专利名称：一种铝－镁系轻质浇注料及其制备方法
技术领域：
本发明属于轻质保温耐火材料技术领域。具体涉及一种铝-镁系轻质浇注料及其制备方法。
背景技术：
随着对节约能源的要求日益提高，轻质保温材料的研制发展迅速。在轻质不定形耐火材料方面，开发了各种轻质浇注料如蛭石、珍珠岩、陶粒、耐火轻骨料和纤维浇注料等。但是这些耐火轻质浇注料各有适用范围，蛭石、珍珠岩、陶粒和纤维浇注料的使用温度较低，而耐火轻骨料可以制造适合多种温度使用的浇注料，但目前的轻骨料浇注料保温材料大都属于Al2O3-SiO2系材料，它是酸性或中性材料，在高温下易与碱性材料发生反应，产生低熔相，影响使用寿命。只有使用碱性轻质保温材料，才能与碱性耐火材料匹配。但目前国内外碱性轻质保温材料产品的使用较少，本申请人的“一种镁-铝轻质保温耐火材料及其制备方法(CN200410013257.7)和“一种多孔尖晶石陶瓷材料及其制造方法(CN200610019551.8)的发明专利申请属于此类材料。上述两申请专利所述的材料为定形制品，其孔隙与基质分布虽非常均匀、是很好的保温材料，但其抗热震稳定性和抗介质侵蚀能力较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种气孔率高、平均孔径小、强度高、有很好的抗热震稳定性和抗介质侵蚀能力的、既可以在高温下与镁质耐火材料接触又可以与尖晶石耐火材料直接接触的铝-镁系轻质浇注料及其制备方法为实现上述目的，本发明采用的技术方案是按质量百分含量计，以40～70％的铝-镁系多孔陶瓷颗粒、0～20％的铝-镁系颗粒为骨料，以15～55％的铝-镁系细粉、2～15％的纯铝酸钙水泥和2～8％的活性α氧化铝微粉为基质，进行混合；外加上述混合料质量百分含量的8～25％的水、0.1～0.8％的氧化硅微粉和0～3％的减水剂搅拌均匀；经浇注振动成型，成型后的坯体在110℃条件下干燥8～48小时。其中本方案中的铝-镁系原料的MgO质量百分含量范围均可两端取值，取0时，表示此原料为刚玉质；加入铝-镁系原料的质量百分含量范围亦均可两端取值，取0时，表示此原料不加入。
铝-镁系多孔陶瓷颗粒为多孔刚玉、多孔刚玉-尖晶石、多孔尖晶石、多孔方镁石-尖晶石中的一种或一种以上；其MgO的质量百分含量为0～50％，杂质的质量百分含量小于3％；颗粒粒径为1～8mm，显气孔率为30～60％，平均孔径＜30μm。
铝-镁系颗粒为镁砂、尖晶石和刚玉中的一种或一种以上；其MgO的质量百分含量为0～50％，杂质的质量百分含量小于5％；颗粒大小为0.5～2mm。
铝-镁系细粉为镁砂细粉、尖晶石细粉和刚玉细粉的中的一种或一种以上；其MgO的质量百分含量为0～50％，杂质的质量百分含量小于5％，粒径小于88μm。
活性α氧化铝微粉的氧化铝质量百分含量大于97％，粒径小于4μm。
减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、分散性氧化铝或者聚羧酸系减水剂或其它无机或有机减水剂中的一种或一种以上。
氧化硅微粉的氧化硅质量百分含量大于92％，粒径小于4μm。
由于采用上述技术方案，本发明以“一种多孔尖晶石陶瓷材料及其制造方法”(200610019551.8)生产的多孔陶瓷为骨料、以致密材料为基质来制备轻质浇注料耐火材料，制备工艺简单。所制备的产品化学成分主要是MgO与Al2O3，其主晶相为方镁石、尖晶石和刚玉。因此，既可以在高温下与镁质耐火材料接触、又可以与尖晶石耐火材料直接接触，是一种气孔率高、平均孔径小、强度高、有很好的热震稳定性和抗介质侵蚀能力的轻质浇注料耐火材料。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步描述实施例1一种铝-镁系轻质浇注料及其制备方法将粒径为5～3mm的多孔刚玉-尖晶石陶瓷、粒径为3～1mm的多孔刚玉-尖晶石陶瓷、刚玉-尖晶石细粉、镁砂细粉、纯铝酸钙水泥和活性α氧化铝微粉分别按质量百分含量为25～35％、25～35％、20～30％、1～5％、2～5％和2～5％混合。外加上述混合料质量百分含量的13～15％的水、0.5％的氧化硅微粉和0.2％三聚磷酸钠混合均匀，浇注振动成型。在空气中自然干燥24小时，再在110℃条件下干燥24小时即可。
