一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法。其技术方案是：先按钛铝酸钙细粉∶焦粉的质量比为(8~9)∶1，将钛铝酸钙细粉和焦粉预混，再置于管式炉中，在氮气气氛和1600~1700℃条件下保温，冷却，破碎，磁选；于1400~1450℃条件下保温，冷却，破碎，研磨至粒度≤0.088mm，得混合料。然后向所述混合料中加入占所述混合料2~3wt%的十二烷基苯磺酸钠、3~8wt%的糊精、0.2~0.5wt%的聚丙烯酸钠和35~40wt%的水，搅拌，成型，养护，干燥，1400~1500℃条件下保温，制得钛铝酸钙隔热耐火材料。本发明专利技术具有成本低廉、工艺简单和成品率高的特点；所制备制品体积密度小、耐压强度大、高温抗折强度大、导热系数小和抗热震性优良。

Titanium aluminate calcium heat insulating refractory material and preparation method thereof

The invention relates to a titanium aluminate calcium heat insulating refractory material and a preparation method thereof. The technical scheme is as follows: firstly, according to the mass ratio of calcium aluminate powder to coke powder (8-9):1, the calcium aluminate powder and coke powder are premixed, then placed in a tubular furnace, in nitrogen atmosphere and 1600-1700 C conditions, heat preservation, cooling, crushing, magnetic separation; in 1400-1450 C conditions, cooling, crushing, grinding to the size < 0.088 mm, grinding. Get the mixture. Calcium aluminate thermal insulation refractory was prepared by adding sodium dodecyl benzene sulfonate, 3-8wt% dextrin, 0.2-0.5wt% sodium polyacrylate and 35-40wt% water to the mixture, stirring, molding, curing, drying and holding temperature at 1400-1500 C. The invention has the characteristics of low cost, simple process and high yield; the prepared product has small volume density, high compressive strength, high high temperature flexural strength, low thermal conductivity and excellent thermal shock resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法
本专利技术属于隔热耐火材料
具体涉及一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法。
技术介绍
目前我国工业窑衬的热效率平均不到40%，相对发达国家的工业炉热效率有约20%的差距。轻质耐火材料作为热工设备必备的节能材料，具有导热系数低、热震稳定性好和耐高温等优点。因此，大力发展高效保温隔热技术具有十分重要的意义。此外，随着工业废渣的大量堆积，合理回收利用工业废渣实现可持续发展具有重要的实际意义。“一种钛铝酸钙隔热材料及其制备方法”（CN106747527A）专利技术，通过发泡法制备的钛铝酸钙隔热材料虽具有较低的导热系数，但由于钛铝酸钙中的Ca((Al0.84Ti0.16)2)6O19物相在高温下脱溶出的氧化钛会存在于CA6晶粒之间，从而导致钛铝酸钙隔热材料的高温强度下降及导热系数上升。“一种轻质莫来石-碳化硅耐火材料及其制备方法”（CN103553650A）专利技术，以多孔莫来石-碳化硅颗粒、莫来石细粉、碳化硅细粉等作为原料，通过机压成型，由氢氧化铝和碳酸镁在高温下的分解产生的气体造孔，该轻质莫来石-碳化硅耐火材料虽具有较高的强度，但仍有较高的体积密度。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低廉、工艺简单和成品率高的钛铝酸钙隔热耐火材料的制备方法，用该方法制备的钛铝酸钙隔热耐火材料体积密度小、耐压强度大、高温抗折强度大、导热系数小和抗热震性优良。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的步骤是：第一步、按钛铝酸钙细粉∶焦粉的质量比为(8~9)∶1，将所述钛铝酸钙细粉和所述焦粉预混1~2小时，得预混料；再将所述预混料置于管式炉中，在氮气气氛和1600~1700℃条件下保温1~2小时，随炉冷却，破碎，磁选；然后于1400~1450℃条件下保温0.5~1小时，随炉冷却，破碎，研磨至粒度≤0.088mm，得混合料。第二步、向所述混合料中加入占所述混合料2~3wt%的十二烷基苯磺酸钠、3~8wt%的糊精、0.2~0.5wt%的聚丙烯酸钠和35~40wt%的水，搅拌6~8min，振动成型，室温条件下养护8~12h，100~110℃条件下干燥20~24h，于1400~1500℃条件下保温2~3小时，制得钛铝酸钙隔热耐火材料。所述钛铝酸钙细粉的主要化学成分是：Al2O3≥74.18wt%，CaO≥11.69wt%，TiO2≥11.08wt%；所述钛铝酸钙细粉的粒度≤0.088mm。所述焦粉的粒度是≤0.088mm。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术所采用的主要原料—钛铝酸钙不仅来源丰富和成本低廉，且制备工艺简单。2、本专利技术对钛铝酸钙原料进行了除钛处理，消除了钛铝酸钙中大部分的氧化钛，从而使得钛铝酸钙中具有层片状晶形的CA6物相含量增加。