熔融再结合复合氧化铝耐火材料制造技术

本发明专利技术涉及一种熔融再结合复合氧化铝耐火材料，其特征在于：所述的耐火材料配方为：５－１ｍｍ　αβ氧化铝或β氧化铝４８－５６％、１－０．０８８ｍｍ　αβ氧化铝或β氧化铝１２－２２％、ｄ↓［９０］＜０．０８８ｍｍ　αβ氧化铝或β氧化铝１６－２５％、ｄ↓［９５］＜０．０２０ｍｍ　β氧化铝微粉０－１２％、α氧化铝微粉０－５％、可水化氧化铝２－７％、镁质助剂０．５－５％、外加高效减水剂０．０５－０．４％、外加聚丙烯酸系乳液１－６％、外加水１－６％。本发明专利技术所制产品具有良好的制造性能和极为优异的耐高温性能，适合作为玻璃窑上部结构的大型、特异形耐火制品以及蓄热室格子体等耐火材料使用。

Fused composite alumina refractory

The invention relates to a melting combined with composite alumina refractory material, which is characterized in that the refractory material formula: 5 1mm alpha beta alumina or beta alumina 48 - 56%, 1 - 0.088mm alpha beta alumina or beta alumina 12 - 22%, D: 90 0.088mm < alpha beta alumina or beta alumina 16 - 25%, D: 95 \0.020mm beta alumina powder 0 - 12%, 0 - 5% alpha alumina, hydrated alumina 2 - 7%, 0.5 - 5%, plus auxiliary magnesia superplasticizer 0.05 - 0.4%, plus polyacrylic emulsion 1 - 6%, 1 - 6% in water. The products made by the invention have good manufacturing performance and excellent high temperature resistance performance, and are suitable for being used as refractory materials of large and special shaped refractory products of the upper structure of glass furnace and regenerator, lattice and other refractory materials.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系一种熔融再结合复合a e或e氧化铝耐火材料，其制造过程是电熔cie氧化铝或电熔e氧化铝原料粉碎、筛分、磨细后，与a氧化铝微粉、可水化氧化铝、镁质助剂、聚丙烯酸乳液、化学外加剂以及水配合、搅拌、成形、脱模、养护、千燥工序制成预制件，再经高温烧成制得以Na， Mg— g \(^1.51!^。.6^11。.37017)为结合相，以a - P氧化铝或e氧化铝 (Na2011Al203或NaAl,A7)为主晶相的耐火材料。该材料具有良好的成形、脱模、烧结性能，而 且具有特别优异的耐高温性能，适合作为玻璃窑上部结构的大型、特异形耐火制品以及蓄热 室格子体等耐火材料使用。
技术介绍
