一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410338590.9

申请日:

2014.07.12

公开号:

CN104086196A

公开日:

2014.10.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利实施许可合同备案的生效IPC(主分类):C04B 35/66合同备案号:2016370000010让与人:瑞泰科技股份有限公司受让人:枣庄盖泽炉窑工程有限公司发明名称:一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺申请日:20140712申请公布日:20141008授权公告日:20151209许可种类:独占许可备案日期:20160310|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/66申请日:20140712|||公开

IPC分类号:

C04B35/66; C04B38/02; B09B3/00

主分类号:

C04B35/66

申请人:

瑞泰科技股份有限公司

发明人:

袁林; 王杰曾; 徐如林; 魏瀚; 周严敦; 胡建辉; 陈雪峰; 王俊涛

地址:

100024 北京市朝阳区五里桥一街一号院27号楼

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺,浇注料的配方为回收的废弃耐火材料0-70%、煅烧煤矸石0-70%、硅灰10-20%、铝酸钙水泥10-25%、高强石膏1-5%、外加蛋白发泡剂0.1-0.8%、外加柠檬酸0.2-1.0%、外加三聚磷酸钠0-0.8%、外加建筑混凝土用第三代减水剂0.05-0.2%、外加聚丙烯纤维0.1-0.8%、外加水50-70%。本发明所述制造工艺为:将按配方比例的蛋白系发泡剂加入成型设备的发泡筒,用1∶20的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫,按上述配比称取剩余的原料,加入成型设备的拌料筒,后加剩余的水拌合成料浆,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土,将混凝土注入模具,经养护、脱模、干燥后制得整体性轻质耐火材料。本发明具有使用温度高、导热系数低,长期使用后不粉化,不产生有害人体健康物质等优点。

权利要求书

1.  一种泡沫轻质利废耐火浇注料,其特征在于:所述浇注料的重量百分比的配方为:

所述回收的废弃耐火材料为回收利用的废弃铝硅质耐火材料,要求磨细至180目,所述煅烧煤矸石为经煅烧后的普通煤矸石,要求磨细至180目,所述硅灰、铝酸钙水泥为市售商品,所述高强石膏为市售产品,所述蛋白发泡剂为市售由植物制造的如茶皂素或皂角苷发泡剂,或为市售由动物蹄角、毛发、血液制造的发泡剂,所述柠檬酸、三聚磷酸钠、建筑混凝土用第三代减水剂、聚丙烯纤维均为市售同名产品。

2.
  一种制造权利要求1所述耐火浇注料的工艺,其特征为:将按配方比例的植物发泡剂加入成型设备的发泡筒,用1∶20的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫,按上述配比称取剩余的原料,加入成型设备的拌料筒,后加剩余的水拌合成料浆,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土,将混凝土注入模具,经养护、脱模、干燥,可制成本发明所述的耐火浇注料。

