含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法，以铝酸钙水泥作为结合剂，板状刚玉和活性氧化铝为主要组分，以二氧化钛/勃姆石微粉作为复合添加剂，制备得到高强度的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料。本发明专利技术结合二氧化钛促进烧结和勃姆石在高温下转化为高活性氧化铝的特性，使刚玉质浇注料的强度大幅度提高。本发明专利技术所制备的高强度铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料具有较高的强度，能够适用于建材、冶金和石化等行业，有效提高水泥窑口、喷煤管、感应炉内衬和高温耐磨衬里等设备寿命。

【技术实现步骤摘要】
含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法
本专利技术涉及耐火材料
，具体涉及一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法。
技术介绍
不定形耐火材料是指由骨料、细粉、结合剂及添加剂组成的混合物，以散料为交货状态直接使用。以浇注料为代表的不定形耐火材料具有工艺流程短、生产能耗及成本低、适用范围广泛等优势。2012年中国不定形耐火材料在耐火材料总产量中的比重首次突破40％，但与工业发达国家相比，中国不定形耐火材料的比重还较低，其目标是在2020年达到60％。随着国民经济对高品质钢铁材料特别是洁净钢的需求不断增长，耐火材料的工作条件越来越恶劣，并且有色金属冶炼新工艺和设备的发展、水泥工业窑炉的环保要求和垃圾焚烧炉的快速发展，都对耐火材料的性能要求越来越高，对耐火材料的发展提出了新的挑战。刚玉具有熔点高、密度大、抗化学侵蚀能力强的特点，故以刚玉为主要物相的刚玉质浇注料具有耐高温、强度高、抗渣性和高温化学稳定性好等优点，正是由于刚玉质浇注料具有优良的性能，其在钢包砌筑上得到了很好的应用。刚玉质浇注料的应用部位主要包括：钢包包座、座砖及电炉顶的填缝；加热炉的烧嘴砖、边缘砖及水冷管；精炼炉的炉盖、感应炉和均热炉的炉嘴；大中型超高功率电炉盖三角区和LF精炼钢包盖等。另外，在催化裂化装置和循环流化床锅炉上，刚玉质浇注料也作为耐磨衬里使用。目前，刚玉质浇注料中常用的结合系统主要是由水合结合剂和微粉组成，其中铝酸钙水泥是最常用的水合结合剂，但是水泥用量较高，传统水泥结合的浇注料具有的气孔率高、结构疏松、强度低等缺点。由于加入微粉(主要是硅微粉和α-Al2O3微粉)后，浇注料的施工性能和使用性能有很大改善，尤其是强度的变化，因此，微粉的性能及其加入后对耐火材料各类性能的影响，是近年来耐火材料工作者关注的重点之一。另一方面，选用合适的添加剂，能够促进烧结和优化材料的性能，是开发新型高性能耐火材料的重要途径。现有技术中，申请号为201310035589.4的中国专利文献报道了一种含碳酸钙微粉的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法，所述浇注料包括板状刚玉质的骨料和细粉、活性氧化铝微粉、铝酸钙水泥、碳酸钙微粉和减水剂。但是，该含碳酸钙微粉的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料的强度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法，该浇注料具有较高的强度，成本较低。为实现上述目的，本专利技术提供一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料的制备方法，包括以下步骤：将70-88重量份的板状刚玉颗粒、0.1-7重量份的板状刚玉细粉、3-10重量份的活性氧化铝微粉、2-8重量份的铝酸钙水泥、1重量份的硅微粉、0.1-10重量份的二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂、减水剂和水混合，搅拌后振动成型，在温度为20-50℃、相对湿度为80-100％的条件下养护20-30小时，升温至100-150℃保温12-36小时，得到含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料。优选的，所述板状刚玉颗粒、板状刚玉细粉、活性氧化铝微粉、铝酸钙水泥、硅微粉和二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂的总和与所述减水剂的重量比为100：0.05-0.25。优选的，所述板状刚玉颗粒、板状刚玉细粉、活性氧化铝微粉、铝酸钙水泥、硅微粉、二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂和减水剂的总和与水的重量比为100：4-6。优选的，所述板状刚玉颗粒的颗粒级配为：6-3mm板状刚玉颗粒为24-28重量份；3-1mm板状刚玉颗粒为6-9重量份；1-0.5mm板状刚玉颗粒为18-21重量份；0.6-0.2mm板状刚玉颗粒为6-10重量份；0.2-0mm板状刚玉颗粒为16-20重量份。优选的，所述板状刚玉细粉的粒度为320-330目。优选的，所述活性氧化铝微粉的纯度≥99.5％，粒度为1-10μm。优选的，所述铝酸钙水泥的Al2O3含量为69.5-70.5wt％。优选的，所述硅微粉的纯度≥94％，粒度≤2.5μm。优选的，所述二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂按照如下方法制备：将重量比为30-50：50-70的二氧化钛和勃姆石混合，研磨至粒度≤25μm，且d50≤3μm，得到二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂。