一种耐高温、高强度窑炉壁的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐高温、高强度窑炉壁的制备方法，所述制备方法包括原料预处理、混料、浇注以及固化等步骤，通过对各个步骤进行具体限定，得到了耐高温、高强度的装配窑炉壁。得到的装配窑炉壁具有密度高、耐高温、强度高、使用寿命长的优点，适用于大规模工业化生产，且得到的装配窑炉壁在后续使用过程中可有效阻止热源流失，具有节能环保的特点。此外，本发明专利技术制备的装配窑炉壁为一次直接成型，可大幅度提高原材料的利用率并缩短窑炉壁的制备周期，具有显著的材料成本和时间成本优势。著的材料成本和时间成本优势。著的材料成本和时间成本优势。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温、高强度窑炉壁的制备方法


[0001]本专利技术属于窑炉壁制备方法
，涉及耐火材料制备的
，具体涉及一种耐高温、高强度装配窑炉壁的制备方法。

技术介绍

[0002]窑炉壁是防止窑炉热源流失、使窑炉保持温度的有效部件，被广泛应用于生产石墨电极、炭砖(块)、炭糊、炭纤维、碳素阳极等领域，在我国现代制造产业和工业发展中具有重要地位。在窑炉壁的服役过程中，基于节能环保的需求，其保温效果和使用寿命已经成为窑炉壁的两个关键指标。
[0003]目前，生产石墨电极等产品的碳素厂窑炉壁所使用的材料大部分是耐火砖，其主要是通过将耐火砖垒砌成窑炉壁。然而，垒砌形成的窑炉壁的密闭性较差，保温效果差，会导致大量的热源流失及废气外溢，使得能耗增加，同时会造成环境污染，此外，垒砌而成的窑炉壁由于强度低极易发生损坏，影响碳素工艺正常生产。在后续的维修过程中，其安装施工周期长、安装环境要求高。这些问题已经成为制约碳素工艺节能环保、高效低碳生产的关键因素。
[0004]中国专利技术专利公开文本CN107344861A公开了一种窑炉内壁用高温耐火材料及其制备方法，通过对高铝料进行设置，结合对锆英砂等进行添加，得到耐火度高和粘结强度高的耐火材料，但是首先该技术方案并没有对高铝料进行具体的熟料处理过程进行改进，同时其配比不尽完善，从而导致其强度只能作为内壁使用而无法形成一体的窑炉壁。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种耐高温、高强度装配窑炉壁的制备方法，该方法制备的装配窑炉壁具有耐高温、高强度、保温效果好、使用寿命长的优点，且该装配窑炉壁为一次直接成型，可大幅度提高原材料的利用率并缩短窑炉壁的制备周期，具有显著的材料成本和时间成本优势，适用于工业大规模生产。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0007]一种耐高温、高强度窑炉壁的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)配置铝矾土A和铝矾土B，所述铝矾土A为氧化铝含量为60～65wt％的铝矾土，所述铝矾土B为氧化铝含量为70～75wt％的铝矾土，将铝矾土A和铝矾土B分别置入到煅烧炉内均在1200～1350℃的温度下煅烧72～120h，然后将煅烧后的铝矾土A熟料进行破碎，破碎至最大颗粒的粒径小于等于10mm，然后对其进行筛分，筛分得到粒径为0～1mm的熟料I、粒径为1～3mm的熟料II、粒径为3～5mm的熟料III以及粒径为5～10mm的熟料IV；同时将煅烧后的铝矾土B熟料进行球磨，然后筛分得到粒径为1～74μm的细粉铝矾土B熟料。
[0009](2)将15～25重量份的熟料I、10～20重量份的熟料II、10～20重量份的熟料III、15～25重量份的熟料IV、12～20重量份的细粉铝矾土B熟料、2～6重量份的硅灰、6～14重量份的高铝水泥、0.1～0.2重量份的水分保持剂A、0.01～0.06重量份的水分保持剂B以及
0.008～0.012重量份的防爆纤维置入到搅拌装置中进行搅拌，然后通过喷嘴向混合物料中喷入物料总量6～12wt.％的水，然后继续搅拌3～5min。
[0010](3)预先设置模具，然后将步骤(2)混合均匀的料浆在10～50℃的温度下直接浇注到模具中，然后振动成型，振动时间为3～5min，然后在20～60℃的温度下进行固化，固化完成后，脱模得到窑炉壁产品。
[0011]作为优选，制备得到的窑炉壁的体积密度为2.50～2.95g/cm3，110℃下保温24h的耐压强度为60～100MPa、抗折强度为7～13MPa，1300℃下保温4h的耐压强度为80～120MPa、抗折强度为9～16MPa，常温磨损量为5～9cc，1300℃下保温4h的烧后线性变化为
±
0.3％，900℃水冷条件下的热震稳定性为20～25次。
[0012]作为优选，所述水分保持剂A为三聚磷酸钠，所述水分保持剂B为六偏磷酸钠。
[0013]作为优选，步骤(2)中的搅拌为在20～30℃的温度下进行搅拌。
[0014]作为优选，步骤(3)中的固化时间为6～10h。
[0015]作为优选，所述硅灰的平均粒径为80～280nm，且其中粒径小于120nm的硅灰的占比为82～95wt％。
