一种高温窑炉用高铝质耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高温窑炉用高铝质耐火材料及其制备方法。其技术方案是：将含铝原料、含稀土原料、含锌原料、表面活性剂、添加剂和含铝溶液混合，球磨，得到混合料浆。将所述含铝原料、所述含稀土原料、所述含锌原料、含钛原料和所述含铝溶液混合，压制成型；于还原气氛下热处理，然后于所述混合料浆中真空浸渍后再热处理，破碎，研磨，筛分，得到粒度不同的A物料和B物料。将刚玉、所述A物料、所述B物料、含钛原料和所述混合料浆混合，压制成型；依次于800~1200℃和1400~1700℃进行热处理，制得高温窑炉用高铝质耐火材料。本发明专利技术的生产成本低，所制备的高温窑炉用高铝质耐火材料强度大、抗侵蚀性能优异和红外反射率高。

High alumina refractory material for high temperature furnace and preparation method thereof

The invention relates to a high alumina refractory material for high temperature furnace and a preparation method thereof. The utility model has the technical proposal that the aluminum containing raw material, the rare earth containing raw material, the zinc containing raw material, the surface active agent, the additive and the aluminum containing solution are mixed and milled to obtain the mixture slurry. The aluminum containing raw materials, the raw materials, the rare earth containing zinc containing material, titanium containing material and the aluminum solution mixing, pressing; in reducing atmosphere heat treatment, and then to the mixed slurry Impregnation after vacuum heat treatment, crushing, grinding, sieving, size of different A materials and B material. The corundum, the A material, the B material, the titanium containing raw material and the mixture slurry are mixed and pressed to form heat treatment, and then the high alumina refractory material is prepared in the 800~1200 and 1400~1700 DEG C. The invention has the advantages of low production cost, high strength, high corrosion resistance and high infrared reflectivity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高铝质耐火材料
具体涉及一种高温窑炉用高铝质耐火材料及其制备方法。
技术介绍
随着钢铁、水泥、玻璃、化工等工业的日益发展，世界各国在研究开发耐火材料新品种、改进和提高产品质量、延长使用寿命和降低耐火材料消耗等方面取得了长足发展。高温工业的发展，对耐火材料提出了新的要求，例如便利的生产施工性、良好的抗热冲击和耐侵蚀/渗透性、适宜的导热系数、高温结构的稳定性等。但是，采用现有技术制备的高铝质耐火材料作为炉衬高温服役时，在抗热震性能、抗渗透性能等方面仍存在一定的不足，难以满足生产要求，是高铝质耐火材料进一步广泛应用的主要障碍。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种原料来源广泛，生产成本低的高温窑炉用高铝质耐火材料的制备方法；用该方法制备的高温窑炉用高铝质耐火材料强度高、抗侵蚀性优良和红外反射率高。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的具体步骤是：第一步、将30~50wt%的含铝原料、20~40wt%的含稀土原料、10~20wt%的含锌原料、1~10wt%的表面活性剂、1~10wt%的添加剂和1~10wt%的含铝溶液混合均匀，球磨，得到混合料浆。