[发明专利]一种轻量化刚玉-莫来石浇注料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种轻量化刚玉‑莫来石浇注料及其制备方法。其技术方案是：以7～20wt％、20～40wt％和8～20wt％的粒径依次为3～5mm、1～2.8mm和0.088～0.9mm的纳米孔径的多孔刚玉‑莫来石陶瓷颗粒为骨料，以11～35wt％的粒径小于0.088mm的纳米孔径的多孔刚玉‑莫来石陶瓷细粉、7～20wt％的刚玉细粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α‑Al₂O₃微粉为基质，以1～5％的铝酸钙水泥和1～5wt％的ρ‑Al₂O₃为结合剂。先将骨料置于搅拌机中，再将基质、结合剂和减水剂混匀，倒入搅拌机中搅拌，然后加入水，搅拌，成型，即得轻量化刚玉‑莫来石浇注料。本发明所制制品气孔孔径为纳米级，具有导热系数低、高温力学性能优良和抗介质侵蚀性能好的特点。

技术领域

本发明属于刚玉-莫来石浇注料技术领域。尤其涉及一种轻量化刚玉-莫来石浇注料及其制备方法。

背景技术

刚玉-莫来石浇注料施工方便，具有优良的高温力学性能和良好的化学稳定性能，已广泛应用于高温窑炉的内衬。目前，刚玉-莫来石浇注料仍存在一些问题：首先，致密浇注料一般采用致密刚玉骨料制得，具有较高的导热系数，导致窑炉外壳温度较高，造成热量散失；其次，莫来石在材料中分布不均(仅存在于基质中)，造成浇注料因局部成分不均产生一定内应力；最后，致密刚玉骨料表面相对光滑，骨料和基质之间桥接程度较差，势必降低材料的力学性能。

采用多孔骨料制备耐火材料是解决这些问题的重要途径。如“一种轻质刚玉-莫来石浇注料及其制备方法”(CN201310208834.7)专利技术，采用多孔刚玉-莫来石陶瓷材料为骨料制得轻质刚玉-莫来石浇注料，由于所用骨料的气孔孔径较大，导致抗介质侵蚀性能较差。又如“轻质微孔隔热浇注料及制备方法”(CN201310705104.8)专利技术，以轻质微孔刚玉为骨料，向基质中引入泡沫制得轻质微孔隔热浇注料，但一方面，莫来石在材料中的分布仍然不均匀，另一方面，泡沫在基质中产生的大气孔将严重降低材料的强度和抗侵蚀性能。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种气孔孔径为纳米级的轻量化刚玉-莫来石浇注料的制备方法，用该方法制备的轻量化刚玉-莫来石浇注料的导热系数低、高温力学性能优良和抗介质侵蚀性能好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述轻量化刚玉-莫来石浇注料的原料是：以7～20wt％的粒径为3～5mm的纳米孔径的多孔刚玉-莫来石陶瓷颗粒、20～40wt％的粒径为1～2.8mm的纳米孔径的多孔刚玉-莫来石陶瓷颗粒和8～20wt％的粒径为0.088～0.9mm的纳米孔径的多孔刚玉-莫来石陶瓷颗粒为骨料，以11～35wt％的粒径小于0.088mm的纳米孔径的多孔刚玉-莫来石陶瓷细粉、7～20wt％的刚玉细粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α-Al₂O₃微粉为基质，以1～5％的铝酸钙水泥和1～5wt％的ρ-Al₂O₃为结合剂。

按上述成分及其含量，先将所述骨料置于搅拌机中，然后将所述基质、所述结合剂和占所述原料0.02～0.5wt％的减水剂混合均匀，倒入所述搅拌机中，搅拌3～5分钟，再向所述搅拌机中加入占所述原料6～12wt％的水，搅拌5～10分钟；浇注振动成型，即得轻量化刚玉-莫来石浇注料。

所述纳米孔径的多孔刚玉-莫来石陶瓷的制备方法是：

第一步、将氢氧化铝细粉置于高温炉内，先以1.5～2.5℃/min的速率升温至400～500℃，保温3～5小时，再以2.5～3.2℃/min的速率升温至1000～1300℃，保温4～6小时，冷却，得到高孔隙率的氧化铝粉体；