一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺。该工艺通过重质浇注料与水混合，然后加入金属铝粉，再加入氢氧化钠溶液，混合均匀之后注入模具中，在模具中待金属铝粉与氢氧化钠溶液反应完全之后，静置一段时间脱模得到预制件坯体；然后将预制件坯体在烘烤窑中烘烤，烘烤完成后自然冷却至室温即得到所述的轻质耐火预制件。该预制件以普通重质浇注料为原料，在发泡剂的存在下制备的轻质耐火预制件气孔率高、且能够在900～1600℃的较大温度范围内使用，明显增加了轻质预制件的使用范围。制备过程中的残留成分Al2O3在一定程度上增加了轻质预制件的强度，无残留原料的浪费，大大提高了原料利用率，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺
本专利技术属于耐火材料
具体涉及一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺。技术背景耐火预制件介于定形耐火材料和不定形耐火材料之间，是将不定形耐火材料定形化，兼具不定形耐火材料和定形耐火材料的优点，也成为不定形耐火材料施工和应用技术发展的一个新方向。耐火预制件因其具有现场施工方便、快捷、使用寿命长等优点得到广泛的应用，而轻质预制件由于其密度低、热导率小、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等诸多优点，更是在钢铁、冶金、能源、化工、高温工业窑炉等多个领域得到广泛的应用。因此，目前已有多种耐火预制件的制备工艺，耐火预制件的生产工艺过程相对比较简单，基本上是按照配料、搅拌、成型、烘干等工序过程进行的。目前，生产轻质耐火预制件在配料过程中通常采用疏松多孔物料或者空心骨料为基质，然后再加入烧失物的制备方法，在这些方法中使用的疏松多孔骨料强度低、耐火度低、使用温度通常不超过1000℃，而空心骨料不仅成本高且通常其体积密度比水低很多，难以较好的应用于浇注料。因此采用这些原料制备的预制件无法在较高温度1000～1600℃条件下使用，更无法满足各个温度下的使用环境，在这些温度条件下的使用寿命很短，严重限制了轻质预制件的大范围推广使用。另外，烧失物很难分散均匀，在使用过程中会影响预制件的质量稳定性，而且采用烧失物制备的预制件在使用过程中，烧失物的预留成分会与耐火组分反应、生成低熔物，进一步降低预制件产品的高温使用性能。因此，目前常用方法制备的轻质耐火预制件无法较好的应用于较高温度条件以及各种不同的环境中。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺。该工艺以重质浇注料为基质，然后通过金属铝粉与氢氧化钠相互反应的泡沫成型工艺能够制备出了结构均匀能够适用于900～1600℃的不同温度下的使用环境，应用范围广，成本低。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，该工艺包括以下步骤：(1)准备所需原料：重质浇注料，金属铝粉，氢氧化钠水溶液，水；(2)将步骤(1)准备的重质浇注料及水加入到搅拌机中，混合搅拌均匀，使重质浇注料完全湿润；得到湿润的重质浇注料；(3)向步骤(2)所述湿润的重质浇注料中依次加入金属铝粉、氢氧化钠水溶液，完全加入之后混合搅拌3～5min，得到粘性流体；(4)将步骤(3)得到的粘性流体加入到内部表层涂有脱模剂的模具内，物料在模具内进行化学反应，反应完成后(粘性流体加入磨具后由于氢氧化钠水溶液与金属铝粉反应产生气体，有气泡冒出，当不再产生气泡时表示反应完成)，静置、脱模，即得到预制件胚体；(5)将步骤(4)得到的预制件胚体放置在烘烤窑中进行烘烤；烘烤完成后、停止加热，所述的预制件胚体在烘烤窑内自然冷却至室温，即得到所述的轻质耐火预制件。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，所述重质浇注料的粒径为≤8mm，其中所述重质浇注料的粒度≤0.15mm的颗粒含量占重质浇注料总质量的百分比为≥40％；所述金属铝粉的粒径为60～200目。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，所述的重质浇注料为低水泥高铝耐火浇注料或低水泥镁铝尖晶石浇注料。所述的低水泥镁铝尖晶石浇注料，不含有镁砂成分。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，所述的低水泥高铝耐火浇注料中Al2O3的含量≥65％；所述的低水泥镁铝尖晶石浇注料中Al2O3+MgO的含量≥85％。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，所述氢氧化钠水溶液的溶质质量分数为15～25％。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，步骤(2)所述水的加入量为重质浇注料加入量总质量的3～12％。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，步骤(3)所述的金属铝粉的加入量为重质浇注料加入总质量的5～15％。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，步骤(3)所述的氢氧化钠水溶液的加入量为重质浇注料加入量总质量的5～10％。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，步骤(4)所述模具内表面涂的脱模剂为机油、润滑油、硅油、聚乙二醇等耐火材料常用脱模剂。