利用廢耐火窯具製備節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料及其方法
2023-05-29 22:05:51
專利名稱：利用廢耐火窯具製備節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料及其方法
技術領域：
本發明涉及一種利用廢耐火窯具製備節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料的方法。
背景技術：
窯體、窯車結構系統，包括梭式窯、隧道窯、輥道窯窯爐吊頂結構系統、窯牆系統、中空圍磚窯車系統等。所述系統傳統所用的耐火材料主要是耐火磚，耐火磚包括重質磚和輕質磚。 窯爐在燒爐作業過程中，除了要供給燒製件所需的熱能外，還要供給窯體、窯車結構系統所需的熱能。由於耐火磚為實心結構，且比重大，要吸收大量的熱能，能源損耗大。
另外，窯爐在燒爐作業中，需要大量用於放置或/和隔離燒製件的耐火窯具。由於窯具是易損件，將產生大量的窯具廢料。現有的窯具廢料無利用價值，只作為坑窪地的填墊物。
發明內容
本發明的目的在於針對現有耐火磚的特點和窯具廢料，提供一種利用廢耐火窯具製備的節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料及其生產方法。 本發明所述的利用廢耐火窯具製備的節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料，包括下述重量比的物料骨料30-80%，複合基質料20-70%，以骨料和複合基質料的總組份100重量份計，外加添加劑0. 5-3. 5 % ，輔助劑0. 4-2. 1 % ，粘結劑0. 5-5. 0 % ，分散劑0. 1-1. 5%，水10-20%，其中 (1)骨料，選自氧化物結合碳化矽、氮化矽結合碳化矽、粘土結合碳化矽窯具廢料熟料，所述窯具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度《l.Omm，廢粘土結合碳化矽熟料佔重量比的30-50% ;氧化物結合碳化矽或氮化矽結合碳化矽熟料佔重量比的50-70% ; (2)複合基質料，包括下述重量比的物料高嶺土 (包括硬質或軟質高嶺土、煤幹石、焦寶石生料)15-45%、 A1203粉0. 5-10%、氧化矽細粉1. 0-10%、藍晶石族礦物(包括矽線石、紅柱石、藍晶石三種同質異相的礦物)8-30%、莫來石質廢耐火窯具細粉15-50%，粒度均為《325目； (3)添加劑為鉀長石或碳酸鉀，粒度《325目； (4)輔助劑由MgC03和AlF3構成，配比分別是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ; (5)粘結劑為糊精、桐油、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維
素或/和亞硫酸紙漿廢液； (6)分散劑為聚丙烯酸鈉、萘磺酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或/和酒石酸。
本發明所述的利用廢耐火窯具製備節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料的方法，其工藝包括 (1)配料包括下述重量比的物料骨料30_80% ，複合基質料20_70%，以骨料和複合基質料的總組份100重量份計，外加添加劑0. 5-3. 5 % ，輔助劑0. 4-2. 1 % ，粘結劑0. 5-5. 0%，分散劑0. 1-1. 5%，水10-20%，其中 (A)骨料，選自氧化物結合碳化矽、氮化矽結合碳化矽、粘土結合碳化矽窯具廢料熟料，所述窯具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度《l.Omm，廢粘土結合碳化矽熟料佔重量比的30-50% ;氧化物結合碳化矽或氮化矽結合碳化矽熟料佔重量比的50-70% ; (B)複合基質料，包括下述重量比的物料高嶺土 (包括硬質或軟質高嶺土、煤幹石、焦寶石生料)15-45%、 A1203粉0. 5-10%、氧化矽細粉1. 0-10%、藍晶石族礦物(包括矽線石、紅柱石、藍晶石三種同質異相的礦物)8-30%、莫來石質廢耐火窯具細粉15-50%，粒度均為《325目； (C)添加劑為鉀長石或碳酸鉀，粒度《325目； (D)輔助劑由MgC03和AlF3構成，配比分別是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ; (E)粘結劑為糊精、桐油、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維
