利用廢耐火窯具製備節能型高抗熱震性窯爐結構材料及其方法
2023-05-28 01:59:36 1
專利名稱：利用廢耐火窯具製備節能型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抗熱震性窯爐結構材料及其方法。
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抗熱震性窯爐結構材料，包括下述 重量比的物料骨料40-90%，複合基質料10-60%，以骨料和複合基質料的總組份100重量 份計，外加晶核劑0. 5-10%，添加劑1. 0-7. 0%，粘結劑0. 5-5. 0%，分散劑0. 5%，水 10-20%，其中 (1)骨料，選自堇青石-莫來石、堇青石質和莫來石質耐火窯具廢料熟料，所述窯
具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度《0.71mm，廢莫來石熟料佔重量比的
10-50% ;廢莫來石-堇青石複合熟料或廢堇青石熟料佔重量比的50-90% ; (2)複合基質料，包括下述重量比的物料高嶺土 20-30%、氧化鎂細粉(包括滑
石、蛇紋石、鎂質粘土、綠泥石)15-25%、氧化矽微粉1.0-10%1203粉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)3. 0-12%、莫來石細粉15-40%，粒
度均為《200目； (3)晶核劑為堇青石微粉或氧化鋯微粉，以堇青石微粉為晶核劑時，加入量為 1-10%，以氧化鋯微粉為晶核劑時，加入量為0. 5-5%，粒度要求《325目；
(4)添加劑為含鉀的礦化物，粒度《325目； (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40-90%，複合基質料10-60%，以骨料 和複合基質料的總組份100重量份計，外加晶核劑0. 5_10%，添加劑1. 0-7. 0%，粘結劑 0. 5-5. 0%，分散劑0. 1-1. 5%，水10-20%，其中 (A)骨料，選自堇青石-莫來石、堇青石質和莫來石質耐火窯具廢料熟料，所述窯
具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度《0.71mm，廢莫來石熟料佔重量比的
10-50% ;廢莫來石-堇青石複合熟料或廢堇青石熟料佔重量比的50-90% ; (B)複合基質料，包括下述重量比的物料高嶺土 20-30%、氧化鎂細粉(包括滑
石、蛇紋石、鎂質粘土、綠泥石)15-25%、氧化矽微粉1.0-10%1203粉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)3. 0-12%、莫來石細粉15-40%，粒
度《200目； (C)晶核劑為堇青石微粉或氧化鋯微粉，粒度《325目；
(D)添加劑為含鉀的礦化物，粒度《325目； (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； (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1330°C -141(TC，保溫8_12 小時。 本發明，具有如下積極效果 1、以窯具廢料(堇青石-莫來石、堇青石質、莫來石質廢耐火窯具)為骨料，對廢 資源綜合利用、改善生態環境有重要意義； 2、由於複合基質料中其晶體大部份為堇青石晶體，但堇青石的燒結溫度範圍很
窄，只有15-2(TC ，給燒成工藝控制造成很大的困難，配料中，加入鉀礦化劑成份，使燒結溫
度範圍達到40-6(TC，從而使基質料的堇青石晶體的純度得到保證； 3、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； 4、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； 5、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%， 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% ; 6、使用溫度窯爐吊頂及窯體《120(TC、窯車結構《1300°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抗熱震性窯爐結構材料。
由下述重量比的物料構成骨料75kg，複合基質料25kg，以骨料和複合基質料的 總組份100重量份計，外加氧化鋯微粉3kg，鉀長石4. 5kg，粒度《325目；糊精2kg、甲基
纖維素(MC) 1. 5kg ;聚丙烯酸鈉lkg ;水15kg，其中 (1)骨料，選用堇青石質和莫來石質耐火窯具廢料熟料，所述窯具廢料經分選、 除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度《0. 71mm(過22目篩)，莫來石質耐火窯具廢料熟料 30kg ;堇青石質耐火窯具廢料熟料45kg ; (2)複合基質料，由下述重量比的物料組成高嶺土 6kg、鎂質粘土 5kg、氧化矽微
粉2kg、 A1203粉2kg、藍晶石2. 5kg、莫來石細粉7. 5kg，粒度均為《200目。 實施例2、利用廢耐火窯具製備節能型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1330°C -141(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抗熱震性窯爐結構材料，包括下述重量比的物料骨料40-90％，複合基質料10-60％，以骨料和複合基質料的總組份100重量份計，外加晶核劑0.5-10％，添加劑1.0-7.0％，粘結劑0.5-5.0％，分散劑0.1-1.5％，水10-20％，其中(1)骨料，選自堇青石-莫來石、堇青石質和莫來石質耐火窯具廢料熟料，所述窯具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度≤0.71mm，廢莫來石熟料佔重量比的10-50％；廢莫來石-堇青石複合熟料或廢堇青石熟料佔重量比的50％-90％；(2)複合基質料，包括下述重量比的物料高嶺土20-30％、氧化鎂細粉15-25％、氧化矽微粉1.0-10％、Al2O3粉0-10％、藍晶石族礦物3.0-12％、莫來石細粉15-40％，粒度均為≤200目；(3)晶核劑為堇青石微粉或氧化鋯微粉，粒度≤325目；(4)添加劑為含鉀的礦化物，粒度≤325目；(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40-90%，複合基質料10-60%，以骨料和 複合基質料的總組份100重量份計，外加晶核劑0. 5-10%，添加劑1. 0-7. 0%，粘結劑 0. 5-5. 0%，分散劑0. 1-1. 5%，水10-20%，其中(A) 骨料，選自堇青石-莫來石、堇青石質和莫來石質耐火窯具廢料熟料，所述窯 具廢料經分選、除雜、粉碎、過篩、除鐵而製得，粒度《0.71mm，廢莫來石熟料佔重量比的 10-50% ;廢莫來石-堇青石複合熟料或廢堇青石熟料佔重量比的50-90% ;(B) 複合基質料，包括下述重量比的物料高嶺土 20-30%、氧化鎂細粉15-25%、氧化 矽微粉1. 0-10% 、A1203粉0-10% 、藍晶石族礦物3. 0-12% 、莫來石細粉15-40% ，粒度均為 《200目；(C) 晶核劑為堇青石微粉或氧化鋯微粉，粒度《325目；(D) 添加劑為含鉀的礦化物，粒度《325目；(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1330°C -1410°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40-90％，複合基質料10-60％，以骨料和複合基質料的總組份100重量份計，外加晶核劑0.5-10％，添加劑1.0-7.0％，粘結劑0.5-5.0％，分散劑0.1-1.5％，水10-20％，其中骨料，選自堇青石-莫來石、堇青石質和莫來石質耐火窯具廢料熟料，廢莫來石熟料佔10-50％；廢莫來石-堇青石複合熟料或廢堇青石熟料佔50-90％；添加劑為含鉀的礦化物。以窯具廢料為骨料，對廢資源綜合利用、改善生態環境、為社會節能降耗有重要意義。
文檔編號C04B35/66GK101786893SQ20101010958
公開日2010年7月28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