所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，步骤(4)所述的静置为在15～25℃条件下静置22～28h；步骤(5)所述预制件胚体在烘烤窑内进行烘烤的具体过程如下：将预制件放置在烘烤窑内，在110±5℃条件下烘烤24h；烘烤完成后，将烘烤窑内的温度在升温速率为5℃/min的条件下由110±5℃升温至1200±10℃，然后在温度为1200±10℃的条件下保温6h，保温完成后停止加热，闭窑自然冷却至室温。一种由上述的轻质耐火预制件泡沫成型工艺制备的轻质耐火预制件。本专利技术以不同使用温度的重质浇注料为原料，在金属铝粉与氢氧化钠溶液存在下制备了气孔率高、保温性能好的轻质耐火预制件；使得制备的产品既具有较好的保温性能又能够在高温下使用。与现有技术相比，本专利技术具有以下积极有益效果本专利技术以金属铝粉作为发泡剂、在氢氧化钠溶液存在下，利用不同浓度的氢氧化钠溶液以及氢氧化钠溶液的用量控制发气反应，在一定温度范围内产生大量均匀稳定的泡沫，可以制备出气孔率高达80～85％的轻质耐火预制件、且在该气孔率下具有较高的强度；且通过控制发气反应能够制备出含有不同孔隙率的预制件，能够满足不同环境的使用要求；本专利技术以金属铝粉作为发泡剂，最终的残留物为氧化铝，氧化铝的存在一定程度上增加了预制件的强度，而且对耐火预制件无任何副作用。即金属铝粉的加入不仅能够制备出所要求的高孔隙率产品，而且其残留物也起到了一定的增强作用，大大提高了所加入原料的利用率，减少了其他原料的使用，降低了生产成本；在现有技术中，采用疏松多孔或者空心骨料为基质制备的轻质浇注料无法在高温下使用，而采用重质浇注料又无法制备出轻质浇注料、且得到的产品气孔率低保温性能较差；本专利技术使用普通的重质浇注料，在发泡剂的存在下、通过泡沫成型工艺即可制备出孔隙率高达80～85％的轻质耐火预制件，能够在温度为900～1600℃条件下使用，解决了现有技术中的技术问题(无法制备高性能的浇注成型轻质耐火预制件的技术问题)；本申请能够以较低的成本生产出使用温度在900～1600℃的一系列轻质耐火预制件，大大增加了轻质预制件的应用领域及应用范围。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术进行更加详细的说明，但是并不用于限制本专利技术的保护范围。实施例1一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，该工艺包括以下步骤：(1)准备所需原料：低水泥高铝耐火浇注料，其中Al2O3的含量≥65％，；其使用温度为1400℃；粒度为60～200目的金属铝粉；质量浓度为15％的氢氧化钠溶液；水；所述低水泥高铝耐火浇注料的粒度≤8mm；其中，粒度≤0.15mm的颗粒含量占重质浇注料(低水泥高铝耐火浇注料)总质量的百分比为≥40％；(2)取步骤(1)准备好的低水泥高铝耐火浇注料加入搅拌机中，然后加入水(水的加入量为低水泥高铝耐火浇注料总质量的10％)，混合搅拌均匀，得到湿润的低水泥高铝耐火浇注料；(3)向步骤(2)所述的湿润的低水泥高铝耐火浇注料中依次加入粒度为60～200目的金属铝粉、质量浓度为15％的氢氧化钠溶液，混合搅拌3min，得到粘性流体；其中，金属铝粉的加入量为低水泥高铝耐火浇注料加入总质量的5％；氢氧化钠溶液的加入量为低水泥高铝耐火浇注料加入总质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：(1)准备所需原料：重质浇注料，金属铝粉，氢氧化钠水溶液，水；(2)将步骤(1)所述的重质浇注料及水加入搅拌机中，混合搅拌均匀，得到湿润的重质浇注料；(3)向步骤(2)所述湿润的重质浇注料中依次加入金属铝粉、氢氧化钠溶液，混合搅拌3～5min，得到粘性流体；(4)将步骤(3)得到的粘性流体加入到表层涂有脱模剂的模具内，物料在模具内进行化学反应，反应完成后，静置、脱模，得到预制件胚体；(5)将步骤(4)得到的预制件胚体放置在烘烤窑中进行烘烤；烘烤完成后、停止加热，所述的预制件胚体在烘烤窑内自然冷却至室温，即得到所述的轻质耐火预制件。

【技术特征摘要】
1.一种轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：(1)准备所需原料：重质浇注料，金属铝粉，氢氧化钠水溶液，水；(2)将步骤(1)所述的重质浇注料及水加入搅拌机中，混合搅拌均匀，得到湿润的重质浇注料；(3)向步骤(2)所述湿润的重质浇注料中依次加入金属铝粉、氢氧化钠溶液，混合搅拌3～5min，得到粘性流体；(4)将步骤(3)得到的粘性流体加入到表层涂有脱模剂的模具内，物料在模具内进行化学反应，反应完成后，静置、脱模，得到预制件胚体；(5)将步骤(4)得到的预制件胚体放置在烘烤窑中进行烘烤；烘烤完成后、停止加热，所述的预制件胚体在烘烤窑内自然冷却至室温，即得到所述的轻质耐火预制件。2.根据权利要求1所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，其特征在于，所述重质浇注料的粒度为≤8mm；所述金属铝粉的粒度为60～200目。3.根据权利要求1或2所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，其特征在于，所述的重质浇注料为低水泥高铝耐火浇注料或低水泥镁铝尖晶石浇注料。4.根据权利要求3所述的轻质耐火预制件的泡沫成型工艺，其特征在于，所述的低水泥高铝耐火浇注料中Al2O3的含量≥65％；所述的低水泥铝尖晶石浇注料中A...

【专利技术属性】
技术研发人员：张会敏，张景倚，
申请(专利权)人：郑州市裕丰耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41