其中粒径为5～3mm和3～1mm多孔刚玉-尖晶石陶瓷的MgO质量百分含量为18％，显气孔率为45％，平均孔径为10μm，杂质质量百分含量小于2％；刚玉-尖晶石细粉的MgO质量百分含量为12％，粒径小于88μm，杂质质量百分含量小于3％；镁砂细粉的粒径小于88μm，杂质质量百分含量小于3％；活性α氧化铝微粉的粒径小于4μm，氧化铝质量百分含量大于97％；氧化硅微粉的粒径小于4μm，氧化硅质量百分含量大于92％。
采用上述方法，可得到显气孔率为46～54％、容重在2.20～2.32g/cm3、抗折强度为1.0～2.8Mpa的刚玉-尖晶石轻骨料浇注耐火材料。经1600℃条件下烧成，保温时间为3小时，可得到显气孔率在42～50％、容重在2.10～2.20g/cm3、抗折强度为12～15Mpa的刚玉-尖晶石轻骨料浇注耐火材料。
实施例2一种铝-镁系轻质浇注料及其制备方法将粒径为5～3mm的多孔刚玉-尖晶石陶瓷、粒径为3～1mm的多孔刚玉-尖晶石陶瓷、刚玉-尖晶石、刚玉-尖晶石细粉、纯铝酸钙水泥和活性α氧化铝微粉分别按质量百分含量为10～20％、40～50％、1～5％、20～30％、2～6％和2～4％混合。外加上述混合料质量百分含量的14～15％的水、0.1～0.5％的氧化硅微粉和0.2％三聚磷酸钠混合均匀，浇注振动成型。在空气中自然干燥24小时，再在110℃条件下干燥48小时即可。
其中粒径为5～3mm和3～1mm多孔刚玉-尖晶石陶瓷的MgO质量百分含量为22％，显气孔率为48％，平均孔径为15μm，杂质质量百分含量小于1.8％；刚玉-尖晶石的MgO质量百分含量为12％，粒径为1～0.5mm，杂质质量百分含量小于2.2％；刚玉-尖晶石细粉的MgO质量百分含量为12％，粒径小于88μm，杂质质量百分含量小于3％；活性α氧化铝微粉的粒径小于4μm，氧化铝质量百分含量大于97％；氧化硅微粉的粒径小于4μm，氧化硅质量百分含量大于92％。
采用上述方法，可得到显气孔率为45～55％、容重在2.10～2.25g/cm3、抗折强度为1.0～2.8Mpa的刚玉-尖晶石轻骨料浇注耐火材料。经1600℃条件下烧成，保温时间为3小时，可得到显气孔率在45～53％、容重在2.05～2.15g/cm3、抗折强度为10.4～12.4Mpa的刚玉-尖晶石轻骨料浇注耐火材料。
实施例3一种铝-镁系轻质浇注料及其制备方法将粒径为5～3mm的多孔刚玉、粒径为3～1mm的多孔刚玉、刚玉-尖晶石细粉、纯铝酸钙水泥和活性α氧化铝微粉分别按质量百分含量为20～30％、20～30％、40～50％、2～8％和1～4％混合。外加上述混合料质量百分含量的15～18％的水和0.2～1％的氧化硅微粉混合均匀，浇注振动成型。在空气中自然干燥24小时，再在110℃条件下干燥48小时即可。
其中粒径为5～3mm和3～1mm多孔刚玉的显气孔率为55％，平均孔径为20μm，杂质质量百分含量小于3％；刚玉-尖晶石细粉的MgO质量百分含量为12％，粒径小于88μm，杂质质量百分含量小于3％；活性α氧化铝微粉的粒径小于4μm，氧化铝质量百分含量大于97％；氧化硅微粉的粒径小于4μm，氧化硅质量百分含量大于92％。
采用上述方法，可得到显气孔率为43～48％、容重在2.36～2.47g/cm3、抗折强度为2.5～3.8Mpa的刚玉-尖晶石轻骨料浇注耐火材料。经1600℃条件下烧成，保温时间为3小时，可得到显气孔率在40～43％、容重在2.30～2.41g/cm3、抗折强度为15.6～17.6Mpa的刚玉-尖晶石轻骨料浇注耐火材料。
