本发明属于浇注料技术领域。具体涉及一种保温耐磨浇注料及其制备方法。
背景技术：
随着可持续发展与节能减排的推进，各高温工业领域对窑炉内衬用耐火材料提出了更为严苛的使用条件。相较而言，国内高温工业能耗大，但热能利用率较低，开发新型的保温耐磨浇注料既可以便于施工、降低成本，又能保障高温工业的平稳运行。
目前，保温耐磨耐火材料主要以高铝质耐火原料(如高铝矾土或刚玉等)，为骨料，以富铝尖晶石细粉为基质料，通过硅微粉或水泥结合，经混合后施工。该技术虽然工艺简单和施工方便，但主要缺点在于：一是高铝矾土或刚玉等耐火原料成本较高；二是以硅微粉结合的强度较低，而以水泥结合的硬化速率难以控制；三是高铝质耐火材料导热系数较大，保温效果欠佳。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低廉和工艺简单的保温耐磨浇注料的制备方法，用该方法制备的保温耐磨浇注料的体积密度小、导热系数低、耐压强度高、耐磨性好和便于施工。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：
第一步、按焦宝石颗粒︰莫来石颗粒的质量比为100︰(45～55)，将所述焦宝石颗粒和所述莫来石颗粒混合3～5分钟，得到混合颗粒料。
第二步、按ρ-al2o3︰碳化硅的质量比为100︰(1.0～2.0)，将所述ρ-al2o3和所述碳化硅混合，球磨至粒度≤80μm，得到球磨粉料。
第三步、按所述混合颗粒料︰所述球磨粉料︰铝粉︰磷酸二氢铝的质量比为100︰(45～50)︰(1.0～1.5)︰(4.0～4.5)，将所述混合颗粒料、所述球磨粉料、所述铝粉和所述磷酸二氢铝混合5～8分钟，得到预混料。
第四步、按所述预混料︰水的质量比为100︰(6.5～7.0)，向所述预混料中加入水，混合4～5分钟，即得保温耐磨浇注料。
所述焦宝石颗粒的粒度为3～4mm，所述焦宝石颗粒的球形度为0.8～0.9；所述焦宝石颗粒的主要化学成分是：al2o3的含量为40～45wt％，sio2的含量为45～50wt％，fe2o3的含量≤1wt％。
所述莫来石颗粒的粒度为1～3mm；所述莫来石颗粒的主要化学成分是：al2o3的含量为65～73wt％，sio2的含量为20～25wt％，cao的含量≤0.5wt％，fe2o3的含量≤0.5wt％。
所述ρ-al2o3的粒度为60～80μm；所述ρ-al2o3的al2o3含量≥98.5wt％。
所述碳化硅的粒度为60～80μm；所述碳化硅的sic含量≥98wt％。
所述铝粉的粒度为45～50μm；所述铝粉的al含量≥98wt％。
所述磷酸二氢铝为化学纯。
由于采取上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本发明采用的主要原料为焦宝石，来源广泛和成本低廉；本发明在制备过程中无需特殊的处理技术，工艺简单，显著降低了保温耐磨浇注料的开发成本；同时原料组分采用无水泥结合，便于施工。
2、本发明利用磷酸二氢铝的水解反应形成孔隙，降低了保温耐磨浇注料的体积密度和导热系数。
3、本发明通过ρ-al2o3的水解反应形成交联结合，增大保温耐磨浇注料的耐压强度，提高保温耐磨浇注料的耐磨性。
本发明制备的保温耐磨浇注料经测定：体积密度为1.8～2.3g/cm3；导热系数为3.5～4.0w·m-1·k-1；耐压强度为50～55mpa，耐磨性试验磨损量为4.0～4.5cm3。
因此，本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的保温耐磨浇注料的体积密度小、导热系数低、耐压强度高、耐磨性好和便于施工。
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：
所述焦宝石颗粒的粒度为3～4mm，所述焦宝石颗粒的球形度为0.8～0.9；所述焦宝石颗粒的主要化学成分是：al2o3的含量为40～45wt％，sio2的含量为45～50wt％，fe2o3的含量≤1wt％。
所述莫来石颗粒的粒度为1～3mm；所述莫来石颗粒的主要化学成分是：al2o3的含量为65～73wt％，sio2的含量为20～25wt％，cao的含量≤0.5wt％，fe2o3的含量≤0.5wt％。
所述ρ-al2o3的粒度为60～80μm；所述ρ-al2o3的al2o3含量≥98.5wt％。
所述碳化硅的粒度为60～80μm；所述碳化硅的sic含量≥98wt％。
所述铝粉的粒度为45～50μm；所述铝粉的al含量≥98wt％。
所述磷酸二氢铝为化学纯。
实施例1
一种保温耐磨浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：
第一步、按焦宝石颗粒︰莫来石颗粒的质量比为100︰(45～49)，将所述焦宝石颗粒和所述莫来石颗粒混合3～5分钟，得到混合颗粒料。
第二步、按ρ-al2o3︰碳化硅的质量比为100︰(1.0～1.4)，将所述ρ-al2o3和所述碳化硅混合，球磨至粒度≤80μm，得到球磨粉料。
