一种免烧节能蓄热球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种免烧节能蓄热球及其制备方法。一种免烧节能蓄热球，包括如下重量份的原料：30‑60份铝矾土、10‑40份莫来石、5‑30份黏土、1‑10份低钠α‑氧化铝微粉、0.1‑5份硅微粉、1‑15份磷酸、0.1‑10份固体磷酸二氢铝、0.5‑1份粘结剂。一种免烧节能蓄热球的制备方法，包括如下步骤：a.称量30‑60份铝矾土、10‑40份莫来石、5‑30份黏土、1‑10份低钠α‑氧化铝微粉、0.1‑5份硅微粉、0.1‑10份固体磷酸二氢铝、0.5‑1份粘结剂，并混匀；b.加入0.5‑14.5份磷酸，搅拌均匀，困料24小时；c.再次加入0.5‑14.5份磷酸，搅拌均匀；d.机压成球坯；e.干燥冷却至常温。

【技术实现步骤摘要】
一种免烧节能蓄热球及其制备方法
本专利技术属于蓄热球
，尤其涉及一种免烧节能蓄热球。
技术介绍
蓄热球又称球状蓄热体，蓄热球具有热震稳定性好、蓄热量大、强度高、易清洗、可重复利用等优点。蓄热球适用于气体及非气体燃料工业炉的蓄热球燃烧系统，特别适用于有色金属行业蓄热式熔炼炉、空分行业空气分离设备蓄热器、钢铁行业蓄热式加热炉，也可用在大型锻造厂蓄热式台车炉、蓄热式电锅炉、蓄热式焚化炉等行业做蓄热载体。熔铝炉作为我国铝加工行业主要的熔炼设备，具有容量大、工作效率高、操作简单等特点而被广泛的应用。蓄热球在熔铝炉蓄热室中频繁经受冷热气体的交换，热气温度最高可达1000℃左右，对蓄热球的抗热震性要求很高，其抗热震性的好坏密切关系着使用寿命的高低。目前蓄热球生产方式有两种：一是将氧化铝粉或者高铝粉处理后在成球机中滚制成球；二是将原料放置在圆球模具中在一定压力下挤压成型。然而这两种工艺制成的蓄热球还要经过1400℃以上的高温烧成才能投入使用，不仅增加了蓄热球的生产成本，还会带来大量的燃料或电力消耗。申请号为CN201710136201.8的专利技术专利公开了一种新型机压蓄热球配方。其由以下材料组成：填充料、骨料、黏土、PVA、润滑剂，其中，填充料为刚玉粉、矾土粉、莫来石粉中一种或几种的组合，所述骨料为刚玉骨料、矾土骨料、莫来石骨料中一种或几种的组合。根据其介绍，该配方可以采用将个原材料混合，机压成型的方法制备蓄热球，经该专利技术配方制备的新型机压蓄热球球体密度在3.7-3.9g/cm3，使用寿命18-20个月，且蓄热能力强，具有较高的经济价值和社会价值。但是根据同一申请人同日申请的另一篇申请号为CN201710135682.0的专利技术专利，公开了一种新型机压蓄热球工艺，其中指出将原料份和粘结剂按照配方要求混合均匀，然后将混匀后的物料进行球磨，在进行干燥，最后加入骨料与润滑剂，混合均匀后挤压成型，最后将成型的物料放入窑中烧造，以每小时500-600℃的升温速率升温至1450-1500℃，保温后，冷却至室温即可，制得的新型机压蓄热球球体密度同样在3.7-3.9g/cm3，使用寿命18-20个月，且蓄热能力强。可见，当时所述的“将个原材料混合，机压成型的方法制备蓄热球”是指用机压的方法将蓄热球成型，但最后的机压蓄热球成品仍是需要在成型后烧制的。申请号为CN200610028809.0的专利技术专利公开了一种高性能陶瓷蓄热球生产工艺。其是将α-氧化铝微粉与多种添加剂经过研磨、除铁、烘干，再加入粘合剂在成球机中成型，最后在高温窑炉中烧制。但可以看到，其在烧成时，还需要按照一定的升温曲线进行高温烧制，得到的蓄热小球才能够热膨胀系数低、耐热冲击性好、机械强度高、化学稳定性好、气体透过率低。申请号为CN201310726831.2的专利技术专利公开了一种利用高温相变蓄热材料制作蓄热产品的方法。其是在粉煤灰中加入金属硅粉，经过球磨后，喷雾造粒使用压力机机压成型或者使用挤泥机挤出为成型材料，再将成型材料制成孔砖、蓄热球或者蜂窝陶瓷的坯体，将坯体干燥、保温、烧成、冷却、拣选。其利用蓄热产品在相变过程中进行的相变蓄热，通过将物理吸热和相变吸热相结合，使得蓄热产品在蓄热过程中，除了物理系热之外还会有额外的相变蓄热，提高了蓄热产品的蓄热能力和蓄热效率。其还提到，用此原料制作蜂窝陶瓷制品时，因部分金属硅的熔化助烧结作用，得到的蜂窝陶瓷制品致密，强度较高，事实上，根据本领域技术人员的经验，其制备蓄热球也同样是有部分金属硅熔化助烧结，从而使得其强度高，同时形成硅氧化物保护膜，从而阻止在高温环境下FeO对蓄热产品的侵蚀，提高了蓄热产品的使用寿命，蓄热球的寿命长于5年。可见，该技术方案还是需要通过烧制，使得金属硅熔化助烧结，提高强度，同时形成硅氧化物保护膜，提高蓄热产品的使用寿命。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中出现的不足，本专利技术首先给出了一种免烧节能蓄热球，其次给出了该免烧节能蓄热球的制备方法。