因此，本实施例1、2、3所制备的浇注料耐火材料既可以在高温下与镁质耐火材料接触、又可以与尖晶石耐火材料直接接触，具有气孔率高、平均孔径小、强度高、有很好的热震稳定性和抗介质侵蚀能力的特点。
权利要求
1.一种铝-镁系轻质浇注料的制备方法，其特征在于按质量百分含量计，以40～70％的铝-镁系多孔陶瓷颗粒、0～20％的铝-镁系颗粒为骨料，以15～55％的铝-镁系细粉、2～15％的纯铝酸钙水泥和2～8％的活性α氧化铝微粉为基质，进行混合；外加上述混合料质量百分含量的8～25％的水、0.1～0.8％的氧化硅微粉和0～3％的减水剂搅拌均匀；经浇注振动成型，成型后的坯体在110℃条件下干燥8～48小时。
2.根据权利要求1所述的铝-镁系轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述的铝-镁系多孔陶瓷颗粒为多孔刚玉、多孔刚玉-尖晶石、多孔尖晶石、多孔方镁石-尖晶石中的一种或一种以上；其MgO的质量百分含量为0～50％，杂质的质量百分含量小于3％；颗粒粒径为1～8mm，显气孔率为30～60％，平均孔径＜30μm。
3.根据权利要求1所述的铝-镁系轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述的铝-镁系颗粒为镁砂、尖晶石和刚玉中的一种或一种以上；其MgO的质量百分含量为0～50％，杂质的质量百分含量小于5％；颗粒大小为0.5～2mm。
4.根据权利要求1所述的铝-镁系轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述的铝-镁系细粉为镁砂细粉、尖晶石细粉和刚玉细粉的中的一种或一种以上；其MgO的质量百分含量为0～50％，杂质的质量百分含量小于5％，粒径小于88μm。
5.根据权利要求1所述的铝-镁系轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述的活性α氧化铝微粉的氧化铝质量百分含量大于97％，粒径小于4μm。
6.根据权利要求1所述的铝-镁系轻质浇注料的制备方法，其特征在于所述的减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、分散性氧化铝或者聚羧酸系减水剂或其它无机或有机减水剂中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的铝-镁系轻质浇注料及其制备方法，其特征在于所述的氧化硅微粉的氧化硅质量百分含量大于92％，粒径小于4μm。
8.根据权利要求1～7项中任一项所述的铝-镁系轻质浇注料的制备方法所制备的铝-镁系轻质浇注料。
全文摘要
本发明涉及一种铝－镁系轻质浇注料及其制备方法。采用的技术方案是按质量百分含量计，以40～70％的铝－镁系多孔陶瓷颗粒、0～20％的铝－镁系颗粒为骨料，以15～55％的铝－镁系细粉、2～15％的纯铝酸钙水泥和2～8％的活性α氧化铝微粉为基质，进行混合；外加上述混合料质量百分含量的8～25％的水、0.1～0.8％的氧化硅微粉和0～3％的减水剂搅拌均匀；经浇注振动成型，成型后的坯体在110℃条件下干燥8～48小时。本发明既可以在高温下与镁质耐火材料接触、又可以与尖晶石耐火材料直接接触，是一种气孔率高、平均孔径小、强度高、有很好的热震稳定性和抗介质侵蚀能力的轻质浇注料耐火材料。
文档编号C04B14/30GK101016211SQ20061012554
公开日2007年8月15日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者李楠, 鄢文 申请人:武汉科技大学