一种闭孔结构的钙长石耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种闭孔结构的钙长石耐火材料及其制备方法，本发明专利技术中的轻质钙长石耐火材料，尤其是钙长石浇注砖，具有特定微观结构，且具有钙长石和莫来石复合晶相，并以钙长石相作为主晶相，晶相占比达到90％以上；具有闭孔结构，其孔径分布均匀，具有特定的孔径尺寸分布范围(孔径大小500

【技术实现步骤摘要】
一种闭孔结构的钙长石耐火材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于耐火材料
，尤其涉及一种闭孔结构的钙长石耐火材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]钙长石砖具有高气孔率、低体积密度、良好的绝热性能，被普遍应用于各种工业窑炉内部耐火砖与筒体之间空间的保温隔热填充材料。用以减少窑炉的热量散失从而获得高的能量利用效率。钙长石熔点为1550℃，具有密度小、热膨胀系数小、热导率低、在还原性气氛中可稳定存在等特点，可部分替代工作温度在1000～1300℃的粘土质、硅质及高铝质耐火材料，并实现节能减排。
[0003]现有钙长石系列轻质耐火材料，尤其是耐火砖，强度较低，在运输过程中或在使用过程中容易发送变形破裂，且保温性能有待提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种闭孔结构的钙长石耐火材料及其制备方法，本专利技术中的钙长石耐火材料具有较好的耐压强度和优异的保温性能。
[0005]本专利技术提供一种闭孔结构的钙长石耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]A)将48～55wt％的煤矸石、3～6wt％的蓝晶石、4.5～6.5wt％的叶腊石、10～14.5wt％的耐火粘土、9.5～15.5wt％的碳酸钙、5～10wt％的高铝水泥和3～8wt％的助剂(外加)混合，得到浇注料；
[0007]B)将浇注料浇注成型，脱模后进行干燥，得到干燥的坯体；
[0008]C)将所述干燥的坯体进行烧制，得到闭孔结构的钙长石耐火材料。
[0009]优选的，所述蓝晶石中氧化铝含量在45wt％以上，叶腊石中二氧化硅的含量在80wt％以上。
[0010]优选的，所述高铝水泥中Al2O3含量为67～69wt％。
[0011]优选的，所述助剂包括耐火促凝剂和发泡剂中的一种或几种。
[0012]优选的，所述浇注的温度为25～29℃；所述浇注的时间为10～16min。
[0013]优选的，所述干燥的温度为100～150℃，所述干燥的时间为12～36小时。
[0014]优选的，所述烧制的温度为1240～1280℃；所述烧制的时间为45～50小时。
[0015]本专利技术提供一种闭孔结构的钙长石耐火材料，按照上文所述的制备方法制得，所述钙长石耐火材料中Al2O3的含量为36～40wt％；SiO2的含量为38～45wt％；CaO的含量为10～15wt％；
[0016]所述钙长石耐火材料具有闭孔结构，孔径为500～700μm。
[0017]优选的，所述钙长石耐火材料主晶相为钙长石相，所述钙长石相的含量为90％以上，其余晶相为莫来石相和方石英相。
[0018]优选的，所述钙长石耐火材料的内部孔隙率为80％以上。
[0019]本专利技术提供一种闭孔结构的钙长石耐火材料的制备方法，包括以下步骤：A)将48～55wt％的煤矸石、3～6wt％的蓝晶石、4.5～6.5wt％的叶腊石、10～14.5wt％的耐火粘土、9.5～15.5wt％的碳酸钙、5～10wt％的高铝水泥和3～8wt％的助剂(外加)混合，得到浇注料；B)将浇注料浇注成型，脱模后进行干燥，得到干燥的坯体；C)将所述干燥的坯体进行烧制，得到闭孔结构的钙长石耐火材料。本专利技术中的轻质钙长石耐火材料，尤其是钙长石浇注砖，具有特定微观结构，且具有钙长石和莫来石复合晶相，并以钙长石相作为主晶相，晶相占比达到90％以上；具有闭孔结构，其孔径分布均匀，具有特定的孔径尺寸分布范围(孔径大小500-700um，孔径分布均匀)，内部的真孔隙率为：80％以上；具有钙长石和莫来石复合晶相，其体积密度可控，并且体积密度较低，；同时，具有较好的耐压强度以及优异的导热性能。实验结果表明，体积密度在0.48g/cm3左右，耐压强度2.0MPa以上，导热系数0.18W/(m
·
K)以下，使用温度1100～1230℃。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例1中钙长石砖的XRD图；
[0022]图2为现有技术中钙长石砖的XRD图；