现代玻璃窑需使用大量的熔铸氧化铝耐火材料。其中，熔铸a — P氧化铝耐火材料约含 45%的(1-氧化铝和55 6的P-氧化铝，约1%的杂质相和2%的气孔。熔铸e-氧化铝耐火材料主 要由大晶粒e-氧化铝组成，杂质相可忽略，气孔率约4%。熔铸a， f5-氧化铝或P-氧化铝 材料不含玻璃相，又没有难熔晶相，对玻璃质量不会产生不良影响，在1350'C以下对钠钙玻璃或碱蒸汽的侵蚀还有良好的抵抗力。因此，a， e—氧化铝材料被广泛用于玻璃窑冷却部接触玻璃液的部分。0 —氧化铝材料则被广泛用于冷却部无粉尘部位的上部结构。目前，全氧燃烧是玻璃窑的发展方向。采用全氧燃烧技术后，可以提高玻璃的质量、减 少燃料消耗，避免排除有害气体NOx，节省建设蓄热室和处理气体中有害成分的开支。但氧 气助燃时，燃烧产物中NaOH的浓度大为增高，引起Na20对含Si02耐火材料的强烈腐蚀。因此，全氧玻璃熔窑更多地需要使用a — e氧化铝和P氧化铝耐火材料。现在，通常通过熔铸方法制造熔铸a—P氧化铝或熔铸e氧化铝大砖，其熔化温度高、生产合格率低、且很难被加工成形。特别，超大尺寸、或特异形熔铸产品的生产效率很低。 由于散热不匀，冷却中会产生很大热应力，极易使这些材料损坏，从而导致十分昂贵的生产 成本。一般，很难常规方法制造烧结ct一e氧化铝或e氧化铝材料，特别是制造大尺寸或特异 形的制品。 一方面，这类耐火材料难成形、难烧结。另一方面，虽然可以利用纯铝酸钙水泥、 水玻璃、黏土为结合剂制造大尺寸或特异形e氧化铝制品。但这些物质带入的杂质会和e氧 化铝反应生成低熔物，这将使制品的耐高温性和抗侵蚀性能都受到严重损害。目前，广大玻璃制造厂家迫切需要耐火材料科技人员研制出新的技术，更多地制造出熔 铸氧化铝耐火材料，特别是难以制造的大型、特异形耐火材料制品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于专利技术一种熔融再结合复合氧化铝耐火材料。专利技术人提出了一项新的技 术常温通过聚丙烯酸与可水化氧化铝、含氧化镁物质的反应，生成聚丙烯酸铝(镁)高分子 产生结合。热处理后，上述高分子分解，有机组分烧失，无机组分变成活性氧化铝、活性氧 化镁，再加以烧结。这样，就大大降低了制造大型、特异形耐火材料制品的难度。本专利技术所 制产品具有良好的制造性能和极为优异的耐高温性能。有关化学反应如下首先，室温进行PAlA和MgO的水化，以及A1(0H)3、 Mg(0H)2和聚丙烯酸的化学反应。 由反应，1)一4)高价金属离子A1、 Mg取代乳液羧基上的H，胶连多个聚丙烯酸分子形成分子 量更大的聚丙烯酸铝(镁)。P氧化铝或氧化镁也可能直接和聚丙烯酸反应。这是材料凝结、 硬化和烘干后产生机械强度的原理，见以下各式pA1A+3H20=2A1(OH)3 1)Mg0+H20=Mg(0H)2 2)Al (OH) 3+3R-C00H= (R-COO) 3A1+1. 5H20 3)Mg(OH)2+2R-COOH=(R—COO)2Mg+H20 4)热态，先是聚丙烯酸铝(镁)的分解，有机物的烧失，然后是MgO与Al2Cb反应形成镁铝 尖晶石，以及形成Na, Mg- P " ss (Nai.51Mg0.69Al10.37017) 。 Na, Mg- e " ss可以由Na- P ' (NaAl6010) 固熔MA和Na20形成；Na， Mg- P " ss也可以由P氧化铝(NaAl 017)与MgO或MA反应形成。有关反应见下式-0. 69MgO+0. 755Na2011Al203= Na^Mg^AlKuA'+S. 12A1A 5. 1)MgO+AUO^MgOALA 5. 2.1)0. 69MgOAL203+0. 755Na2011Al203= NaL5lMg。.69Alw.37017+3. 81A1A 5. 2. 2)AlA—a-AlA—Na,Mg-e " ss(Na,.5!Mg。.69AU0n)相区的始熔温度大于1680°C，属 于高度耐火物系。所以，本专利技术的材料经过配料、伴和、成形、养护、脱模、干燥和烧成后 可以获得优异的耐高温性。因纯度特高，ae氧化铝和e氧化铝材料相应具有很高的烧结温度。如果温度低，材料不能烧结。如果温度高，Na20挥发材料也不能烧结。如果掺硅灰助烧，硅灰将和e氧化铝反 应形成低熔物质一霞石。如果掺加含CaO的物质助烧，这些物质也将形成低熔物质一C具As。 如果掺加MgO，不形成低熔物，但中温烧后强度极低。热处理至100(TC左右时，低温结合相 早己分解，陶瓷结合尚未产生，基质中的结合力很弱。这时，MgO和Al203发生固相反应， 形成镁铝尖晶石，产生膨胀就会影响试样的中温强度，甚至产品的合格率。所以，本专利技术创造性地提出应该用活性镁铝尖晶石取代镁砂作为成形和烧结助剂。 一方面，活性镁铝尖晶石会部分水化，形成一定数量的聚丙烯酸铝(镁)高分子，保证凝结、硬化 和脱模性能。