素或/和亞硫酸紙漿廢液； (F)分散劑為聚丙烯酸鈉、萘磺酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或/和酒石酸。
(2)混合配料，將配方量的水和所有物料混合攪拌均勻； (3)真空練泥，將工藝(2)所述物料在真空練泥攪拌機中攪拌，真空度《0. 095Mpa ; (4)擠出成型，利用模具及成型擠出機，擠出成型；
(5)乾燥，乾燥後含水量《1% ; (6)燒成，產品經乾燥後於高溫爐中晶化燒成，溫度為1450°C -152(TC，保溫8_12小時。 本發明，具有如下積極效果 1、以窯具廢料(氧化物結合碳化矽、氮化矽結合碳化矽、粘土結合碳化矽、莫來石質廢耐火窯具)為骨料和複合基質料的主要成分，對廢資源綜合利用、改善生態環境有重要意義； 2、以鉀長石或碳酸鉀為添加劑，目的在於消除方石英，形成無定型的玻璃相，使莫來石晶體形成網狀結構。 3、以MgC03和A1F3為輔助劑，添加MgC03的目的在於降低燒結溫度，促進莫來石生長；添加A1F3的目的在於促進莫來石生長緻密化。 4、複合基質料中的藍晶石族礦物(包括矽線石、紅柱石、藍晶石三種同質異相的礦物)作為晶核劑，其目的在於促進莫來石化開始時形成較多的晶核，使莫來石晶體呈長柱狀連鎖交織結構，提高其抗壓、抗折強度及熱穩定性。 5、本結構材料採用模具及成型擠出機擠出成型，生產效率高，成本低； 6、本發明適用於生產窯爐吊頂結構系統、窯牆系統、中空圍磚窯車系統、中空支柱
系統等的結構材料，具有輕質隔熱、結構緊湊、安全可靠、施工方便等優點。 7、本窯爐結構材料代替傳統的耐火材料，產品低能耗是傳統重質耐火磚的30%，
4是比重1. 0g/cm3的輕質磚的70% ，用於窯爐結構材料和耐火纖維做窯體、窯車車襯、吊頂結 構系統、窯牆系統時，產品熱耗是傳統重質耐火磚的26. 2% 28. 2%，是比重1. 0g/cm3的 輕質磚做車襯時的61. 1 66%。 8、使用溫度窯爐吊頂及窯體《135(TC，窯車結構及窯爐應用中空支柱《1450°C
具體實施例方式
實施例1、利用廢耐火窯具製備的節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料。 由下述重量比的物料構成骨料60kg，複合基質料40kg，以骨料和複合基質料的
總組份100重量份計，外加碳酸鉀2. 5kg，粒度《325目；MgC030 . 5kg ;AlF3lkg ;糊精2kg ;
甲基纖維素(MC) 1. 5kg ;聚丙烯酸鈉lkg ;水15kg，其中 (1)骨料，選自氧化物結合碳化矽、氮化矽結合碳化矽、粘土結合碳化矽窯具廢料 熟料，所述窯具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度《l.Omm，廢粘土結合碳化 矽熟料24kg ;氧化物結合碳化矽或氮化矽結合碳化矽熟料36kg ; (2)複合基質料，包括下述物料高嶺土 12kg、 A1203粉2. 8kg、氧化矽細粉3. 2kg、
藍晶石族礦物6kg、莫來石質廢耐火窯具細粉16kg，粒度均為《325目。 實施例2、利用廢耐火窯具製備節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料的方法，其工
藝包括 (1)配料按實施例1的方法備料、配料； (2)混合配料，將配方量的水和所有物料混合攪拌均勻； (3)真空練泥，將工藝(2)所述物料在真空練泥攪拌機中攪拌，真空度 《0. 095Mpa ; (4)擠出成型，利用模具及成型擠出機，擠出成型；
(5)乾燥，乾燥後含水量《1% ; (6)燒成，產品經乾燥後於高溫爐中晶化燒成，溫度為1440°C -152(TC，保溫8-12 小時。
權利要求