第二步、将20~40wt%的所述含铝原料、20~40wt%的所述含稀土原料、1~10wt%的所述含锌原料、10~20wt%的含钛原料和1~10wt%的所述含铝溶液混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；于还原气氛和800~1300℃条件下热处理3~6小时，再于所述混合料浆中真空浸渍2~6小时，然后于1200~1500℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.045mm的A物料和粒度为0.045~3mm的B物料。第三步、将30~50wt%的刚玉、20~40wt%的所述A物料、10~20wt%的所述B物料、1~10wt%的所述含钛原料和1~10wt%的所述混合料浆混合均匀，在120~180MPa条件下压制成型；于800~1200℃条件下热处理3~6小时，再于1400~1700℃热处理3~6小时，制得高温窑炉用高铝质耐火材料。所述含铝原料的粒度小于0.088mm；所述含铝原料为水合氧化铝或为氢氧化铝，其中：水合氧化铝中SiO2的含量小于0.3wt%，氢氧化铝中Al(OH)3的含量大于99wt%。所述含稀土原料的粒度小于0.088mm；所述含稀土原料为氢氧化钐或为氢氧化钕，其中：氢氧化钐中Sm(OH)3的含量大于99wt%，氢氧化钕中Nd(OH)3的含量大于99wt%。所述含锌原料的粒度小于0.088mm；所述含锌原料为碳酸锌或为硫酸锌，其中：碳酸锌中ZnCO3的含量大于99wt%，硫酸锌中ZnSO4的含量大于99wt%。所述含钛原料的粒度小于0.088mm；所述含钛原料为偏钛酸或为钛白粉，其中：偏钛酸中TiO(OH)2的含量大于99wt%，钛白粉中TiO2的含量大于99wt%。所述表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱或为丙烯酸甲酯。所述添加剂为羟乙基纤维素或为羧甲基纤维素。所述含铝溶液为铝溶胶或为聚氯化铝的水溶液，含铝溶液的浓度为25~30wt%。所述还原气氛为氢气气氛或为一氧化碳气氛。所述真空浸渍的真空度为0.01~0.06MPa。所述刚玉为棕刚玉或为板状刚玉，所述刚玉中Al2O3的含量大于96wt%；所述刚玉的粒度小于5 mm。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果：本专利技术所采用的原料来源广泛，生产成本低；本专利技术通过对各步骤中的气氛、粒度、成型压力及热处理等工序的严格控制，既有利于不同原料颗粒的均化及各种原料颗粒之间的紧密接触，也为微结构的形成提供了合理空间，所制备的高温窑炉用高铝质耐火材料：强度高、抗侵蚀性优异和红外反射率高。本专利技术所制备的高温窑炉用高铝质耐火材料：常温耐压强度大于50MPa；显气孔率小于20%；200~1200℃范围内的导热系数为0.8~1.8 W/(m·K)；红外反射率大于0.8。因此，本专利技术的原料来源广泛，生产成本低；所制备的高温窑炉用高铝质耐火材料强度大、抗侵蚀性能优异和红外反射率高。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的描述，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和所述真空度统一描述如下，实施例中不再赘述：所述含铝原料的粒度小于0.088mm；所述水合氧化铝中SiO2的含量小于0.3wt%；所述氢氧化铝中Al(OH)3的含量大于99wt%。所述含稀土原料的粒度小于0.088mm；所述氢氧化钐中Sm(OH)3的含量大于99wt%；所述氢氧化钕中Nd(OH)3的含量大于99wt%。所述含锌原料的粒度小于0.088mm；所述碳酸锌中ZnCO3的含量大于99wt%；所述硫酸锌中ZnSO4的含量大于99wt%。所述含钛原料的粒度小于0.088mm；所述偏钛酸中TiO(OH)2的含量大于99wt%，所述钛白粉中TiO2的含量大于99wt%。含铝溶液的浓度为25~30wt%。所述含铝溶液为铝溶胶或聚氯化铝的水溶液，含铝溶液的浓度为25~30wt%。所述真空浸渍的真空度为0.01~0.06MPa。所述刚玉的粒度小于5 mm；所述刚玉中Al2O3的含量大于96wt%。实施例1一种高温窑炉用高铝质耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：第一步、将30~40wt%的含铝原料、30~40wt%的含稀土原料、10~15wt%的含锌原料、5~10wt%的表面活性剂、1~6wt%的添加剂和5~10wt%的含铝溶液混合均匀，球磨，得到混合料浆。第二步、将20~30wt%的所述含铝原料、30~40wt%的所述含稀土原料、1~10wt%的所述含锌原料、10~20wt%的含钛原料和1~10wt%的所述含铝溶液混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；于还原气氛和800~1200℃条件下热处理3~6小时，再于所述混合料浆中真空浸渍2~6小时，然后于1200~1400℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.045mm的A物料和粒度为0.045~3mm的B物料。第三步、将30~40wt%的刚玉、30~40wt%的所述A物料、10~15wt%的所述B物料、5~10wt%的所述含钛原料和6~10wt%的所述混合料浆混合均匀，在120~180MPa条件下压制成型；于800~1100℃条件下热处理3~6小时，再于1400~1600℃热处理3~6小时，制得高温窑炉用高铝质耐火材料。