第三步、按所述混合颗粒料︰所述球磨粉料︰铝粉︰磷酸二氢铝的质量比为100︰(45～47)︰(1.0～1.2)︰(4.0～4.2)，将所述混合颗粒料、所述球磨粉料、所述铝粉和所述磷酸二氢铝混合5～8分钟，得到预混料。
第四步、按所述预混料︰水的质量比为100︰(6.5～6.7)，向所述预混料中加入水，混合4～5分钟，即得保温耐磨浇注料。
本实施例制备的保温耐磨浇注料经测定：体积密度为1.8～2.0g/cm3；导热系数为3.5～3.7w·m-1·k-1；耐压强度为50～52mpa，耐磨性试验磨损量为4.0～4.2cm3。
实施例2
一种保温耐磨浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：
第一步、按焦宝石颗粒︰莫来石颗粒的质量比为100︰(47～51)，将所述焦宝石颗粒和所述莫来石颗粒混合3～5分钟，得到混合颗粒料。
第二步、按ρ-al2o3︰碳化硅的质量比为100︰(1.2～1.6)，将所述ρ-al2o3和所述碳化硅混合，球磨至粒度≤80μm，得到球磨粉料。
第三步、按所述混合颗粒料︰所述球磨粉料︰铝粉︰磷酸二氢铝的质量比为100︰(46～48)︰(1.1～1.3)︰(4.1～4.3)，将所述混合颗粒料、所述球磨粉料、所述铝粉和所述磷酸二氢铝混合5～8分钟，得到预混料。
第四步、按所述预混料︰水的质量比为100︰(6.6～6.8)，向所述预混料中加入水，混合4～5分钟，即得保温耐磨浇注料。
本实施例制备的保温耐磨浇注料经测定：体积密度为1.9～2.1g/cm3；导热系数为3.6～3.8w·m-1·k-1；耐压强度为51～53mpa，耐磨性试验磨损量为4.1～4.3cm3。
实施例3
一种保温耐磨浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：
第一步、按焦宝石颗粒︰莫来石颗粒的质量比为100︰(49～53)，将所述焦宝石颗粒和所述莫来石颗粒混合3～5分钟，得到混合颗粒料。
第二步、按ρ-al2o3︰碳化硅的质量比为100︰(1.4～1.8)，将所述ρ-al2o3和所述碳化硅混合，球磨至粒度≤80μm，得到球磨粉料。
第三步、按所述混合颗粒料︰所述球磨粉料︰铝粉︰磷酸二氢铝的质量比为100︰(47～49)︰(1.2～1.4)︰(4.2～4.4)，将所述混合颗粒料、所述球磨粉料、所述铝粉和所述磷酸二氢铝混合5～8分钟，得到预混料。
第四步、按所述预混料︰水的质量比为100︰(6.7～6.9)，向所述预混料中加入水，混合4～5分钟，即得保温耐磨浇注料。
本实施例制备的保温耐磨浇注料经测定：体积密度为2.0～2.2g/cm3；导热系数为3.7～3.9w·m-1·k-1；耐压强度为52～54mpa，耐磨性试验磨损量为4.2～4.4cm3。
实施例4
一种保温耐磨浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：
第一步、按焦宝石颗粒︰莫来石颗粒的质量比为100︰(51～55)，将所述焦宝石颗粒和所述莫来石颗粒混合3～5分钟，得到混合颗粒料。
第二步、按ρ-al2o3︰碳化硅的质量比为100︰(1.6～2.0)，将所述ρ-al2o3和所述碳化硅混合，球磨至粒度≤80μm，得到球磨粉料。
第三步、按所述混合颗粒料︰所述球磨粉料︰铝粉︰磷酸二氢铝的质量比为100︰(48～50)︰(1.3～1.5)︰(4.3～4.5)，将所述混合颗粒料、所述球磨粉料、所述铝粉和所述磷酸二氢铝混合5～8分钟，得到预混料。
第四步、按所述预混料︰水的质量比为100︰(6.8～7.0)，向所述预混料中加入水，混合4～5分钟，即得保温耐磨浇注料。
本实施例制备的保温耐磨浇注料经测定：体积密度为2.1～2.3g/cm3；导热系数为3.8～4.0w·m-1·k-1；耐压强度为53～55mpa，耐磨性试验磨损量为4.3～4.5cm3。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本具体实施方式采用的主要原料为焦宝石，来源广泛和成本低廉；本具体实施方式在制备过程中无需特殊的处理技术，工艺简单，显著降低了保温耐磨浇注料的开发成本；同时原料组分采用无水泥结合，便于施工。
2、本具体实施方式利用磷酸二氢铝的水解反应形成孔隙，降低了保温耐磨浇注料的体积密度和导热系数。
3、本具体实施方式通过ρ-al2o3的水解反应形成交联结合，增大保温耐磨浇注料的耐压强度，提高保温耐磨浇注料的耐磨性。
本具体实施方式制备的保温耐磨浇注料经测定：体积密度为1.8～2.3g/cm3；导热系数为3.5～4.0w·m-1·k-1；耐压强度为50～55mpa，耐磨性试验磨损量为4.0～4.5cm3。
因此，本具体实施方式具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的保温耐磨浇注料的体积密度小、导热系数低、耐压强度高、耐磨性好和便于施工。