层片状晶形的CA6具有极低的导热系数、优良的高温体积稳定性、抗热震性等优点。3、本专利技术采用发泡法制得的钛铝酸钙隔热耐火材料孔径尺寸可控，实现了微米级、亚微米级和纳米级多级孔配合。本专利技术所制备的钛铝酸钙隔热耐火材料经检测：成品率为99.5~99.9%；体积密度为0.5~0.7g·cm-3；耐压强度为8~13MPa；1200℃的高温抗折强度为3~5MPa；导热系数为0.2~0.4W·m-1·K-1(1000℃)；1100℃水冷试验条件下，抗热震次数为18~23次。因此，本专利技术具有成本低廉、工艺简单和成品率高的特点；所制备的钛铝酸钙隔热耐火材料体积密度小、耐压强度大、高温抗折强度大、导热系数小和抗热震性优良。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的物料统一描述如下，实施例中不再赘述：所述钛铝酸钙细粉的主要化学成分是：Al2O3≥74.18wt%，CaO≥11.69wt%，TiO2≥11.08wt%；所述钛铝酸钙细粉的粒度≤0.088mm。所述焦粉的粒度是≤0.088mm。实施例1一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：第一步、按钛铝酸钙细粉∶焦粉的质量比为(8~8.4)∶1，将所述钛铝酸钙细粉和所述焦粉预混1~2小时，得预混料；再将所述预混料置于管式炉中，在氮气气氛和1600~1650℃条件下保温1~1.6小时，随炉冷却，破碎，磁选；然后于1400~1430℃条件下保温0.5~0.8小时，随炉冷却，破碎，研磨至粒度≤0.088mm，得混合料。第二步、向所述混合料中加入占所述混合料2~3wt%的十二烷基苯磺酸钠、6~8wt%的糊精、0.2~0.5wt%的聚丙烯酸钠和35~37wt%的水，搅拌6~8min，振动成型，室温条件下养护8~12h，100~110℃条件下干燥20~24h，于1400~1450℃条件下保温2~3小时，制得钛铝酸钙隔热耐火材料。本实施例所制备的钛铝酸钙隔热耐火材料经检测：成品率为99.5~99.9%；体积密度为0.65~0.7g·cm-3；耐压强度为11~13MPa；1200℃的高温抗折强度为4.5~5MPa；导热系数为0.35~0.4W·m-1·K-1(1000℃)；1100℃水冷试验条件下，抗热震次数为18~20次。实施例2一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：第一步、按钛铝酸钙细粉∶焦粉的质量比为(8.2~8.6)∶1，将所述钛铝酸钙细粉和所述焦粉预混1~2小时，得预混料；再将所述预混料置于管式炉中，在氮气气氛和1650~1700℃条件下保温1.4~2.0小时，随炉冷却，破碎，磁选；然后于1420~1450℃条件下保温0.7~1.0小时，随炉冷却，破碎，研磨至粒度≤0.088mm，得混合料。第二步、向所述混合料中加入占所述混合料2~3wt%的十二烷基苯磺酸钠、4~6wt%的糊精、0.2~0.5wt%的聚丙烯酸钠和36~38wt%的水，搅拌6~8min，振动成型，室温条件下养护8~12h，100~110℃条件下干燥20~24h，于1400~1450℃条件下保温2~3小时，制得钛铝酸钙隔热耐火材料。本实施例所制备的钛铝酸钙隔热耐火材料经检测：成品率为99.5~99.9%；体积密度为0.60~0.66g·cm-3；耐压强度为10~12MPa；1200℃的高温抗折强度为4.0~4.6MPa；导热系数为0.30~0.36W·m-1·K-1(1000℃)；1100℃水冷试验条件下，抗热震次数为19~21次。实施例3一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：第一步、按钛铝酸钙细粉∶焦粉的质量比为(8.4~8.8)∶1，将所述钛铝酸钙细粉和所述焦粉预混1~2小时，得预混料；再将所述预混料置于管式炉中，在氮气气氛和1600~1650℃条件下保温1~1.6小时，随炉冷却，破碎，磁选；然后于1400~1430℃条件下保温0.5~0.8小时，随炉冷却，破碎，研磨至粒度≤0.088mm，得混合料。第二步、向所述混合料中加入占所述混合料2~3wt%的十二烷基苯磺酸钠、5~7wt%的糊精、0.2~0.5wt%的聚丙烯酸钠和37~39wt%的水，搅拌6~8min，振动成型，室温条件下养护8~12h，100~110℃条件下干燥20~24h，于145本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛铝酸钙隔热耐火材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：第一步、按钛铝酸钙细粉∶焦粉的质量比为(8~9)∶1，将所述钛铝酸钙细粉和所述焦粉预混1~2小时，得预混料；再将所述预混料置于管式炉中，在氮气气氛和1600~1700℃条件下保温1~2小时，随炉冷却，破碎，磁选；然后于1400~1450℃条件下保温0.5~1小时，随炉冷却，破碎，研磨至粒度≤0.088mm，得混合料；第二步、向所述混合料中加入占所述混合料2~3wt%的十二烷基苯磺酸钠、3~8wt%的糊精、0.2~0.5wt%的聚丙烯酸钠和35~40wt%的水，搅拌6~8min，振动成型，室温条件下养护8~12h，100~110℃条件下干燥20~24h，于1400~1500℃条件下保温2~3小时，制得钛铝酸钙隔热耐火材料。

【技术特征摘要】
1.一种钛铝酸钙隔热耐火材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：第一步、按钛铝酸钙细粉∶焦粉的质量比为(8~9)∶1，将所述钛铝酸钙细粉和所述焦粉预混1~2小时，得预混料；再将所述预混料置于管式炉中，在氮气气氛和1600~1700℃条件下保温1~2小时，随炉冷却，破碎，磁选；然后于1400~1450℃条件下保温0.5~1小时，随炉冷却，破碎，研磨至粒度≤0.088mm，得混合料；第二步、向所述混合料中加入占所述混合料2~3wt%的十二烷基苯磺酸钠、3~8wt%的糊精、0.2~0.5wt%的聚丙烯酸钠和35~40wt%的水，搅拌6~8min，振动成型，室温条件下养护8~12h，1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵惠忠，陈建威，张寒，余俊，王相辉，刘艳丽，冯立，
申请(专利权)人：武汉科技大学，锦州国泰实业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42