩(wěn)定性要好,以滿足市場(chǎng)需求。
鑒于上述要解決的技術(shù)問題,本發(fā)明提供如下的技術(shù)解決方案:
一種窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料,包括如下重量份原料:高鋁料20-40份、特級(jí)高嶺土12-25份、粘結(jié)劑5-12份、外加劑2-8份、剛玉細(xì)粉10-15份、鋯英砂8-15份、二氧化鋯5-15份、二氧化鉻5-15份。
優(yōu)選的,所述高鋁料為特級(jí)或者一級(jí)鋁釩土,包括粗、細(xì)骨料及細(xì)粉和超細(xì)粉,其中粗骨料占5%-10%,中骨料占10%—20%,細(xì)骨料占25%—50%,細(xì)粉占10%—40%,超細(xì)粉占10%—20%。
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述高鋁料的生產(chǎn)過程為:
(1)將高鋁礬土熟料,經(jīng)破碎機(jī)破碎、過篩成所需的粗、中、細(xì)骨料和細(xì)粉;
(2)將上述獲得的細(xì)粉經(jīng)雷磨機(jī)磨成所需細(xì)度的超細(xì)粉;
(3)將上述步驟獲得的粗骨料、中骨料、細(xì)骨料、細(xì)粉以及超細(xì)粉,按照所述重量比混合,即得到所需高鋁料。
優(yōu)選的,所述粘結(jié)劑為粉狀水玻璃和粉狀酚醛樹脂的混合物。
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述粉狀水玻璃占粘結(jié)劑總重量的40-85%,所述粉狀酚醛樹脂占粘結(jié)劑總重量的15-60%。
優(yōu)選的,所述外加劑為黃糊精、羧甲基纖維素鈉cmc、聚磷酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和聚碳酸酯pc中的至少三種的混合物。
本發(fā)明還提供了一種制備上述窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料的方法,包括如下步驟:
(1)按所述重量配比稱取各原料;
(2)將所述鋯英砂和剛玉細(xì)粉放進(jìn)酸溶液中浸泡24小時(shí),再用水清洗、烘干;
(3)將上述處理后的鋯英砂及剛玉細(xì)粉和高鋁料、特級(jí)高嶺土、粘結(jié)劑、外加劑、二氧化鋯、二氧化鉻進(jìn)行混合、攪拌,即得到所需窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料。
優(yōu)選的,所述步驟(2)中的酸溶液為質(zhì)量濃度為48%的鹽酸溶液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明的高溫耐火材料具有耐火度高、粘結(jié)強(qiáng)度高、線變化率低、體積穩(wěn)定、耐侵蝕且施工性能良好等優(yōu)點(diǎn),耐火度可達(dá)1700℃以上,完全可以滿足市場(chǎng)需求;
(2)本發(fā)明的制備所述高溫耐火材料的生產(chǎn)工藝成熟,生產(chǎn)成本低,易于推廣應(yīng)用,具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益;
(3)本發(fā)明的高溫耐火材料中的三氧化二鋁含量提高,并增加了鋯英砂,使得使用本發(fā)明高溫耐火材料澆筑的窯爐內(nèi)壁的防腐耐磨性能提高,保護(hù)爐體,延長(zhǎng)爐體使用壽命。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料,包括如下重量份原料:高鋁料20份、特級(jí)高嶺土12份、粘結(jié)劑5份、黃糊精和羧甲基纖維素鈉cmc以及聚磷酸鹽的混合物2份、剛玉細(xì)粉10份、鋯英砂8份、二氧化鋯5份、二氧化鉻5份。粘結(jié)劑為粉狀水玻璃和粉狀酚醛樹脂的混合物,其中粉狀水玻璃占粘結(jié)劑總重量的40%,粉狀酚醛樹脂占粘結(jié)劑總重量的60%。
其中所述高鋁料為特級(jí)或者一級(jí)鋁釩土,包括粗、細(xì)骨料及細(xì)粉和超細(xì)粉,其中粗骨料占5%,中骨料占20%,細(xì)骨料占25%,細(xì)粉占10%,超細(xì)粉占40%。
上述高鋁料的生產(chǎn)過程為:
(1)將高鋁礬土熟料,經(jīng)破碎機(jī)破碎、過篩成所需的粗、中、細(xì)骨料和細(xì)粉;
(2)將上述獲得的細(xì)粉經(jīng)雷磨機(jī)磨成所需細(xì)度的超細(xì)粉;
