一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法，涉及熔炼设备技术领域，包括以下步骤：(1)配方设计，(2)混料，(3)制膏，(4)热处理，(5)制粉；本发明专利技术以铝矾土作为主料，辅以硅灰石、石棉绒、结合剂和稀土氧化物并经所述工艺制得熔炼炉炉体衬料，工艺操作简便且重复性好；制得的炉体衬料不仅能有效阻断炉体内热量损失，还具有优良的耐高温力学性能，使用安全性强，从而保证硅酸钠的高效加工和所制硅酸钠的纯度。

A Production Method of Lining Material for Melting Furnace for Sodium Silicate Processing

【技术实现步骤摘要】
一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法
：本专利技术涉及熔炼设备
，具体涉及一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法。
技术介绍
：目前，硅酸钠的加工方法多由石英砂与碳酸钠反应制成，熔炼温度最低要达到碳酸钠的熔点(851℃)，因为碳酸钠在熔融状态下才能发生该反应。熔炼炉成为硅酸钠加工的重要设备，要求在提供熔炼温度的同时熔炼炉炉体不会释放能参与反应的物质。通常，熔炼炉炉体内衬耐火层，耐火层由耐火材料制成。含碳耐火材料由于其优异的使用性能在耐火材料中得到广泛使用，但这种材料在实际应用时出现了高温使用过程中强度不高的问题，影响了炉体衬料的使用寿命。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法，该方法工艺操作简便，工艺重复性好，制得的炉体衬料不仅能有效阻断炉体内热量损失，还具有优良的耐高温强度，满足硅酸钠加工对熔炼炉炉体衬料的使用性能要求。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法，该方法工艺操作简便，工艺重复性好，制得的炉体衬料不仅能有效阻断炉体内热量损失，还具有优良的耐高温强度。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法，包括以下步骤：(1)配方设计：由铝矾土、硅灰石、石棉绒、结合剂和稀土氧化物制成；(2)混料：将上述原料加入高速混合机中，充分混合，即得混合料；(3)制膏：向混合料中加水，经高速搅拌制成膏体；(4)热处理：将所制膏体以5-10℃/min的升温速度加热至120-130℃保温至水份挥干，并继续以5-10℃/min的升温速度加热至170-180℃保温0.5-2h，再立即转入60-70℃环境中静置0.5-2h，然后转入0-5℃环境中静置0.5-2h，最后自然恢复至常温；(5)制粉：将经热处理后所得固体经破碎机制成粗粉，再经研磨机制成细粉，即得熔炼炉炉体衬料。所述铝矾土、硅灰石、石棉绒、结合剂和稀土氧化物的质量比为100:10-30:5-15:1-10:0.1-1。所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化钇、氧化铈中的一种或几种。所述结合剂选自蔗糖或酚醛树脂中的一种或两种的混合物。结合剂能促进原料之间的共混相容，虽然其经高温热处理后挥发，但可以促使原料形成致密且坚硬的内衬层结构，进而提高所制衬料的力学性能。为了进一步增强结合剂的使用效果，还可以采用以下蔗糖衍生物作为结合剂。所述蔗糖衍生物由蔗糖经酯化改性制成，以肉豆蔻酸作为改性剂，蔗糖与肉豆蔻酸的质量比为1:2。蔗糖结构中含有的羟基与肉豆蔻酸结构中所含的羧基发生酯化反应，生成的酯化产物能够改善蔗糖作为结合剂的使用效果。稀土氧化物的添加能显著改善所制炉体衬料在耐高温下的力学强度，并且稀土氧化物的添加量小，避免高添加量存在的成本升高问题。将常规用于合金铸造的热处理工序应用于炉体衬料的加工，通过所述热处理操作来改变所制衬料的显微组织，从而提高其使用性能。为了进一步改善所制炉体衬料的使用性能，可以在热处理后增加热挤压工序，即本专利技术所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法，包括以下步骤：(1)配方设计：由铝矾土、硅灰石、石棉绒、结合剂和稀土氧化物制成；(2)混料：将上述原料加入高速混合机中，充分混合，即得混合料；(3)制膏：向混合料中加水，经高速搅拌制成膏体；(4)热处理：将所制膏体以5-10℃/min的升温速度加热至120-130℃保温至水份挥干，并继续以5-10℃/min的升温速度加热至170-180℃保温0.5-2h，再立即转入60-70℃环境中静置0.5-2h，然后转入0-5℃环境中静置0.5-2h，最后自然恢复至常温；(5)热挤压：将经热处理后所得固体于压力20-50kg、温度150-160℃下热挤压5-30min，并自然恢复至常温；(6)制粉：将经热挤压后所得固体经破碎机制成粗粉，再经研磨机制成细粉，即得熔炼炉炉体衬料。