本实施例中：所述含铝原料为水合氧化铝；所述含稀土原料为氢氧化钐；所述含锌原料为碳酸锌；所述含钛原料为偏钛酸；所述表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱；所述添加剂为羟乙基纤维素；所述含铝溶液为铝溶胶；所述还原气氛为氢气气氛；所述刚玉为棕刚玉。实施例2一种高温窑炉用高铝质耐火材料及其制备方法。本实施例除下述物料外其余同实施例1：所述含铝原料为氢氧化铝；所述含稀土原料为氢氧化钕；所述含锌原料为硫酸锌；所述含钛原料为钛白粉；所述表面活性剂为丙烯酸甲酯；所述添加剂为羧甲基纤维素；所述含铝溶液为聚氯化铝的水溶液；所述还原气氛为一氧化碳气氛；所述刚玉为板状刚玉。实施例3一种高温窑炉用高铝质耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：第一步、将40~50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温窑炉用高铝质耐火材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：第一步、将30~50wt%的含铝原料、20~40wt%的含稀土原料、10~20wt%的含锌原料、1~10wt%的表面活性剂、1~10wt%的添加剂和1~10wt%的含铝溶液混合均匀，球磨，得到混合料浆；第二步、将20~40wt%的所述含铝原料、20~40wt%的所述含稀土原料、1~10wt%的所述含锌原料、10~20wt%的含钛原料和1~10wt%的所述含铝溶液混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；于还原气氛和800~1300℃条件下热处理3~6小时，再于所述混合料浆中真空浸渍2~6小时，然后于1200~1500℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.045mm的A物料和粒度为0.045~3mm的B物料；第三步、将30~50wt%的刚玉、20~40wt%的所述A物料、10~20wt%的所述B物料、1~10wt%的所述含钛原料和1~10wt%的所述混合料浆混合均匀，在120~180MPa条件下压制成型；于800~1200℃条件下热处理3~6小时，再于1400~1700℃热处理3~6小时，制得高温窑炉用高铝质耐火材料；所述含铝原料的粒度小于0.088mm；所述含铝原料为水合氧化铝或为氢氧化铝，其中：水合氧化铝中SiO2的含量小于0.3wt%，氢氧化铝中Al(OH)3的含量大于99wt%；所述含稀土原料的粒度小于0.088mm；所述含稀土原料为氢氧化钐或为氢氧化钕，其中：氢氧化钐中Sm(OH)3的含量大于99wt%，氢氧化钕中Nd(OH)3的含量大于99wt%；所述含锌原料的粒度小于0.088mm；所述含锌原料为碳酸锌或为硫酸锌，其中：碳酸锌中ZnCO3的含量大于99wt%，硫酸锌中ZnSO4的含量大于99wt%；所述含钛原料的粒度小于0.088mm；所述含钛原料为偏钛酸或为钛白粉，其中：偏钛酸中TiO(OH)2的含量大于99wt%，钛白粉中TiO2的含量大于99wt%。...

【技术特征摘要】
1.一种高温窑炉用高铝质耐火材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：第一步、将30~50wt%的含铝原料、20~40wt%的含稀土原料、10~20wt%的含锌原料、1~10wt%的表面活性剂、1~10wt%的添加剂和1~10wt%的含铝溶液混合均匀，球磨，得到混合料浆；第二步、将20~40wt%的所述含铝原料、20~40wt%的所述含稀土原料、1~10wt%的所述含锌原料、10~20wt%的含钛原料和1~10wt%的所述含铝溶液混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；于还原气氛和800~1300℃条件下热处理3~6小时，再于所述混合料浆中真空浸渍2~6小时，然后于1200~1500℃条件下热处理3~6小时，破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.045mm的A物料和粒度为0.045~3mm的B物料；第三步、将30~50wt%的刚玉、20~40wt%的所述A物料、10~20wt%的所述B物料、1~10wt%的所述含钛原料和1~10wt%的所述混合料浆混合均匀，在120~180MPa条件下压制成型；于800~1200℃条件下热处理3~6小时，再于1400~1700℃热处理3~6小时，制得高温窑炉用高铝质耐火材料；所述含铝原料的粒度小于0.088mm；所述含铝原料为水合氧化铝或为氢氧化铝，其中：水合氧化铝中SiO2的含量小于0.3wt%，氢氧化铝中Al(OH)3的含量大于99wt%；所述含稀土原料的粒度小于0.088mm；所述含稀土原料为氢氧化钐或为氢氧化钕，其中：氢氧化钐中Sm(OH)3的含量大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王周福，夏忠锋，李景磊，刘浩，王玺堂，马妍，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42