说明书

一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺
技术领域
本发明为一种用于高温窑炉的轻质耐火浇注料,适合通过现场浇筑形成隔热层的轻质衬体。首先,以回收耐火材料或煅烧煤矸石、铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅灰和外加剂为原料制成料浆,通过液压送到管道;其次,发泡剂与一定比例的水混合再与压缩空气混合,在管道中形成细密的泡沫;再次,在管道中混合料浆和泡沫形成泡沫混凝土;然后,用将混凝土注入模具,经养护、脱模、干燥制成可胜任隔热层工作的整体性耐火材料。
背景技术
目前,高温窑炉主要使用氧化铝空心球、轻质高铝、轻质粘土、耐火纤维制品板、以及硅酸钙五大类隔热耐火材料。其中,隔热最好的材料为耐火纤维制品和硅酸钙耐火制品。但是,这些高效能的隔热材料效果不稳定。受高温长期作用后,纤维会发生变质、粉化。纤维粉化后,不仅导致制品丧失隔热功能,而且造成严重的环保问题。由于粉化物吸入后有害人体健康,欧盟已将硅酸铝耐火纤维列为第二类可能致癌的物质。至于硅酸钙制品,其一次结构单元为微小的硬钙硅石纤维,二次结构单元为纤维聚集而成的栗壳状球体。由于硬钙硅石的熔点很低,硅酸钙制品的短期最高使用温度为1000℃,长期安全使用温度在700℃以下。因此,需要开发一种耐高温、低导热、长寿命和环保友好的隔热耐火浇注料。
为在人口膨胀、资源枯竭和环境污染压力下,可持续发展是唯一选择。这就要求设计、制造的每一步都要尽量减少资源、能源的消耗,减少有害物质排放;所制产品的性能要高,使用次数要多;要尽可能回收利用废弃的原材料。对于隔热耐火材料,常常用于窑炉的非工作层,要求很高的隔热性,但耐高温性不很高。此时,就没有必要使用高纯的耐火原料制作,而完全可以使用废弃的耐火材料等工业固体废弃物作替代。
发明内容
本发明研究一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺,以回收的耐火材料或煅烧煤矸石、铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅灰和外加剂(植物或动物蛋白发泡剂、高强石膏促凝剂、柠檬酸缓凝剂、第三代减水剂)为原料制成料浆,通过液压送到管道,发泡剂与一定比例的 水混合再与压缩空气混合,在管道中形成细密的泡沫,在管道中混合水泥浆和泡沫形成泡沫混凝土,将泡沫混凝土浆注入模具,经养护、脱模、干燥、烧成后制成坯体;最后,将坯体切割成具有固定尺寸的耐火制品。本发明的优点如下:
1)整个泡沫体的制备以自动控制的方式管道中进行,起提高生产效率、减轻环境污染、减少人为因素的干扰的作用,以保证所制泡沫混凝土浆体的质量。
2)采用第三代发泡剂的植物或动物蛋白原料,以制取高质量泡沫。
3)采用高强石膏作为促凝剂,初凝以后迅速固化浆体,以获得具有细密气孔的固体。
4)采用柠檬酸和三聚磷酸钠作为缓凝剂,以获得流动性良好的浆体并控制浆体初凝时间。由于缓凝剂溶解速度快但数量少,缓凝剂在水化初期控制液相的性质。由于固化剂和促凝剂的溶解慢,但数量占优,水化中期以后固化剂和促凝剂就控制液相的性质。随缓凝剂消耗殆尽,水泥、石膏迅速水化,形成水化硫铝酸钙,使浆体快速终凝。由此,形成具有初凝≥1h,终凝≤2h的性能和良好流动性的细密稳定泡沫体,并使该泡沫体能可靠地固化成轻质高强材料。
5)最主要一点,采用废弃的耐火材料或煅烧煤矸石作粉体,以蛋白类物质为发泡剂,以水泥为固化剂,制成具有细小密集气孔的轻质材料,使之胜任窑炉隔热层的工作需要,既利用了工业排放的固体废弃物,又减少了窑炉的散热,获取了一举两得的效果。
本发明所述浇注料的重量百分比配比为:


所述回收的废弃耐火材料为回收利用的废弃铝硅质耐火材料,要求磨细至180目(88μm筛余≤10%),所述煅烧煤矸石为经煅烧后的普通煤矸石,要求磨细至180目(88μm筛余≤10%),所述硅灰、铝酸钙水泥为市售商品,所述高强石膏为指标达到《α型高强石膏》(JC/T2038-2010)要求的市售产品,所述蛋白发泡剂为市售由植物制造的如茶皂素或皂角苷发泡剂,或为市售由动物蹄角、毛发、血液制造的发泡剂,所述柠檬酸、三聚磷酸钠、建筑混凝土用第三代减水剂、聚丙烯纤维均为市售同名产品。
本发明所述的制造工艺为:按配方比例的植物发泡剂加入成型设备的发泡筒,用1∶20的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫,按上述配比称取剩余的原料,加入成型设备的拌料筒,后加剩余的水拌合成料浆,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土,将混凝土注入模具,经养护、脱模、干燥,可制成本发明所述的耐火浇注料。
具体实施方式
实施例1
采用配比:180目回收废粘土砖粉67%、硅灰15%、纯铝酸钙水泥15%、高强石膏3%;外加:茶皂素发泡剂0.5%、柠檬酸0.5%、三聚磷酸钠0.5%,第三代减水剂0.1%,聚丙烯纤维0.2%,水60%。首先,将植物发泡剂加入成型设备的发泡筒,用1∶20的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫;其次,按称取剩余的原料,加入拌料筒后加剩余的水拌合成料浆;接着,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土;然后,用将泡沫混凝土浆注入模具,经养护、脱模、和110℃×24小时干燥制得耐火浇注料坯体。经检验,制品的分类温度≥1200℃,密度=400kg/cm3、耐压强度=0.51MPa,导热系数=0.07w/mk。
实施例2
采用配比:180目煅烧煤矸石粉60%、硅灰18%、纯铝酸钙水泥20%、高强石膏2%;;外加:茶皂素发泡剂0.3%、柠檬酸0.6%、三聚磷酸钠0.2%,第三代减水剂0.1%,聚丙烯纤维0.2%,水55%。首先,将植物发泡剂加入成型设备的发泡筒,用1∶20的水稀释,再吹入压缩空气制 取泡沫;其次,按称取剩余的原料,加入拌料筒后加剩余的水拌合成料浆;接着,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土;然后,用将泡沫混凝土浆注入模具,经养护、脱模、在110℃×4小时干燥、烧成后制成浇注料坯体。经检验,制品的分类温度≥1200℃,密度=510kg/cm3、耐压强度=1.1MPa,导热系数=0.12w/mk。经过实验,制取了使用温度高、导热系数低,长期使用后不粉化,不产生有害人体健康物质的新型隔热不定型耐火材料,达到了既利用工业排放的固体废弃物,又减少了高温窑炉的散热,获取了一举两得的巨大效果。