(3)將上述步驟獲得的粗骨料、中骨料、細(xì)骨料、細(xì)粉以及超細(xì)粉,按照所述重量比混合,即得到所需高鋁料。
本實(shí)施例還提供了一種制備上述窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料的方法,包括如下步驟:
(1)按所述重量配比稱取各原料;
(2)將所述鋯英砂和剛玉細(xì)粉放進(jìn)濃度為48%的鹽酸溶液中浸泡24小時(shí),再用水清洗、烘干;
(3)將上述處理后的鋯英砂及剛玉細(xì)粉和高鋁料、特級(jí)高嶺土、粘結(jié)劑、黃糊精和羧甲基纖維素鈉cmc以及聚磷酸鹽的混合物、二氧化鋯、二氧化鉻進(jìn)行混合、攪拌,即得到所需窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了一種窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料,包括如下重量份原料:高鋁料20-40份、特級(jí)高嶺土25份、粘結(jié)劑12份、羧甲基纖維素鈉cmc和聚磷酸鹽以及木質(zhì)素磺酸鹽的混合物8份、剛玉細(xì)粉15份、鋯英砂15份、二氧化鋯15份、二氧化鉻15份。粘結(jié)劑為粉狀水玻璃和粉狀酚醛樹脂的混合物,其中粉狀水玻璃占粘結(jié)劑總重量的85%,粉狀酚醛樹脂占粘結(jié)劑總重量的15%。
其中所述高鋁料為特級(jí)或者一級(jí)鋁釩土,包括粗、細(xì)骨料及細(xì)粉和超細(xì)粉,其中粗骨料占10%,中骨料占20%,細(xì)骨料占50%,細(xì)粉占10%,超細(xì)粉占10%。
上述高鋁料的生產(chǎn)過程為:
(1)將高鋁礬土熟料,經(jīng)破碎機(jī)破碎、過篩成所需的粗、中、細(xì)骨料和細(xì)粉;
(2)將上述獲得的細(xì)粉經(jīng)雷磨機(jī)磨成所需細(xì)度的超細(xì)粉;
(3)將上述步驟獲得的粗骨料、中骨料、細(xì)骨料、細(xì)粉以及超細(xì)粉,按照所述重量比混合,即得到所需高鋁料。
本實(shí)施例還提供了一種制備上述窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料的方法,包括如下步驟:
(1)按所述重量配比稱取各原料;
(2)將所述鋯英砂和剛玉細(xì)粉放進(jìn)濃度為48%的鹽酸溶液中浸泡24小時(shí),再用水清洗、烘干;
(3)將上述處理后的鋯英砂及剛玉細(xì)粉和高鋁料、特級(jí)高嶺土、粘結(jié)劑、羧甲基纖維素鈉cmc和聚磷酸鹽以及木質(zhì)素磺酸鹽的混合物、二氧化鋯、二氧化鉻進(jìn)行混合、攪拌,即得到所需窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供了一種窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料,包括如下重量份原料:高鋁料30份、特級(jí)高嶺土20份、粘結(jié)劑8份、聚磷酸鹽和木質(zhì)素磺酸鹽以及聚碳酸酯pc的混合物5份、剛玉細(xì)粉13份、鋯英砂10份、二氧化鋯10份、二氧化鉻10份。粘結(jié)劑為粉狀水玻璃和粉狀酚醛樹脂的混合物,其中粉狀水玻璃占粘結(jié)劑總重量的70%,粉狀酚醛樹脂占粘結(jié)劑總重量的30%。
其中所述高鋁料為特級(jí)或者一級(jí)鋁釩土,包括粗、細(xì)骨料及細(xì)粉和超細(xì)粉,其中粗骨料占8%,中骨料占12%,細(xì)骨料占30%,細(xì)粉占40%,超細(xì)粉占10%。
上述高鋁料的生產(chǎn)過程為:
(1)將高鋁礬土熟料,經(jīng)破碎機(jī)破碎、過篩成所需的粗、中、細(xì)骨料和細(xì)粉;
(2)將上述獲得的細(xì)粉經(jīng)雷磨機(jī)磨成所需細(xì)度的超細(xì)粉;
(3)將上述步驟獲得的粗骨料、中骨料、細(xì)骨料、細(xì)粉以及超細(xì)粉,按照所述重量比混合,即得到所需高鋁料。
本實(shí)施例還提供了一種制備上述窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料的方法,包括如下步驟:
(1)按所述重量配比稱取各原料;
(2)將所述鋯英砂和剛玉細(xì)粉放進(jìn)濃度為48%的鹽酸溶液中浸泡24小時(shí),再用水清洗、烘干;