一種利用廢耐火窯具製備的節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料，包括下述重量比的物料骨料30-80％，複合基質料20-70％，以骨料和複合基質料的總組份100重量份計，外加添加劑0.5-3.5％，輔助劑0.4-2.1％，粘結劑0.5-5.0％，分散劑0.1-1.5％，水10-20％，其中(1)骨料，選自氧化物結合碳化矽、氮化矽結合碳化矽、粘土結合碳化矽窯具廢料熟料，所述窯具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度≤1.0mm，廢粘土結合碳化矽熟料佔重量比的30-50％；氧化物結合碳化矽或氮化矽結合碳化矽熟料佔重量比的50-70％；(2)複合基質料，包括下述重量比的物料高嶺土15-45％、Al2O3粉0.5-10％、氧化矽細粉1.0-10％、藍晶石族礦物8-30％、莫來石質廢耐火窯具細粉15-50％，粒度均為≤325目；(3)添加劑為鉀長石或碳酸鉀，粒度≤325目；(4)輔助劑由MgCO3和AlF3構成，配比分別是0.1-0.6％和0.3-1.5％；(5)粘結劑為糊精、桐油、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維素或/和亞硫酸紙漿廢液；(6)分散劑為聚丙烯酸鈉、萘磺酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或/和酒石酸。
2. —種利用廢耐火窯具製備節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料的方法，其工藝包括(1) 配料包括下述重量比的物料骨料30-80%，複合基質料20-70%，以骨料和復 合基質料的總組份100重量份計，外加添加劑0. 5-3. 5 % ，輔助劑0. 4-2. 1 % ，粘結劑 0. 5-5. 0%，分散劑0. 1-1. 5%，水10-20%，其中(A) 骨料，選自氧化物結合碳化矽、氮化矽結合碳化矽、粘土結合碳化矽窯具廢料熟料， 所述窯具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度《1. Omm，廢粘土結合碳化矽熟料 佔重量比的30-50% ;氧化物結合碳化矽或氮化矽結合碳化矽熟料佔重量比的50-70% ;(B) 複合基質料，包括下述重量比的物料高嶺土 15-45%、八1203粉0. 5-10%、氧化矽 細粉1. 0-10%、藍晶石族礦物8-30%、莫來石質廢耐火窯具細粉15-50%，粒度均為《325 目；(C) 添加劑為鉀礦化劑，如鉀長石或碳酸鉀，粒度《325目；(D) 輔助劑由MgC03和AlF3構成，配比分別是0. 1-0. 6%和0. 3-1.5% ;(E) 粘結劑為糊精、桐油、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維素或 /和亞硫酸紙漿廢液；(F) 分散劑為聚丙烯酸鈉、萘磺酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或/和酒石酸。(2) 混合配料，將配方量的水和所有物料混合攪拌均勻；(3) 真空練泥，將工藝(2)所述物料在真空練泥攪拌機中攪拌，真空度《0. 095Mpa ;(4) 擠出成型，利用模具及成型擠出機，擠出成型；(5) 乾燥，乾燥後含水量《1% ;(6) 燒成，產品經乾燥後於高溫爐中晶化燒成，溫度為1450°C -1520°C ，保溫8_12小時。
全文摘要
本發明涉及一種利用廢耐火窯具製備節能型高溫高抗熱震性窯爐結構材料及其方法。包括下述重量比的物料骨料30-80％，複合基質料20-70％，以骨料和複合基質料的總組份100重量份計，外加添加劑0.5-3.5％，輔助劑0.4-2.1％，粘結劑0.5-5.0％，分散劑0.1-1.5％，水10-20％，其中骨料選自氧化物結合碳化矽、氮化矽結合碳化矽、粘土結合碳化矽窯具廢料熟料，複合基質料選用高嶺土、Al2O3粉、氧化矽細粉、藍晶石族礦物和莫來石質廢耐火窯具細粉，添加劑選用鉀長石或碳酸鉀，輔助劑由MgCO3和AlF3構成。由於以窯具廢料為骨料和複合基質料的主要成分，對廢資源綜合利用、改善生態環境有重要意義。
文檔編號C04B35/622GK101792321SQ20101010958
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月6日 優先權日2010年2月6日
發明者陳皇忠 申請人:陳皇忠