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1、10申请公布号CN104086196A43申请公布日20141008CN104086196A21申请号201410338590922申请日20140712C04B35/66200601C04B38/02200601B09B3/0020060171申请人瑞泰科技股份有限公司地址100024北京市朝阳区五里桥一街一号院27号楼72发明人袁林王杰曾徐如林魏瀚周严敦胡建辉陈雪峰王俊涛54发明名称一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺57摘要本发明涉及一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺,浇注料的配方为回收的废弃耐火材料070、煅烧煤矸石070、硅灰1020、铝酸钙水泥1025、高强石膏15、外加蛋白。

2、发泡剂0108、外加柠檬酸0210、外加三聚磷酸钠008、外加建筑混凝土用第三代减水剂00502、外加聚丙烯纤维0108、外加水5070。本发明所述制造工艺为将按配方比例的蛋白系发泡剂加入成型设备的发泡筒,用120的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫,按上述配比称取剩余的原料,加入成型设备的拌料筒,后加剩余的水拌合成料浆,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土,将混凝土注入模具,经养护、脱模、干燥后制得整体性轻质耐火材料。本发明具有使用温度高、导热系数低,长期使用后不粉化,不产生有害人体健康物质等优点。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明。

3、专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104086196ACN104086196A1/1页21一种泡沫轻质利废耐火浇注料,其特征在于所述浇注料的重量百分比的配方为所述回收的废弃耐火材料为回收利用的废弃铝硅质耐火材料,要求磨细至180目,所述煅烧煤矸石为经煅烧后的普通煤矸石,要求磨细至180目,所述硅灰、铝酸钙水泥为市售商品,所述高强石膏为市售产品,所述蛋白发泡剂为市售由植物制造的如茶皂素或皂角苷发泡剂,或为市售由动物蹄角、毛发、血液制造的发泡剂,所述柠檬酸、三聚磷酸钠、建筑混凝土用第三代减水剂、聚丙烯纤维均为市售同名产品。2一种制造权利要求1所述耐火浇注料的工艺,其特征为将按配方比。

4、例的植物发泡剂加入成型设备的发泡筒,用120的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫,按上述配比称取剩余的原料,加入成型设备的拌料筒,后加剩余的水拌合成料浆,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土,将混凝土注入模具,经养护、脱模、干燥,可制成本发明所述的耐火浇注料。权利要求书CN104086196A1/3页3一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺技术领域0001本发明为一种用于高温窑炉的轻质耐火浇注料,适合通过现场浇筑形成隔热层的轻质衬体。首先,以回收耐火材料或煅烧煤矸石、铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅灰和外加剂为原料制成料浆,通过液压送到管道;其次,发泡剂与一定比例的水混合再与压缩空气。

5、混合,在管道中形成细密的泡沫;再次,在管道中混合料浆和泡沫形成泡沫混凝土;然后,用将混凝土注入模具,经养护、脱模、干燥制成可胜任隔热层工作的整体性耐火材料。背景技术0002目前,高温窑炉主要使用氧化铝空心球、轻质高铝、轻质粘土、耐火纤维制品板、以及硅酸钙五大类隔热耐火材料。其中,隔热最好的材料为耐火纤维制品和硅酸钙耐火制品。但是,这些高效能的隔热材料效果不稳定。受高温长期作用后,纤维会发生变质、粉化。纤维粉化后,不仅导致制品丧失隔热功能,而且造成严重的环保问题。由于粉化物吸入后有害人体健康,欧盟已将硅酸铝耐火纤维列为第二类可能致癌的物质。至于硅酸钙制品,其一次结构单元为微小的硬钙硅石纤维,二次。

6、结构单元为纤维聚集而成的栗壳状球体。由于硬钙硅石的熔点很低,硅酸钙制品的短期最高使用温度为1000,长期安全使用温度在700以下。因此,需要开发一种耐高温、低导热、长寿命和环保友好的隔热耐火浇注料。0003为在人口膨胀、资源枯竭和环境污染压力下,可持续发展是唯一选择。这就要求设计、制造的每一步都要尽量减少资源、能源的消耗,减少有害物质排放;所制产品的性能要高,使用次数要多;要尽可能回收利用废弃的原材料。对于隔热耐火材料,常常用于窑炉的非工作层,要求很高的隔热性,但耐高温性不很高。此时,就没有必要使用高纯的耐火原料制作,而完全可以使用废弃的耐火材料等工业固体废弃物作替代。发明内容0004本发明研。