相应的，本专利技术提供了一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，由以下原料制备：70-88重量份的板状刚玉颗粒、0.1-7重量份的板状刚玉细粉、3-10重量份的活性氧化铝微粉、2-8重量份的铝酸钙水泥、1重量份的硅微粉、0.1-10重量份的二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂、减水剂和水。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法，以铝酸钙水泥作为结合剂，板状刚玉和活性氧化铝为主要组分，以二氧化钛/勃姆石微粉作为复合添加剂，制备得到高强度的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料。本专利技术结合二氧化钛促进烧结和勃姆石在高温下转化为高活性氧化铝的特性，使刚玉质浇注料的强度大幅度提高。本专利技术所采用的添加剂原料来源广泛，成本低，利于工业化生产。同时，本专利技术制备的高强度铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料能够适用于建材、冶金和石化等行业，有效提高水泥窑口、喷煤管、感应炉内衬和高温耐磨衬里等设备寿命。实验结果表明，本专利技术制备的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料在高温处理后，常温抗折强度可大于40MPa。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术提供了一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料的制备方法，包括以下步骤：将70-88重量份的板状刚玉颗粒、0.1-7重量份的板状刚玉细粉、3-10重量份的活性氧化铝微粉、2-8重量份的铝酸钙水泥、1重量份的硅微粉、0.1-10重量份的二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂、减水剂和水混合，搅拌后振动成型，在温度为20-50℃、相对湿度为80-100％的条件下养护20-30小时，升温至100-150℃保温12-36小时，得到含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料。对于铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，其主要的原位反应是生成六铝酸钙，本专利技术通过调控六铝酸钙的形成和形貌提高铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料的强度。首先，TiO2与氧化铝形成固溶体，将产生离子空位等晶格缺陷，并且其也可作为形核剂，进一步加速六铝酸钙的形成。因此，添加少量TiO2可提高氧化铝陶瓷的致密度和强度，并对氧化铝晶粒的生长产生影响。第二，勃姆石是由γ-AlΟΟΗ组成的矿物，其化学稳定性好，具有一定的吸附性。由勃姆石经快速分解可制备ρ-Al2O3微粉。ρ-Al2O3水化反应后形成Al(OH)3和勃姆石溶胶，可以起到胶结和硬化作用，具有使用温度高、强度大、体积稳定性好、耐侵蚀等优点。并且，ρ-Al2O3不会产生纯铝酸钙水泥造成不良影响。作为优选方案，所述板状刚玉颗粒优选为76-79重量份，更优选为78-79重量份；板状刚玉细粉优选为2-5重量份；活性氧化铝微粉优选为7-9重量份，更优选为7重量份；铝酸钙水泥优选为3-7重量份，更优选为6重量份；二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂优选为2-6重量份，更优选为2.5-5重量份。在制备过程中，养护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将70‑88重量份的板状刚玉颗粒、0.1‑7重量份的板状刚玉细粉、3‑10重量份的活性氧化铝微粉、2‑8重量份的铝酸钙水泥、1重量份的硅微粉、0.1‑10重量份的二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂、减水剂和水混合，搅拌后振动成型，在温度为20‑50℃、相对湿度为80‑100％的条件下养护20‑30小时，升温至100‑150℃保温12‑36小时，得到含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料。

【技术特征摘要】
1.一种含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将70-88重量份的板状刚玉颗粒、0.1-7重量份的板状刚玉细粉、3-10重量份的活性氧化铝微粉、2-8重量份的铝酸钙水泥、1重量份的硅微粉、0.1-10重量份的二氧化钛/勃姆石微粉复合添加剂、减水剂和水混合，搅拌后振动成型，在温度为20-50℃、相对湿度为80-100％的条件下养护20-30小时，升温至100-150℃保温12-36小时，得到含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，所述板状刚玉颗粒的颗粒级配为：6-3mm板状刚玉颗粒为24-28重量份；3-1mm板状刚玉颗粒为6-9重量份；1-0.5mm板状刚玉颗粒为18-21重量份；0.6-0.2mm板状刚玉颗粒为6-10重量份；0.2-0mm板状刚玉颗粒为16-20重量份，所述板状刚玉细粉的粒度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：员文杰，朱青友，尹贺，李君，邓承继，祝洪喜，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42