另一方面，加入预合成镁铝尖晶石就可以避免形成镁铝尖晶石伴随的体积膨胀，从而大幅提高中温烧后强度，并显著降低烧结温度。这样，就巧妙解决了q e氧化铝或e氧化铝材料难烧结的问题。鉴于以上所述，本专利技术的配方为5 — lmma e氧化铝或P氧化铝 48-56%l-0.088mm a P氧化铝或P氧化铝 12-22%d90 <0.088mm a P氧化铝或P氧化铝 16-25%d95 < 0.020mm P氧化铝微粉 0-12%a氧化铝微粉 0-5%可水化氧化铝 2-7%镁质助剂 0.5-5%外加高效减水剂(聚羧酸+磺化萘甲醛聚合物+磺化三聚氰胺聚合物) 0.05-0.4%外加聚丙烯酸系乳液 1-6%外加水 1-6% 上述原料的特征所述a e氧化铝为电熔a e氧化铝材料(如熔铸a f3氧化铝的废品)制得。所述e氧化铝为电熔e氧化铝材料(如熔铸e氧化铝的废品)制得。所述粒径d9()或d95分别为粉体中占总量90%小颗粒和占总量10%大颗粒的分界尺寸，或 占总量95%小颗粒和占总量5%大颗粒的分界尺寸。 所述a氧化铝微粉为市售产品d5Q=8-2 li m。所述可水化氧化铝为市售产品，其主成分为P —Al203的介稳氧化铝晶体的混合物。所述镁质助剂可以是镁砂细粉(〈0. 088mm含量〉90%或镁砂微粉(〈0. 020mm含量〉95%)，活 性镁铝尖晶石(<0. 020mm含量>95%)的任意混合物。最好主要成分是活性镁铝尖晶石。该助 剂起提高固化速度和改善烧结的作用。该尖晶石可以采用作者提出的"超低温制备活性合成 耐火原料的工艺"(中国发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融再结合复合氧化铝耐火材料，其特征在于：所述的耐火材料配方为：　５－１ｍｍαβ氧化铝或β氧化铝　４８－５６％　１－０．０８８ｍｍαβ氧化铝或β氧化铝　１２－２２％　ｄ↓［９０］＜０．０８８ｍｍαβ氧化铝或β氧化铝　１６－２５％　ｄ↓［９５］＜０．０２０ｍｍβ氧化铝微粉　０－１２％　α氧化铝微粉　０－５％　可水化氧化铝　２－７％　镁质助剂　０．５－５％　外加高效减水剂　０．０５－０．４％　外加聚丙烯酸系乳液　１－６％　外加水　１－６％　所述αβ氧化铝为电熔αβ氧化铝材料（如熔铸αβ氧化铝的废品）制得；　所述β氧化铝为电熔β氧化铝材料（如熔铸β氧化铝的废品）制得；　所述粒径ｄ↓［９０］或ｄ↓［９５］分别为粉体中占总量９０％小颗粒和占总量１０％大颗粒的分界尺寸，或占总量９５％小颗粒和占总量５％大颗粒的分界尺寸；　所述α氧化铝微粉为市售产品ｄ↓［５０］＝８－２μｍ。　所述可水化氧化铝为市售产品，其主成分为ρ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］的介稳氧化铝晶体的混合物；　所述镁质助剂可以是镁砂细粉（＜０．０８８ｍｍ含量＞９０％或镁砂微粉（＜０．０２０ｍｍ含量＞９５％），活性镁铝尖晶石（＜０．０２０ｍｍ含量＞９５％）的任意混合物，最好主要成分是活性镁铝尖晶石；　所述高效减水剂为市售混凝土减水剂，包括磺化萘甲醛聚合物高效减水剂，和磺化三聚氰胺聚合物高效减水剂，以及聚羧酸系高效减水剂的任意配合；　所述聚丙烯酸系乳液系市售建筑聚丙烯酸乳液，包括建筑聚丙烯酸乳液、建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液、以及丙烯酸－丙烯酸酯－苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液，乳液的固体含量４０－６０％，典型粒径０．１－０．３μｍ，ＰＨ值６－９；　所述熔融再结合复合氧化铝砖的主要成分为：Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］９１－９６％，Ｎａ↓［２］Ｏ↓［３］－７％，ＭｇＯ０．２－３．５％，ＳｉＯ↓［２］０．１－０．５％。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰曾，刘锡俊，叶亚红，王俊涛，赵洪亮，
申请(专利权)人：瑞泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]