[0023]图3为本专利技术实施例1中钙长石砖的SEM图；
[0024]图4为现有技术中钙长石砖的SEM图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种闭孔结构的钙长石耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]A)将48～55wt％的煤矸石、3～6wt％的蓝晶石、4.5～6.5wt％的叶腊石、10～14.5wt％的耐火粘土、9.5～15.5wt％的碳酸钙、5～10wt％的高铝水泥和3～8wt％的助剂(外加)混合，得到浇注料；
[0027]B)将浇注料浇注成型，脱模后进行干燥，得到干燥的坯体；
[0028]C)将所述干燥的坯体进行烧制，得到闭孔结构的钙长石耐火材料。
[0029]在本专利技术中，所述煤矸石的质量分数优选为48～55wt％，更优选为49～54wt％，最优选为52～54wt％，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是54wt％。
[0030]在本专利技术中，所述蓝晶石提供铝源，其中氧化铝含量优选在45wt％以上，所述蓝晶石在烧制过程中所产生的自身膨胀能够抵消烧成过程中的收缩，但本专利技术配方中蓝晶石的加入量不宜过多，过多会造成所述钙长石耐火材料烧制后变形。所述蓝晶石的质量分数优选为3～6wt％，更优选为4～5wt％，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是5wt％。
[0031]在本专利技术中，所述叶腊石一方面作为硅源提供二氧化硅，在烧制过程中形成钙长石相、莫来石相等，另一方面叶腊石中除硅源以外的成分可以起增强砖坯强度的作用。在本专利技术中，所述叶腊石中二氧化硅的含量优选在80wt％以上；所述叶腊石的质量分数优选为4.5～6.5wt％，更优选为5～6wt％，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是5.5wt％。
[0032]在本专利技术中，所述耐火粘土能够在湿坯在成型过程中聚合其他粉料增强湿坯强度。所述耐火粘土的质量分数优选为10～14.5wt％，更优选为11～14wt％，最优选为12～13wt％，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是12.5wt％。
[0033]在本专利技术中，所述碳酸钙作为钙源在高温作用下生成氧化钙，形成钙长石相。所述碳酸钙的质量分数优选为9.5～15.5wt％，更优选为10～15wt％，最优选为11～14wt％，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是13wt％。
[0034]在本专利技术中，所述高铝水泥在湿坯成型过程中能够增加湿坯的强度。所述高铝水泥中Al2O3含量优选为67～69wt％，所述高铝水泥的质量分数优选为5～10wt％，更优选为6～9wt％，最优选为7～8wt％，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是10wt％。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闭孔结构的钙长石耐火材料的制备方法，包括以下步骤：A)将48～55wt％的煤矸石、3～6wt％的蓝晶石、4.5～6.5wt％的叶腊石、10～14.5wt％的耐火粘土、9.5～15.5wt％的碳酸钙、5～10wt％的高铝水泥和3～8wt％的助剂混合，得到浇注料；B)将浇注料浇注成型，脱模后进行干燥，得到干燥的坯体；C)将所述干燥的坯体进行烧制，得到闭孔结构的钙长石耐火材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蓝晶石中氧化铝含量在45wt％以上，叶腊石中二氧化硅的含量在80wt％以上。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高铝水泥中Al2O3含量为67～69wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助剂包括耐火促凝剂和发泡剂中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浇注的温度为25～29℃；所述浇...

【专利技术属性】
技术研发人员：任大贵，郭金胜，张成娟，张成贺，
申请(专利权)人：山东鲁阳浩特高技术纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：