本发明属于浇注料技术领域。具体涉及一种隔热耐磨浇注料及其制备方法。
背景技术：
耐火材料的隔热与耐磨性能是热工设备稳定运行的重要保障。耐火材料隔热性能好有利于提高热工设备的热能利用率，节能降耗；耐磨性强则可以延长材料的服役寿命。目前，隔热耐磨浇注料以高铝质和莫来石质耐火材料为主。
高铝质隔热耐磨浇注料虽然强度大、耐磨性好，但其导热系数和热膨胀系数较大，一方面易受到循环热应力的作用而发生热剥落损毁，另一方面隔热保温性能较差。莫来石质隔热耐磨浇注料强度高、耐磨损，且导热系数小，保温性能好，但莫来石并非天然原料，需人工合成，开发成本较高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种工艺简单和生产成本低的隔热耐磨浇注料的制备方法。用该方法所制备的隔热耐磨浇注料导热系数低、强度高和耐磨性好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤如下：
第一步、按粉煤灰∶煤矸石∶莫来石的质量比为(1.5～2.0)∶(2.0～2.5)∶1配料，搅拌10～15分钟，得到混合料。
第二步、向所述混合料中加入占所述混合料3～5wt％的铝溶胶，搅拌3～5分钟，机压成型，得到成型混合料。
第三步、将所述成型混合料置于马弗炉中，在1200～1300℃条件下热处理30～40分钟，随炉冷却，出炉，破碎，球磨，筛分，分别得到粒径为1～3mm的热处理料a、粒径为0.1～0.5mm的热处理料b和粒径为60～80μm的热处理料c。
第四步、按所述热处理料a∶所述热处理料b∶所述热处理料c∶硅酸铝纤维∶铝酸钙水泥的质量比为(9～12)∶(3.0～4.0)∶(5.0～6.0)∶(0.5～0.8)∶1配料，搅拌5～8分钟，得到前驱体混合料。
第五步、向所述前驱体混合料中加入占所述前驱体混合料5～6wt％的水，混合，搅拌3～5分钟，即得隔热耐磨浇注料。
所述粉煤灰的粒度为60～80μm；所述粉煤灰的主要化学成分是：al2o3为40～45wt％，sio2为40～45wt％，fe2o3≤2wt％，cao≤2wt％。
所述煤矸石的粒度为60～80μm；所述煤矸石的主要化学成分是：al2o3为35～40wt％，sio2为40～45wt％，fe2o3为1～2wt％，cao为1～2wt％，c为4～5wt％。
所述莫来石的粒度为60～80μm；所述莫来石的主要化学成分是：al2o3为75～80wt％，sio2为15～20wt％。
所述铝溶胶的al2o3为20～25wt％。
所述硅酸铝纤维的直径为3～4μm，所述硅酸铝纤维的长度为1～2mm；所述硅酸铝纤维的主要化学成分是：al2o3为55～60wt％，sio2为35～40wt％。
所述铝酸钙水泥的粒度为40～60μm；所述铝酸钙水泥的主要化学成分是：al2o3为60～65wt％，cao为30～35wt％。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下积极效果：
1、本发明采用粉煤灰和煤矸石为主要原料，实现了固体废弃物资源的循环利用，大幅降低了隔热耐磨浇注料的制备成本。
2、本发明仅需将原料预烧、破碎后配料、混合即得，制备工艺简单。
3、本发明通过硅酸铝纤维的引入，降低隔热耐磨浇注料的导热系数，同时利用硅酸铝纤维在铝酸钙水泥中的交联固化，提升隔热耐磨浇注料的强度和耐磨性。
本发明所制备的隔热耐磨浇注料经检测：导热系数为1.9～2.4w·m-1·k-1；耐磨性试验磨损量为4.8～5.3cm3；常温耐压强度为45～50mpa。
因此，本发明具有工艺简单和生产成本低的特点；所制备的隔热耐磨浇注料导热系数低、强度高和耐磨性好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的物料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述粉煤灰的粒度为60～80μm；所述粉煤灰的主要化学成分是：al2o3为40～45wt％，sio2为40～45wt％，fe2o3≤2wt％，cao≤2wt％。
所述煤矸石的粒度为60～80μm；所述煤矸石的主要化学成分是：al2o3为35～40wt％，sio2为40～45wt％，fe2o3为1～2wt％，cao为1～2wt％，c为4～5wt％。
所述莫来石的粒度为60～80μm；所述莫来石的主要化学成分是：al2o3为75～80wt％，sio2为15～20wt％。
所述铝溶胶的al2o3为20～25wt％。
所述硅酸铝纤维的直径为3～4μm，所述硅酸铝纤维的长度为1～2mm；所述硅酸铝纤维的主要化学成分是：al2o3为55～60wt％，sio2为35～40wt％。
所述铝酸钙水泥的粒度为40～60μm；所述铝酸钙水泥的主要化学成分是：al2o3为60～65wt％，cao为30～35wt％。
实施例1
一种隔热耐磨浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
第一步、按粉煤灰∶煤矸石∶莫来石的质量比为(1.5～1.7)∶(2.0～2.2)∶1配料，搅拌10～15分钟，得到混合料。
第二步、向所述混合料中加入占所述混合料3～5wt％的铝溶胶，搅拌3～5分钟，机压成型，得到成型混合料。
