基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料及其制备的方法技术

本发明专利技术的目的是为了进一步提高镁质隔热耐火材料的性能，提供了一种基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料及其制备的方法，属于耐火材料技术领域。该镁质隔热耐火材料由镁基轻质骨料、造孔剂核桃壳粉和细粉料组成；镁基轻质骨料中，8‑5mm骨料的质量分数为10~20%，5‑3mm骨料的质量分数为10~20%，3‑1mm骨料的质量分数为10~20%，＜1mm骨料的质量分数为10~20%；细粉料为≤0.074mm的镁砂细粉，硅微粉和铝酸钙水泥；再额外加入减水剂。本发明专利技术以镁基轻质骨料为原料，加入用氧化铝溶胶处理的核桃壳粉作为造孔剂生产隔热耐火材料，与单独加入核桃壳粉的隔热耐火材料或常规的轻质隔热耐火材料相比强度高。

【技术实现步骤摘要】
基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料及其制备的方法
本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料及其制备的方法。
技术介绍
热工窑炉内衬都需要砌筑耐火材料，目的之一是抵抗高温的作用，目的之二是起到隔热保温作用，目前钢铁的冶炼、焦炉等工业炉窑及其内衬多采用多层砌筑，包括永久层和隔热层，现有的隔热层大多为粘土质隔热耐火砖，粘土砖导热系数高、抗压强度低，尤其是随温度的升高，其抗压强度逐渐降低，进而影响粘土砖的使用寿命及使用领域。而采用轻质隔热耐火材料可以减少热量的损失，减轻炉体重量，简化窑炉构造，提高产品质量，降低环境温度，改善劳动条件。传统生产隔热耐火材料的方法是在耐火材料中加入空心球或者发泡剂来提高保温性能，例如，公开号为CN104341168A的中国专利申请“轻质隔热耐火浇注料”，采用粉煤灰、莫来石、氧化铝空心球、氧化铝微粉和碳酸镁作为原料制备轻质隔热耐火浇注料；公开号为CN104478452A的中国专利申请“一种含氧化铬的氧化铝空心球隔热制品”，采用氧化铝空心球、α-Al2O3粉和氧化铬粉作为原料制备含氧化铬的氧化铝空心球制品；公开号为CN107698274A的中国专利申请“一种镁橄榄石轻质隔热耐火材料及其制备方法”，该耐火材料以富镁废渣和含铝废料的混合物为主料、辅以生物质粉、发泡剂制成。但是这些产品的成本较高，而且强度和保温效果还有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了进一步提高镁质隔热耐火材料的性能，提供了一种基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料及其制备的方法。本专利技术以镁基轻质骨料为原料，加入用氧化铝溶胶处理的核桃壳粉作为造孔剂生产隔热耐火材料，此种方法与单独加入核桃壳粉的隔热耐火材料或常规的轻质隔热耐火材料相比强度高。本专利技术的技术方案如下：一种基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料，由如下质量百分比的镁基轻质骨料、造孔剂核桃壳粉和细粉料组成，总质量为100%；其中，镁基轻质骨料中，8-5mm骨料的质量分数为10~20%，5-3mm骨料的质量分数为10~20%，3-1mm骨料的质量分数为10~20%，＜1mm骨料的质量分数为10~20%；造孔剂核桃壳粉的质量分数为1~25%；细粉料中，≤0.074mm的镁砂细粉的质量分数为20~40%，硅微粉的质量分数为1~5%，铝酸钙水泥的质量分数为3~10%；再额外加入减水剂，加入量的质量分数为上述镁基轻质骨料、造孔剂核桃壳粉和细粉料总质量的0.1~0.5%。进一步的，上述的镁质隔热耐火材料，所述镁基轻质骨料是采用申请号为CN201810628286.6的中国专利申请“一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法”制备的；进一步的，上述的镁质隔热耐火材料，所述造孔剂核桃壳粉为核桃壳粉经质量浓度≥11%的氧化铝溶胶浸渍处理并干燥所得；进一步的，上述的镁质隔热耐火材料，所述核桃壳粉与氧化铝溶胶的质量比为1：1~1：5；进一步的，上述的镁质隔热耐火材料，所述减水剂为三聚磷酸钠。上述基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料的制备方法，包括如下步骤：1）制备镁基轻质骨料将镁质轻质骨料破碎成8-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1mm的四种粒度料，8-5mm所占的质量分数为原料总质量的10~20%，5-3mm所占的质量分数为原料总质量的10~20%，3-1mm所占的质量分数为原料总质量的10~20%，＜1mm所占的质量分数为原料总质量的10~20%；2）制备造孔剂以质量浓度≥11%氧化铝溶胶为浸渍试剂，对核桃壳粉进行浸渍处理，核桃壳粉与氧化铝溶胶的质量比为1：1~1：5，浸渍后的核桃壳粉在100~110℃干燥12~24小时，得到造孔剂核桃壳粉，造孔剂核桃壳粉所占的质量分数为原料总质量的1~25%；3）制备细粉料分别取镁砂细粉、硅微粉和铝酸钙水泥，镁砂细粉所占的质量分数为原料总质量的20~40%，硅微粉所占的质量分数为原料总质量的1~5%，铝酸钙水泥所占的质量分数为原料总质量的3~10%；4）将步骤1）~3）的原料和减水剂加入搅拌机中，减水剂的质量分数为原料总质量的0.1~0.5%；边搅拌边加入水，加水量为原料总质量的12%~15%，搅拌均匀，随后浇注模具中震动成型，成型后试样在室温下养护24~48小时，脱模后置于100~110℃条件下干燥12~24小时，再升温至1450~1550℃保温2~4小时，然后冷却至室温。