铝硅质复合预制件及其制备方法技术

本发明专利技术属于耐火材料技术领域，具体的涉及一种铝硅质复合预制件及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
铝硅质复合预制件及其制备方法


[0001]本专利技术属于耐火材料
，具体的涉及一种铝硅质复合预制件及其制备方法
。

技术介绍

[0002]浇注料预制件是一种预制耐火制品，也是工业窑炉常用的耐火制品，因施工便利，可提高筑炉效率，广泛用于多种工业窑炉内衬及不便于砌筑耐火砖的部位
。
[0003]铝硅系预制件被用作高温窑炉等热工设备的结构材料以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学及机械作用
。
然而现有的铝硅系预制件在窑炉使用过程中，容易受升温影响以及炉渣的侵蚀导致铝硅系预制件的破裂或变形，从而大大降低了铝硅系预制件的使用寿命
。
[0004]此外，各种工业窑炉也是极度消耗能源和原料的设备
。
因此，窑炉及热工设备的隔热保温是能够保证其使用寿命长和能耗低的重要基础
。
但是，传统的多孔耐火材料由于结构疏松
、
晶体间结构弱
、
贯通的开口气孔率高导致材料的抗压强度差
、
使用温度低，进而只能在隔热层或永久层中使用
。
[0005]因此，开发高强度和低热导率的铝硅质复合预制件是一项极具重要意义的研究课题，不仅能保障热工设备的安全作业和有效的降低能耗，还能够显著降低使用成本
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是：提供一种铝硅质复合预制件
。
所述的铝硅质复合预制件具有强度高
、
导热系数低
、
隔热性能好以及抗热震性能好的特点；本专利技术还提供了其制备方法
。
[0007]本专利技术所述的铝硅质复合预制件，由重质部分和轻质部分组成，重质部分以质量份数计，由重质矿物原料
75
‑
78
份
、
α
‑
氧化铝
22
‑
24
份
、
熔融石英
16
‑
18
份
、
氧化锆耐火纤维7‑9份
、
磷酸二氢铝
10
‑
12
份
、
氧化铝溶胶8‑
11
份和水
32
‑
35
份组成；轻质部分以质量份数计，由轻质矿物原料
68
‑
70
份
、
α
‑
氧化铝
19
‑
21
份
、
熔融石英
15
‑
17
份
、
结合剂
18
‑
20
份和水
34
‑
36
份组成；其中，重质矿物原料为高铝矾土
、
红柱石
、
煤矸石三者的混合物；轻质矿物原料为预处理铝灰
、
硅藻土
、
焦宝石三者的混合物；轻质部分中的结合剂为淀粉与热固性酚醛树脂的混合物
。
[0008]其中：所述重质矿物原料是将高铝矾土
、
红柱石
、
煤矸石按照8‑
9:5
‑
7:3
‑
3.5
的质量比混合均匀，然后粉碎过筛处理进行粒度级配，以质量百分数计，重质矿物原料粒度组成如下：
1mm
＜粒度
≤2mm
的颗粒料
43
‑
46%0.088mm
＜粒度
≤1mm
的颗粒料
33
‑
39%
粒度
≤0.088mm
的粉料
18
‑
21%。
[0009]所述轻质矿物原料是将预处理铝灰
、
硅藻土
、
焦宝石三者按照
7.3
‑
7.5:4.5
‑
6.0:
2.1
‑
2.3
的质量比混合均匀，然后粉碎过筛处理进行粒度级配，以质量百分数计，轻质矿物原料粒度组成如下：
1mm
＜粒度
≤2mm
的颗粒料
42
‑
44%0.088mm
＜粒度
≤1mm
的颗粒料
44
‑
48%
粒度
≤0.088mm
的粉料
10
‑
12%。
[0010]预处理铝灰的制备方法为将二次铝灰与去离子水以
1:4.5
的质量比混合，然后于
70℃
搅拌
55min
，过滤，将得到的滤渣于
900℃
焙烧
1.2h。
[0011]铝灰经水洗去除大部分可溶性盐，然后经焙烧处理去除氟化物
、
氯化物和
AlN
；经预处理制备得到的铝灰中的
Al2O3的含量大大提高
。
[0012]轻质部分所述的结合剂中淀粉与热固性酚醛树脂的质量比为
1:0.5
‑
0.7。
[0013]本专利技术所述的铝硅质复合预制件的制备方法，由以下步骤组成：（1）将重质矿物原料
、
α
‑
氧化铝
、
熔融石英以及氧化锆耐火纤维混合均匀，然后加入磷酸二氢铝
、
氧化铝溶胶和水搅拌
10
‑
15min
，于室温陈化
20
‑
22h
，制备得到重质浇注料；（2）将轻质矿物原料
、
α
‑
氧化铝以及熔融石英混合均匀，然后加入结合剂和水搅拌
10
‑
15min
，于室温陈化
20
‑
22h
，制备得到轻质浇注料；（3）将重质浇注料浇入到模具体积的一半时停止浇筑，制备得到复合预制件重质部分，然后将轻质浇注料浇注满模具，制备得到复合预制件轻质部分；（4）将浇注完的模具于
150
‑
155℃
干燥
10
‑
12h
，然后脱模
、
焙烧，制备得到铝硅质复合预制件
。
[0014]其中：焙烧温度为
1350
‑
1400℃
，焙烧时间为
2.5
‑
3h。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：（1）本专利技术所述的铝硅质复合预制件，由重质部分和轻质部分组成，重质部分与轻质部分协同作用，重质部分使得制备的铝硅质复合预制件具有高强度
、
化学稳定性
、
抗侵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铝硅质复合预制件，其特征在于，由重质部分和轻质部分组成，重质部分以质量份数计，由重质矿物原料
75
‑
78
份
、
α
‑
氧化铝
22
‑
24
份
、
熔融石英
16
‑
18
份
、
氧化锆耐火纤维7‑9份
、
磷酸二氢铝
10
‑
12
份
、
氧化铝溶胶8‑
11
份和水
32
‑
35
份组成；轻质部分以质量份数计，由轻质矿物原料
68
‑
70
份
、
α
‑
氧化铝
19
‑
21
份
、
熔融石英
15
‑
17
份
、
结合剂
18
‑
20
份和水
34
‑
36
份组成；其中，重质矿物原料为高铝矾土
、
红柱石
、
煤矸石三者的混合物；轻质矿物原料为预处理铝灰
、
硅藻土
、
焦宝石三者的混合物；轻质部分中的结合剂为淀粉与热固性酚醛树脂的混合物
。2.
根据权利要求1所述的铝硅质复合预制件，其特征在于，所述重质矿物原料是将高铝矾土
、
红柱石
、
煤矸石按照8‑
9:5
‑
7:3
‑
3.5
的质量比混合均匀，然后粉碎过筛处理进行粒度级配，以质量百分数计，重质矿物原料粒度组成如下：
1mm
＜粒度
≤2mm
的颗粒料
43
‑
46%0.088mm
＜粒度
≤1mm
的颗粒料
33
‑
39%
粒度
≤0.088mm
的粉料
18
‑
21%。3.
根据权利要求1所述的铝硅质复合预制件，其特征在于，所述轻质矿物原料是将预处理铝灰
、
硅藻土
、
焦宝石三者按照
7.3
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张红鹰，吴师岗，郭学，李蛟，赵维平，孙海滨，任路超，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：