(3)將上述處理后的鋯英砂及剛玉細(xì)粉和高鋁料、特級(jí)高嶺土、粘結(jié)劑、聚磷酸鹽和木質(zhì)素磺酸鹽以及聚碳酸酯pc的混合物、二氧化鋯、二氧化鉻進(jìn)行混合、攪拌,即得到所需窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供了一種窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料,包括如下重量份原料:高鋁料35份、特級(jí)高嶺土15份、粘結(jié)劑6份、黃糊精和木質(zhì)素磺酸鹽以及聚碳酸酯pc的混合物4份、剛玉細(xì)粉11份、鋯英砂13份、二氧化鋯13份、二氧化鉻8份。粘結(jié)劑為粉狀水玻璃和粉狀酚醛樹脂的混合物,其中粉狀水玻璃占粘結(jié)劑總重量的75%,粉狀酚醛樹脂占粘結(jié)劑總重量的25%。
其中所述高鋁料為特級(jí)或者一級(jí)鋁釩土,包括粗、細(xì)骨料及細(xì)粉和超細(xì)粉,其中粗骨料占6%,中骨料占14%,細(xì)骨料占50%,細(xì)粉占12%,超細(xì)粉占18%。
上述高鋁料的生產(chǎn)過程為:
(1)將高鋁礬土熟料,經(jīng)破碎機(jī)破碎、過篩成所需的粗、中、細(xì)骨料和細(xì)粉;
(2)將上述獲得的細(xì)粉經(jīng)雷磨機(jī)磨成所需細(xì)度的超細(xì)粉;
(3)將上述步驟獲得的粗骨料、中骨料、細(xì)骨料、細(xì)粉以及超細(xì)粉,按照所述重量比混合,即得到所需高鋁料。
本實(shí)施例還提供了一種制備上述窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料的方法,包括如下步驟:
(1)按所述重量配比稱取各原料;
(2)將所述鋯英砂和剛玉細(xì)粉放進(jìn)濃度為48%的鹽酸溶液中浸泡24小時(shí),再用水清洗、烘干;
(3)將上述處理后的鋯英砂及剛玉細(xì)粉和高鋁料、特級(jí)高嶺土、粘結(jié)劑、黃糊精和木質(zhì)素磺酸鹽以及聚碳酸酯pc的混合物、二氧化鋯、二氧化鉻進(jìn)行混合、攪拌,即得到所需窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料。
上述實(shí)施例1至實(shí)施例4中的窯爐內(nèi)壁用高溫耐火材料可以按照如下步驟使用:
(1)將100份上述實(shí)施例中的高溫耐火材料加2-6份水混合至均勻;
(2)將混合好的物料倒入窯爐的定位模具,再經(jīng)震動(dòng)臺(tái)按要求設(shè)定的容重計(jì)量用完連續(xù)震動(dòng)至氣泡完全消失;
(3)24小時(shí)后拆除模具,用水濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)72小時(shí),陰干72小時(shí);
(4)放置15-27天后,在600℃下烘144小時(shí)即可。
將實(shí)施例1至實(shí)施例4中制備的高溫耐火材料按照上述使用步驟制作出窯爐內(nèi)壁模型,對(duì)于各實(shí)施例中制作出的模型進(jìn)行性能檢測(cè),檢測(cè)項(xiàng)目包括:
1、抗折強(qiáng)度檢測(cè):檢測(cè)條件是在110℃溫度條件下,監(jiān)測(cè)24小時(shí),結(jié)果如下:
2、抗壓強(qiáng)度檢測(cè):檢測(cè)條件是在110℃溫度條件下,監(jiān)測(cè)24小時(shí),結(jié)果如下:
3、燒后體積密度檢測(cè):檢測(cè)條件是在1550℃溫度條件下,監(jiān)測(cè)3小時(shí),結(jié)果如下:
4、耐火度檢測(cè):檢測(cè)條件是在2000℃溫度條件下使用,每次使用24小時(shí),結(jié)果如下:
由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出本發(fā)明的高溫耐火材料,在高溫條件下穩(wěn)定性良好,耐火度均達(dá)到了1700℃以上,甚至達(dá)到了2000℃,完全可以滿足現(xiàn)在的市場(chǎng)需求。
可以知道,上述實(shí)施例僅為了說明發(fā)明原理而采用的示例性實(shí)施方式,然而本發(fā)明不僅限于此,本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)情況下,可以做出各種改進(jìn)和變更,這些改進(jìn)和變更也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。