进一步的，上述镁质隔热耐火材料的制备方法，所述核桃壳粉的粒度为d50≤47.4μm；镁砂细粉的规格为d50≤74μm、MgO≥95%；硅微粉的规格为d50≤25μm、SiO2≥99.6%。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：本专利技术采用二次造孔法生产镁质隔热耐火材料，导热系数低于一次发泡法的隔热耐火材料，强度高于核桃壳粉未用铝溶胶处理的镁质隔热耐火材料。具体实施方式以下实施例中的镁基轻质骨料是采用申请号为CN201810628286.6的中国专利申请“一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法”制备的。再将镁质轻质原料破碎成8-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1mm四种粒度料。核桃壳粉的粒度为d50≤47.4μm；镁砂细粉的规格为d50≤74μm、MgO≥95%；硅微粉的规格为d50≤25μm、SiO2≥99.6%。实施例1基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料的制备方法：（1）以质量浓度11%的氧化铝溶胶为浸渍试剂，对30g核桃壳粉浸渍处理，核桃壳粉与氧化铝溶胶的质量比为1：1，浸渍后的核桃壳粉在110℃干燥24小时，得到造孔剂核桃壳粉。（2）称取原料，8-5mm的镁质轻质骨料为150g，5-3mm的镁质轻质骨料为150g，3-1mm的镁质轻质骨料为120g，＜1mm的镁质轻质骨料为200g，≤0.074mm镁砂细粉为270g，造孔剂核桃壳粉为30g，硅微粉为20g，铝酸钙水泥为60g；再取减水剂三聚磷酸钠2g，即原料总量的0.2%，为外加剂。（3）将上述物料一起加入搅拌机中，边搅拌边加入水，加水量为120g，即原料总量的12%，搅拌均匀，随后浇注在160mm×40mm×40mm模具中并紧固在水泥胶砂振动台上震动60秒，试样再在室温下养护24小时，脱模后置于110℃条件下干燥24小时，再升温至1480℃保温3小时，然后冷却至室温。以此种方法生产的镁质隔热耐火材料显气孔率为55.0%，体积密度为1.8g/cm3，耐压强度为16MPa，350℃时导热系数为0.352W/m·k。对比例1一种镁质隔热耐火材料的制备方法：（1）称取原料，8-5mm的镁质轻质骨料为150g，5-3mm的镁质轻质骨料为150g，3-1mm的镁质轻质骨料为120g，＜1mm的镁质轻质骨料为200g，≤0.074mm镁砂细粉为300g，硅微粉为20g，铝酸钙水泥为60g；再取减水剂三聚磷酸钠2g，为外加剂。（2）将上述物料一起加入搅拌机中，边搅拌边加入水，加水量为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料，其特征在于，由如下质量百分比的镁基轻质骨料、造孔剂核桃壳粉和细粉料组成；/n其中，镁基轻质骨料中，8-5mm骨料的质量分数为10~20%，5-3mm骨料的质量分数为10~20%，3-1mm骨料的质量分数为10~20%，＜1mm骨料的质量分数为10~20%；造孔剂核桃壳粉的质量分数为1~25%；细粉料中，≤0.074mm的镁砂细粉的质量分数为20~40%，硅微粉的质量分数为1~5%，铝酸钙水泥的质量分数为3~10%；/n再额外加入减水剂，加入量的质量分数为上述镁基轻质骨料、造孔剂核桃壳粉和细粉料总质量的0.1~0.5%。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料，其特征在于，由如下质量百分比的镁基轻质骨料、造孔剂核桃壳粉和细粉料组成；
其中，镁基轻质骨料中，8-5mm骨料的质量分数为10~20%，5-3mm骨料的质量分数为10~20%，3-1mm骨料的质量分数为10~20%，＜1mm骨料的质量分数为10~20%；造孔剂核桃壳粉的质量分数为1~25%；细粉料中，≤0.074mm的镁砂细粉的质量分数为20~40%，硅微粉的质量分数为1~5%，铝酸钙水泥的质量分数为3~10%；
再额外加入减水剂，加入量的质量分数为上述镁基轻质骨料、造孔剂核桃壳粉和细粉料总质量的0.1~0.5%。


2.根据权利要求1所述的基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料，其特征在于，所述镁基轻质骨料是采用申请号为CN201810628286.6的中国专利申请“一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法”制备的。


3.根据权利要求1所述的基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料，其特征在于，所述造孔剂核桃壳粉为核桃壳粉经质量浓度≥11%的氧化铝溶胶浸渍处理并干燥所得。


4.根据权利要求3所述的基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料，其特征在于，所述核桃壳粉与氧化铝溶胶的质量比为1：1~1：5。


5.根据权利要求1所述的基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料，其特征在于，所述减水剂为三聚磷酸钠。


6.权利要求1所述的基于二次造孔法的镁质隔热耐火材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）制备镁基轻质...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国华，韩基铄，杨帅，姜向盈，陈树江，崔妍，田琳，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21