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1、(10)申请公布号 CN 102815954 A(43)申请公布日 2012.12.12CN102815954A*CN102815954A*(21)申请号 201210310405.6(22)申请日 2012.08.29C04B 35/66(2006.01)(71)申请人秦皇岛北方管业有限公司地址 066004 河北省秦皇岛市经济技术开发区天山北路16号(72)发明人吴磊 王建民 宋红伟 赵光郑群(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司 13108代理人李羡民 周晓萍(54) 发明名称一种高性能隔热耐磨材料及其制备方法(57) 摘要一种高性能隔热耐磨材料及其制备方法，用于解决高炉送。
2、风装置隔热材料高温区域易焚化、脱落、使用寿命短等问题。其技术方案是，所述材料由以下重量份的原料制成：焦宝石40.545.5；烧结莫来石15.320.5；漂珠3.24.5；氧化铝空心球5.57.4；氧化铝微粉7.28.5；硅微粉3.35.6；锂辉石4.36.5；蓝晶石3.54.5；三聚磷酸钠0.10.3；分散剂1.53.2。本发明方法包括和料、浇筑、常温固化、高温固化等步骤。本发明技术适用于隔热层结构在2530mm之间的隔热材料制备和工艺浇筑，具有耐压及抗折强度高、导热系数小等特点，能够满足高炉送风装置系统隔热的技术要求。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页(19)中华人民共和国国家。
3、知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页1/1页21.一种高性能隔热耐磨材料，其特征在于，它由以下重量份的原料制成：焦宝石40.545.5；烧结莫来石15.320.5；漂珠3.24.5；氧化铝空心球5.57.4；氧化铝微粉7.28.5；硅微粉3.35.6；锂辉石4.36.5；蓝晶石3.54.5；三聚磷酸钠0.10.3；分散剂1.53.2，3.2，所述分散剂为三乙基己基磷酸。2.根据权利要求1所述的高性能隔热耐磨材料，其特征在于：所述氧化铝空心球直径为2-3mm，密度为610650Kg/m3。3.一种制备如权利要求1或2所述的高性能隔热耐磨材料的方法，其特征在于：它按照下。
4、述步骤进行：a. 和料：按照配比称取各原料，一次和料质量不超过100公斤，和料时添加原料总重量5-7%的水，和料速度不大于90m/ min , 和料时间不少于20分钟，和料温度大于10；b. 浇筑：和料后在15分钟内完成所述隔热耐磨材料浇筑，在浇筑过程同时进行振捣振捣频率大于2900次/min；c常温固化：固化温度10-25，固化时间25-30分钟；d高温固化：先在50温度下保温0.5小时，再经24小时均匀升温至200，在该温度下保温24小时，然后经2.5-3小时降至100，自然冷却至常温。权 利 要 求 书CN 102815954 A1/4页3一种高性能隔热耐磨材料及其制备方法技术领域000。
5、1 本发明涉及一种隔热耐火材料及制备方法，特别是适用于冶金炼铁高炉送风装置工艺管道的高性能隔热耐磨材料及其制备方法。背景技术0002 在冶金钢铁领域的炼铁设备中，隔热材料广泛应用于600以上的所有工艺过程所用的管道。其中，炼铁高炉送风装置是将热风炉加热的12001350的热空气送入高炉，所述送风装置所经受的风温高、风压大、流速快，为确保冶炼工艺装备的安全运行，要求送风装置从内部介质热风温度的12001350、通过所实施的耐火隔热材料层，使其外部温度降至150以下。送风装置因结构尺寸限制，隔热材料层最薄处厚度只有30mm左右。因此，要求隔热材料具有很高的耐高温、耐冲刷、抗热振能力等特点。隔热材料。
6、层是通过粉状原料加稀料和料后，以工艺浇筑方法附着在工艺管道内壁。目前，高炉送风装置的隔热材料层普遍存有在高温区域易焚化、脱落、使用寿命短、送风装置系统外壁温度高、漏风等严重缺陷，这些缺陷制约着炼铁高炉系统连续作业，致使炼铁高炉休风率不稳定。究其原因，主要是由于隔热材料在原料配比和工艺步骤方面均存在诸多不足之处，导致隔热材料的性能满足不了炼铁高炉的工艺技术要求。发明内容0003 本发明用于解决上述已有技术之缺陷而提供一种具有高耐磨、抗冲刷、高抗热震能力，且特别适用于2530mm隔热耐磨层浇筑工艺所用的高性能隔热耐磨材料及其制备方法。0004 本发明所称问题是通过以下技术方案解决的：一种高性能隔热。