一种免烧节能蓄热球，包括如下重量份的原料：30-60份铝矾土、10-40份莫来石、5-30份黏土、1-10份低钠α-氧化铝微粉、0.1-5份硅微粉、1-15份磷酸、0.1-10份固体磷酸二氢铝、0.5-1份粘结剂。进一步地，铝矾土的级配如下：3-1mm、1-0.074mm、0.074mm以下；按质量比，3-1mm的铝矾土:1-0.074mm的铝矾土:0.074mm以下的铝矾土＝(10-30):(5-25):(5-25)；铝矾土中，Al2O3的含量在70wt％以上。进一步地，莫来石的级配如下：3-1mm、1-0.074mm、0.074mm以下；按质量比，3-1mm的莫来石:1-0.074mm的莫来石:0.074mm以下的莫来石＝(5-30):(1-15):(1-15)；莫来石中，Al2O3的含量在45wt％以上。进一步地，低钠α-氧化铝微粉的粒径为2-5μm。进一步地，硅微粉的粒径为0.1-1.5μm。进一步地，磷酸的质量浓度为30％-70％。进一步地，所述的粘结剂为聚乙烯醇或硅酸钠。一种免烧节能蓄热球的制备方法，包括如下步骤：a.称量30-60份铝矾土、10-40份莫来石、5-30份黏土、1-10份低钠α-氧化铝微粉、0.1-5份硅微粉、0.1-10份固体磷酸二氢铝、0.5-1份粘结剂，并混匀；b.加入0.5-14.5份磷酸，搅拌均匀，困料24小时；c.再次加入0.5-14.5份磷酸，搅拌均匀；d.机压成球坯；e.干燥冷却至常温。进一步地，步骤d中，机压成球坯时，使用350吨压力机。进一步地，步骤e中，干燥温度为350-500℃，干燥时间为5小时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下。1.本领域技术人员均知晓，在陶瓷组合物
，一般来说，烧结产品的性能要优于粘结机压的产品，因为在高温烧结过程中，材料的内部微观结构、晶相会发生变化，而这种变化倾向于最终表现为产品的均一化，提升产品的致密性、热震性等性能。而对于本申请公开的技术方案来说，尽管单独来看每种颗粒料都是常规的材料，但作为一个组合，各种粒级的莫来石、铝矾土的组合能够提升热震稳定性，而低钠α-氧化铝微粉、硅微粉的加入使得成型性能得到明显改善，磷酸与固体磷酸二氢铝提高了蓄热球的中低温强度。其使用寿命为22-25个月，明显超出本领域技术人员的经验与预期。2.使用的工艺为免烧结的机压工艺，每吨能耗约250kW·h，相对于传统的机压成型最后烧结的工艺，明显降低了能耗，吨耗降低约1350-1550kW·h。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行说明，应注意的是，实施例仅作为专利技术的解释说明，而非对本专利技术的限制，在本专利技术的基础上进行简单组合、替换得到的技术方案均落入本专利技术的保护范围。各个实施例中使用的组分及各组分的重量份如文件末尾的表1所示，而各实施例制得的产品的理化指标如表2所示。实施例1一种免烧节能蓄热球，包括如下重量份的原料：30份铝矾土、40份莫来石、5份黏土、10份<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种免烧节能蓄热球，其特征在于：包括如下重量份的原料：30-60份铝矾土、10-40份莫来石、5-30份黏土、1-10份低钠α-氧化铝微粉、0.1-5份硅微粉、1-15份磷酸、0.1-10份固体磷酸二氢铝、0.5-1份粘结剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种免烧节能蓄热球，其特征在于：包括如下重量份的原料：30-60份铝矾土、10-40份莫来石、5-30份黏土、1-10份低钠α-氧化铝微粉、0.1-5份硅微粉、1-15份磷酸、0.1-10份固体磷酸二氢铝、0.5-1份粘结剂。


2.如权利要求1所述的一种免烧节能蓄热球，其特征在于：铝矾土的级配如下：3-1mm、1-0.074mm、0.074mm以下；按质量比，3-1mm的铝矾土:1-0.074mm的铝矾土:0.074mm以下的铝矾土=(10-30):(5-25):(5-25)；铝矾土中，Al2O3的含量在70wt%以上。


3.如权利要求1所述的一种免烧节能蓄热球，其特征在于：莫来石的级配如下：3-1mm、1-0.074mm、0.074mm以下；按质量比，3-1mm的莫来石:1-0.074mm的莫来石:0.074mm以下的莫来石=(5-30):(1-15):(1-15)；莫来石中，Al2O3的含量在45wt%以上。


4.如权利要求1所述的一种免烧节能蓄热球，其特征在于：低钠α-氧化铝微粉的粒径为2-5μm。


5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兆琼，丁金星，王建华，
申请(专利权)人：洛阳科泰高温科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41