第三步、将所述成型混合料置于马弗炉中，在1200～1240℃条件下热处理30～40分钟，随炉冷却，出炉，破碎，球磨，筛分，分别得到粒径为1～3mm的热处理料a、粒径为0.1～0.5mm的热处理料b和粒径为60～80μm的热处理料c。
第四步、按所述热处理料a∶所述热处理料b∶所述热处理料c∶硅酸铝纤维∶铝酸钙水泥的质量比为(9～11)∶(3.0～3.4)∶(5.0～5.4)∶(0.5～0.7)∶1配料，搅拌5～8分钟，得到前驱体混合料。
第五步、向所述前驱体混合料中加入占所述前驱体混合料5～6wt％的水，混合，搅拌3～5分钟，即得隔热耐磨浇注料。
本实施例所制备的隔热耐磨浇注料经检测：导热系数为1.9～2.1w·m-1·k-1；耐磨性试验磨损量为4.8～5.0cm3；常温耐压强度为45～47mpa。
实施例2
一种隔热耐磨浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
第一步、按粉煤灰∶煤矸石∶莫来石的质量比为(1.6～1.8)∶(2.1～2.3)∶1配料，搅拌10～15分钟，得到混合料。
第二步、向所述混合料中加入占所述混合料3～5wt％的铝溶胶，搅拌3～5分钟，机压成型，得到成型混合料。
第三步、将所述成型混合料置于马弗炉中，在1220～1260℃条件下热处理30～40分钟，随炉冷却，出炉，破碎，球磨，筛分，分别得到粒径为1～3mm的热处理料a、粒径为0.1～0.5mm的热处理料b和粒径为60～80μm的热处理料c。
第四步、按所述热处理料a∶所述热处理料b∶所述热处理料c∶硅酸铝纤维∶铝酸钙水泥的质量比为(9～11)∶(3.2～3.6)∶(5.2～5.6)∶(0.5～0.7)∶1配料，搅拌5～8分钟，得到前驱体混合料。
第五步、向所述前驱体混合料中加入占所述前驱体混合料5～6wt％的水，混合，搅拌3～5分钟，即得隔热耐磨浇注料。
本实施例所制备的隔热耐磨浇注料经检测：导热系数为2.0～2.2w·m-1·k-1；耐磨性试验磨损量为4.9～5.1cm3；常温耐压强度为46～48mpa。
实施例3
一种隔热耐磨浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
第一步、按粉煤灰∶煤矸石∶莫来石的质量比为(1.7～1.9)∶(2.2～2.4)∶1配料，搅拌10～15分钟，得到混合料。
第二步、向所述混合料中加入占所述混合料3～5wt％的铝溶胶，搅拌3～5分钟，机压成型，得到成型混合料。
第三步、将所述成型混合料置于马弗炉中，在1240～1280℃条件下热处理30～40分钟，随炉冷却，出炉，破碎，球磨，筛分，分别得到粒径为1～3mm的热处理料a、粒径为0.1～0.5mm的热处理料b和粒径为60～80μm的热处理料c。
第四步、按所述热处理料a∶所述热处理料b∶所述热处理料c∶硅酸铝纤维∶铝酸钙水泥的质量比为(10～12)∶(3.4～3.8)∶(5.4～5.8)∶(0.6～0.8)∶1配料，搅拌5～8分钟，得到前驱体混合料。
第五步、向所述前驱体混合料中加入占所述前驱体混合料5～6wt％的水，混合，搅拌3～5分钟，即得隔热耐磨浇注料。
本实施例所制备的隔热耐磨浇注料经检测：导热系数为2.1～2.3w·m-1·k-1；耐磨性试验磨损量为5.0～5.2cm3；常温耐压强度为47～49mpa。
实施例4
一种隔热耐磨浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
第一步、按粉煤灰∶煤矸石∶莫来石的质量比为(1.8～2.0)∶(2.3～2.5)∶1配料，搅拌10～15分钟，得到混合料。
第二步、向所述混合料中加入占所述混合料3～5wt％的铝溶胶，搅拌3～5分钟，机压成型，得到成型混合料。
第三步、将所述成型混合料置于马弗炉中，在1260～1300℃条件下热处理30～40分钟，随炉冷却，出炉，破碎，球磨，筛分，分别得到粒径为1～3mm的热处理料a、粒径为0.1～0.5mm的热处理料b和粒径为60～80μm的热处理料c。
第四步、按所述热处理料a∶所述热处理料b∶所述热处理料c∶硅酸铝纤维∶铝酸钙水泥的质量比为(10～12)∶(3.6～4.0)∶(5.6～6.0)∶(0.6～0.8)∶1配料，搅拌5～8分钟，得到前驱体混合料。
第五步、向所述前驱体混合料中加入占所述前驱体混合料5～6wt％的水，混合，搅拌3～5分钟，即得隔热耐磨浇注料。
本实施例所制备的隔热耐磨浇注料经检测：导热系数为2.2～2.4w·m-1·k-1；耐磨性试验磨损量为5.1～5.3cm3；常温耐压强度为48～50mpa。
本具体实施方式与现有技术相比具有以下积极效果：
1、本具体实施方式采用粉煤灰和煤矸石为主要原料，实现了固体废弃物资源的循环利用，大幅降低了隔热耐磨浇注料的制备成本。
2、本具体实施方式仅需将原料预烧、破碎后配料、混合即得，制备工艺简单。
3、本具体实施方式通过硅酸铝纤维的引入，降低隔热耐磨浇注料的导热系数，同时利用硅酸铝纤维在铝酸钙水泥中的交联固化，提升隔热耐磨浇注料的强度和耐磨性。
本具体实施方式所制备的隔热耐磨浇注料经检测：导热系数为1.9～2.4w·m-1·k-1；耐磨性试验磨损量为4.8～5.3cm3；常温耐压强度为45～50mpa。
因此，本具体实施方式具有工艺简单和生产成本低的特点；所制备的隔热耐磨浇注料导热系数低、强度高和耐磨性好。