[0016]作为优选，所述高铝水泥的平均粒径是硅灰平均粒径的85～102倍。
[0017]一种耐高温、高强度的窑炉壁，其特征在于，所述窑炉壁采用上述的制备方法制备得到。
[0018]一种耐高温、高强度的窑炉的装配方法，包括如下步骤：
[0019]I，采用权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到耐高温、高强度的窑炉壁。
[0020]II，制作窑炉立柱和窑炉基座的模具，采用1～7任一项所述制备方法的步骤(1)和步骤(2)制备得到的料浆，将料浆温度设置为30～50℃，然后将30～50℃温度的料浆直接浇注窑炉立柱和窑炉基座的模具中，然后振动成型，振动时间为3～5min，然后在20～60℃的温度下进行固化，固化时间为7～12h，然后去模，得到窑炉立柱和窑炉基座。
[0021]III，将步骤I制备得到的耐高温、高强度的窑炉壁进行吊装拼接于步骤II制备得到的窑炉立柱和窑炉基座上。
[0022]IV，在各个窑炉壁和窑炉立柱之间设置填充耐火隔热棉，然后在窑炉内外砌体的连接处涂抹耐火泥，得到耐高温、高强度的窑炉。
[0023]作为优选，步骤II所述的窑炉立柱和窑炉基座为一体结构设置。
[0024]本专利技术的具有以下有益效果：
[0025](1)与耐火砖堆砌的窑炉壁相比，本专利技术采用了料浆浇注固化的工艺，通过合理设置原料预处理及混料参数，通过对设置各物料的比例以及各物料的粒径以及配合水体的加入量和水分保持剂的设置，使料浆中的各成分充分混合均匀且保持相对良好的流动性，这可以保证料浆能够高效填充不同尺寸及形状的模具内部(模具某些部位比较精细)，经过合理设置浇注及固化步骤，可直接成型得到不同尺寸及形状的窑炉壁产品，无需后续垒砌操作，生产成本低，适用于大规模工业化生产。
[0026](2)本专利技术通过合理设置原料，使得保持较高耐火性能的情况下能够具有良好流动性而实现了窑炉壁的一次成型，配合本专利技术特定的装配工艺，使得最终成型的窑炉壁不存在垒砌缝隙，保温效果得到大幅度提升，有效阻止了热源流失及废气的溢出，达到了节能环保的效果。
[0027](3)本专利技术通过设置不同粒径的具体氧化铝含量的铝矾土A进行具体比例的配制、结合特定氧化铝含量的铝矾土B的特定粒径作为主料进行搭配，尤其是对铝矾土A和铝矾土B进行特定的温度和时间的煅烧使其熟化程度与本专利技术设置的特定粒度比例进行协调搭配，粗粒径的铝矾土A可以起骨架支撑作用，合理设置的细粒径的铝矾土A和铝矾土B进行孔隙的填充，通过本专利技术特定比例和特定粒径的搭配使得固化后的窑炉壁内部气孔更少、密度更高，同时组织更加均匀，最终强化了得到产品的耐压强度和抗折强度。由于本专利技术直接设置的是一体成型的窑炉壁，因此对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温、高强度窑炉壁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配置铝矾土A和铝矾土B，所述铝矾土A为氧化铝含量为60～65wt％的铝矾土，所述铝矾土B为氧化铝含量为70～75wt％的铝矾土，将铝矾土A和铝矾土B分别置入到煅烧炉内均在1200～1350℃的温度下煅烧72～120h，然后将煅烧后的铝矾土A熟料进行破碎，破碎至最大颗粒的粒径小于等于10mm，然后对其进行筛分，筛分得到粒径为0～1mm的熟料I、粒径为1～3mm的熟料II、粒径为3～5mm的熟料III以及粒径为5～10mm的熟料IV；同时将煅烧后的铝矾土B熟料进行球磨，然后筛分得到粒径为1～74μm的细粉铝矾土B熟料；(2)将15～25重量份的熟料I、10～20重量份的熟料II、10～20重量份的熟料III、15～25重量份的熟料IV、12～20重量份的细粉铝矾土B熟料、2～6重量份的硅灰、6～14重量份的高铝水泥、0.1～0.2重量份的水分保持剂A、0.01～0.06重量份的水分保持剂B以及0.008～0.012重量份的防爆纤维置入到搅拌装置中进行搅拌，然后通过喷嘴向混合物料中喷入物料总量6～12wt.％的水，然后继续搅拌3～5min；(3)预先设置模具，然后将步骤(2)混合均匀的料浆在10～50℃的温度下直接浇注到模具中，然后振动成型，振动时间为3～5min，然后在20～60℃的温度下进行固化，固化完成后，脱模得到窑炉壁产品。2.根据权利要求1所述的耐高温、高强度窑炉壁的制备方法，其特征在于，制备得到的窑炉壁的体积密度为2.50～2.95g/cm3，110℃下保温24h的耐压强度为60～100MPa、抗折强度为7～13MPa，1300℃下保温4h的耐压强度为80～120MPa、抗折强度为9～16MPa，常温磨损量为5～9cc，1300℃下保温4h的烧后线性变化为
±
0.3％，900℃水冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟小跃，梁林，王飞，梁帅卿，
申请(专利权)人：贵州炜达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：