7、耐磨材料，其特别之处是，它由以下重量份的原料制成：焦宝石40.545.5；烧结莫来石15.320.5；漂珠3.24.5；氧化铝空心球5.57.4；氧化铝微粉7.28.5；硅微粉3.35.6；锂辉石4.36.5；蓝晶石3.54.5；三聚磷酸钠0.10.3；分散剂1.53.2，所述分散剂为三乙基己基磷酸。0005 上述高性能隔热耐磨材料，所述氧化铝空心球直径为2-3mm，密度为610650Kg/m3。0006 一种制备上述高性能隔热耐磨材料的方法，它按照下述步骤进行：a. 和料：按照配比称取各原料，一次和料质量不超过100公斤，和料时添加原料总重量5-7%的水，和料速度不大于90m/ min , 。
8、和料时间不少于20分钟，和料温度大于10；b. 浇筑：和料后在15分钟内完成所述隔热耐磨材料浇筑，在浇筑过程同时进行振捣振捣频率大于2900次/min；c常温固化：固化温度10-25，固化时间25-30分钟；d高温固化：先在50温度下保温0.5小时，再经24小时均匀升温至200，在该温度下保温24小时，然后经2.5-3小时降至100，自然冷却至常温。说 明 书CN 102815954 A2/4页40007 本发明是针对高炉送风装置风温高、风压大、流速快且隔热层薄的特殊工作条件而设计，它适用于隔热层结构在2530mm之间的隔热材料制备和工艺浇筑。本发明在对高炉送风装置隔热技术充分研究分析的基础上。
9、，经过反复试验，改进现有隔热材料原料配比，并采取相应的工艺方案，制备出一种耐压及抗折强度高、导热系数小（导热系数( W/m.k）小于0.50），能够满足高炉送风装置系统隔热技术要求的耐磨、隔热耐火材料。与现有技术相比，采用本发明可使高炉送风装置管道系统的外壁温度降低40-50%，使用寿命提高近一倍，现场休风率降低35-40%，大大减少因休风带来的热能损失和热废气排放，提高高炉工作效率，进而提高炼铁产能。具体实施方式0008 本发明经过对送风装置工艺技术的研究，根据隔热材料在隔热技术中的理化性能和作用，确认优选原料配比如下（重量份）：焦宝石40.545.5；烧结莫来石15.320.5；漂珠3.2。
10、4.5；氧化铝空心球5.57.4；氧化铝微粉7.28.5；硅微粉3.35.6；锂辉石4.36.5；蓝晶石3.54.5；三聚磷酸钠0.10.3；分散剂1.53.2。0009 原料配比中焦宝石是多种含铝硅酸盐的混合物，具有耐热性和烧结性，焦宝石经高温煅烧后具有体积稳定、强度大及吸水率小等特性，主要化学成分是Al2O3和SiO2两种氧化物，其杂质主要为碱、碱土和铁、钛等的氧化物，以及一些有机物。焦宝石中杂质含越低，其耐火度越高，烧结熔融范围也就越宽。为此，原料中的焦宝石采用市售优级焦宝石。原料中烧结莫来石具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点。原料中的。
11、氧化铝微粉，主要促进隔热材料的致密性，降低材料的显气孔率和气孔孔径，增大体积密度，从而改善材料在常温下的显微结构；促进材料的烧结，增强材料致密性和抗折强度、耐压强度。改善材料的高温抗折能力和抗热震性能。原料中硅微粉是一种超微的固体有机物，具有很强的渗透性。它能充填于材料的孔隙中，提高材料体积密度，降低了显气孔率，使材料强度明显增强；由于硅微粉具有很强的活性，特别能在水中形成胶体粒子，在加入其同时加入分散剂，即可增强其流动性。本发明采用三乙基己基磷酸作分散剂，所述三乙基己基磷酸是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均一分散那些难于溶解的原料固体颗粒，防止固体颗粒的沉降和。
12、凝聚，形成安定的悬浮液，从而使材料更具有较强的亲水性，提高材料的耐高温性能和材料的使用寿命。另外原料中加入了蓝晶石，蓝晶石是一种膨胀剂，改善了材料的线变化率，从而消除了材料在高温和冷却过程中材料收缩裂纹的缺陷。原料中加入的氧化铝空心球选用工业氧化铝经高温电熔吹制而成，主体晶相为2-AL2O3，化学成份：AL2O398.5%、SIO2和Fe2O3分别0.5%。其形态为：白色空心薄壁球体状，氧化铝空心球直径为2-3mm，密度为610650Kg/m3。添加氧化铝空心球可以降低隔热材料的比重和提高隔热效果。原料中的锂辉石又称2型锂辉石，单斜晶系，晶体常呈柱状、粒状或板状。其硬度为6.57，密度3.03。