增加的热挤压工序能够促进衬料中各原子形态趋于稳定化，从而提高所制衬料的使用性能。本专利技术的有益效果是：本专利技术以铝矾土作为主料，辅以硅灰石、石棉绒、结合剂和稀土氧化物并经所述工艺制得熔炼炉炉体衬料，工艺操作简便且重复性好；制得的炉体衬料不仅能有效阻断炉体内热量损失，还具有优良的耐高温力学性能，使用安全性强，从而保证硅酸钠的高效加工和所制硅酸钠的纯度。具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。以下实施例和对照例所用铝矾土、硅灰石和硅灰石的组成完全相同，制得熔炼炉炉体衬料粉体的粒度在50μm。实施例1(1)配方设计：由10kg铝矾土、2.5kg硅灰石、0.8kg石棉绒、0.5kg蔗糖和0.05kg氧化镧制成；(2)混料：将上述原料加入高速混合机中，于800r/min下混合10min，即得混合料；(3)制膏：向混合料中加10kg水，经高速搅拌制成膏体；(4)热处理：将所制膏体以5℃/min的升温速度加热至120-125℃保温至水份挥干，并继续以5℃/min的升温速度加热至175-180℃保温0.5h，再立即转入70℃环境中静置1h，然后转入0℃环境中静置1h，最后自然恢复至25℃；(5)制粉：将经热处理后所得固体经破碎机制成粗粉，再经研磨机制成细粉，即得熔炼炉炉体衬料。实施例2以实施例1为对照，设置结合剂以酚醛树脂2123替代蔗糖的实施例2，其余操作步骤与实施例1完全相同。实施例3以实施例1为对照，设置结合剂以蔗糖衍生物替代蔗糖的实施例3，其余操作步骤与实施例1完全相同。蔗糖衍生物的制备：向200g蔗糖和400g肉豆蔻酸的混合物中滴加70％乙醇至刚好完全溶解，并滴加5g浓硫酸，加热至回流状态保温反应4h，反应结束后经减压浓缩回收乙醇，浓缩剩余物于75℃烘箱中干燥至恒重，干燥所得固体经粉碎制成粉末，即得蔗糖衍生物。实施例4以实施例1为对照，设置添加热挤压工序的实施例4，其余操作步骤与实施例1完全相同。(1)配方设计：由10kg铝矾土、2.5kg硅灰石、0.8kg石棉绒、0.5kg蔗糖和0.05kg氧化镧制成；(2)混料：将上述原料加入高速混合机中，于800r/min下混合10min，即得混合料；(3)制膏：向混合料中加10kg水，经高速搅拌制成膏体；(4)热处理：将所制膏体以5℃/min的升温速度加热至120-125℃保温至水份挥干，并继续以5℃/min的升温速度加热至175-180℃保温0.5h，再立即转入70℃环境中静置1h，然后转入0℃环境中静置1h，最后自然恢复至25℃；(5)热挤压：将经热处理后所得固体于压力35kg、温度155℃下热挤压15min，并自然恢复至常温；(6)制粉：将经热挤压后所得固体经破碎机制成粗粉，再经研磨机制成细粉，即得熔炼炉炉体衬料。实施例5以实施例4为对照，设置以蔗糖衍生物替代蔗糖的实施例4，其余操作步骤与实施例1完全相同。蔗糖衍生物的制备：向200g蔗糖和400g肉豆蔻酸的混合物中滴加70％乙醇至刚好完全溶解，并滴加5g浓硫酸，加热至回流状态保温反应4h，反应结束后经减压浓缩回收乙醇，浓缩剩余物于75℃烘箱中干燥至恒重，干燥所得固体经粉碎制成粉末，即得蔗糖衍生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)配方设计：由铝矾土、硅灰石、石棉绒、结合剂和稀土氧化物制成；(2)混料：将上述原料加入高速混合机中，充分混合，即得混合料；(3)制膏：向混合料中加水，经高速搅拌制成膏体；(4)热处理：将所制膏体以5‑10℃/min的升温速度加热至120‑130℃保温至水份挥干，并继续以5‑10℃/min的升温速度加热至170‑180℃保温0.5‑2h，再立即转入60‑70℃环境中静置0.5‑2h，然后转入0‑5℃环境中静置0.5‑2h，最后自然恢复至常温；(5)制粉：将经热处理后所得固体经破碎机制成粗粉，再经研磨机制成细粉，即得熔炼炉炉体衬料。

【技术特征摘要】
1.一种硅酸钠加工用熔炼炉炉体衬料的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)配方设计：由铝矾土、硅灰石、石棉绒、结合剂和稀土氧化物制成；(2)混料：将上述原料加入高速混合机中，充分混合，即得混合料；(3)制膏：向混合料中加水，经高速搅拌制成膏体；(4)热处理：将所制膏体以5-10℃/min的升温速度加热至120-130℃保温至水份挥干，并继续以5-10℃/min的升温速度加热至170-180℃保温0.5-2h，再立即转入60-70℃环境中静置0.5-2h，然后转入0-5℃环境中静置0.5-2h，最后自然恢复至常温；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵生护，汪旋，田野，
申请(专利权)人：安徽龙泉硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34