13、3.22g/cm3 ，具有较高的硬度，它能增加材料的耐磨性。0010 本发明所述隔热材料的技术性能为：体积密度：小于3.40 g/cm3；耐压强度:当 12024h时，大于28Mpa；当125036h 时大于130 Mpa；抗折强度：当12024h 时，大于9.0 Mpa；当125036h时， 大于38.0 Mpa；说 明 书CN 102815954 A3/4页5导热系数：小于0.50 W/m.k。0011 本发明所述隔热耐磨材料的制备方法如下：a. 和料：按照配比称取各原料，一次和料质量不超过100公斤，和料时添加原料总重量5-7%的水，和料速度不大于90m/ min , 为保证和料均匀，和。
14、料时间不少于20分钟，和料温度大于10；b. 浇筑：和料后在15分钟内完成所述隔热耐磨材料浇筑（浇筑成半粘稠状态），在浇筑过程同时进行振捣，振捣频率大于2900次/min；c常温固化：固化温度10-25，固化时间25-30分钟；d高温固化：先在50温度下保温0.5小时，再经24小时均匀升温至200，在该温度下保温24小时，然后经2.5-3小时降至100，自然冷却至常温。0012 本发明采用了常温加高温固化的工艺方案，常温固化是将捣入金属基件内的高性能隔热耐磨材料，在10-25条件下，经过25-30分钟的静态稀释和自然松弛，使其充分融合和熟化；高温固化是将捣入金属基件内的高性能隔热耐磨材料，在5。
15、0温度下保温0.5小时，再经24小时均匀升温至200，在该温度下保温24小时，然后经2.5-3小时降至100。其目的是通过高温过程，加速高性能隔热耐磨材料各组分间性能催化，形成稳定的产品。0013 以下给出本发明的几个具体实施例：实施例1：按照下表配比称取原料：名称重量Kg名称重量Kg优级焦宝石40.5硅微粉4.0烧结莫来石18锂辉石5.0漂珠4.5蓝晶石4.0氧化铝空心球6.5三聚磷酸钠0.2氧化铝微粉8.0分散剂1.5将上述原料加水6.454Kg和料，和料速度90m/ min, 和料时间20分钟，和料温度20；和料后在15分钟内完成隔热材料浇筑，浇筑过程同时进行振捣，振捣频率大于2900次。
16、/min，保证上下、前后浇筑充分、材料流动顺畅、充填到每一结构件的深处，使附着物、气泡充分排出浇筑体外；常温固化：固化温度为20，固化时间25分钟；高温固化：先在50温度下保温0.5小时，然后经24小时均匀升温至200，在该温度下保温24小时，最后经3小时降至100，自然冷却至常温。0014 实施例2：按照下表配比称取原料：名称重量Kg名称重量Kg优级焦宝石43.5硅微粉3.3烧结莫来石17.0锂辉石4.3漂珠3.6蓝晶石4.1氧化铝空心球7.4三聚磷酸钠0.26氧化铝微粉7.5分散剂2.6上述原料加水6 Kg和料，和料速度90M/ min, 和料时间25分钟，和料温度15；和料后在15分钟内。
17、完成隔热材料浇筑，浇筑过程同时进行振捣，振捣频率大于2900次/min，保证上下、前后浇筑充分、材料流动顺畅、充填到每一结构件的深处，使附着物、气泡充分排出浇筑体外；常温固化：固化温度为22，固化时间30分钟；高温固化：先在50温度下保温0.5小时，然后经24小时均匀升温至200，在该温度下保温24小时，最后经2.5小时降至说 明 书CN 102815954 A4/4页6100，自然冷却至常温。0015 7.3按照配比称取原料：名称重量Kg名称重量Kg优级焦宝石44.0硅微粉5.6烧结莫来石15.3锂辉石6.5漂珠4.2蓝晶石4.5氧化铝空心球5.5三聚磷酸钠0.1氧化铝微粉7.2分散剂3.2。
18、上述原料加水6.2 Kg和料，和料速度90m/ min, 和料时间21分钟，和料温度15；和料后在15分钟内完成隔热材料浇筑，浇筑过程同时进行振捣，振捣频率大于2900次/min，保证上下、前后浇筑充分、材料流动顺畅、充填到每一结构件的深处，使附着物、气泡充分排出浇筑体外；常温固化：固化温度为15，固化时间30分钟；高温固化：高温固化：先在50温度下保温0.5小时，然后经24小时均匀升温至200，在该温度下保温24小时，最后经2.8小时降至100，自然冷却至常温。0016 7.4按照配比称取原料：名称重量Kg名称重量Kg优级焦宝石45.5硅微粉4.5烧结莫来石20.5锂辉石5.5漂珠3.2蓝晶石3.5氧化铝空心球5.7三聚磷酸钠0.3氧化铝微粉8.5分散剂2.5上述原料加水4.985 Kg和料，和料速度90m/ min, 和料时间25分钟，和料温度20；和料后在15分钟内完成隔热材料浇筑，浇筑过程同时进行振捣，振捣频率大于2900次/min，保证上下、前后浇筑充分、材料流动顺畅、充填到每一结构件的深处，使附着物、气泡充分排出浇筑体外；常温固化：固化温度为12，固化时间28分钟；高温固化：先在50温度下保温0.5小时，然后经24小时均匀升温至200，在该温度下保温24小时，最后经3小时降至100，自然冷却至常温。说 明 书CN 102815954 A。