7、究一种泡沫轻质利废耐火浇注料及其制造工艺,以回收的耐火材料或煅烧煤矸石、铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅灰和外加剂植物或动物蛋白发泡剂、高强石膏促凝剂、柠檬酸缓凝剂、第三代减水剂为原料制成料浆,通过液压送到管道,发泡剂与一定比例的水混合再与压缩空气混合,在管道中形成细密的泡沫,在管道中混合水泥浆和泡沫形成泡沫混凝土,将泡沫混凝土浆注入模具,经养护、脱模、干燥、烧成后制成坯体;最后,将坯体切割成具有固定尺寸的耐火制品。本发明的优点如下00051整个泡沫体的制备以自动控制的方式管道中进行,起提高生产效率、减轻环境污染、减少人为因素的干扰的作用,以保证所制泡沫混凝土浆体的质量。00062采用第三代发泡剂的。

8、植物或动物蛋白原料,以制取高质量泡沫。00073采用高强石膏作为促凝剂,初凝以后迅速固化浆体,以获得具有细密气孔的固体。00084采用柠檬酸和三聚磷酸钠作为缓凝剂,以获得流动性良好的浆体并控制浆体初凝时间。由于缓凝剂溶解速度快但数量少,缓凝剂在水化初期控制液相的性质。由于固化说明书CN104086196A2/3页4剂和促凝剂的溶解慢,但数量占优,水化中期以后固化剂和促凝剂就控制液相的性质。随缓凝剂消耗殆尽,水泥、石膏迅速水化,形成水化硫铝酸钙,使浆体快速终凝。由此,形成具有初凝1H,终凝2H的性能和良好流动性的细密稳定泡沫体,并使该泡沫体能可靠地固化成轻质高强材料。00095最主要一点,采用废。

9、弃的耐火材料或煅烧煤矸石作粉体,以蛋白类物质为发泡剂,以水泥为固化剂,制成具有细小密集气孔的轻质材料,使之胜任窑炉隔热层的工作需要,既利用了工业排放的固体废弃物,又减少了窑炉的散热,获取了一举两得的效果。0010本发明所述浇注料的重量百分比配比为001100120013所述回收的废弃耐火材料为回收利用的废弃铝硅质耐火材料,要求磨细至180目88M筛余10,所述煅烧煤矸石为经煅烧后的普通煤矸石,要求磨细至180目88M筛余10,所述硅灰、铝酸钙水泥为市售商品,所述高强石膏为指标达到型高强石膏JC/T20382010要求的市售产品,所述蛋白发泡剂为市售由植物制造的如茶皂素或皂角苷发泡剂,或为市售由。

10、动物蹄角、毛发、血液制造的发泡剂,所述柠檬酸、三聚磷酸钠、建筑混凝土用第三代减水剂、聚丙烯纤维均为市售同名产品。0014本发明所述的制造工艺为按配方比例的植物发泡剂加入成型设备的发泡筒,用120的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫,按上述配比称取剩余的原料,加入成型设备的拌料筒,后加剩余的水拌合成料浆,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土,将混凝土注入模具,经养护、脱模、干燥,可制成本发明所述的耐火浇注料。具体实施方式说明书CN104086196A3/3页50015实施例10016采用配比180目回收废粘土砖粉67、硅灰15、纯铝酸钙水泥15、高强石膏3;外加茶皂素发泡剂05、。

11、柠檬酸05、三聚磷酸钠05,第三代减水剂01,聚丙烯纤维02,水60。首先,将植物发泡剂加入成型设备的发泡筒,用120的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫;其次,按称取剩余的原料,加入拌料筒后加剩余的水拌合成料浆;接着,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土;然后,用将泡沫混凝土浆注入模具,经养护、脱模、和11024小时干燥制得耐火浇注料坯体。经检验,制品的分类温度1200,密度400KG/CM3、耐压强度051MPA,导热系数007W/MK。0017实施例20018采用配比180目煅烧煤矸石粉60、硅灰18、纯铝酸钙水泥20、高强石膏2;外加茶皂素发泡剂03、柠檬酸06、三聚磷。

12、酸钠02,第三代减水剂01,聚丙烯纤维02,水55。首先,将植物发泡剂加入成型设备的发泡筒,用120的水稀释,再吹入压缩空气制取泡沫;其次,按称取剩余的原料,加入拌料筒后加剩余的水拌合成料浆;接着,将料浆和泡沫分别压入管道,在管道中混合成为流态泡沫混凝土;然后,用将泡沫混凝土浆注入模具,经养护、脱模、在1104小时干燥、烧成后制成浇注料坯体。经检验,制品的分类温度1200,密度510KG/CM3、耐压强度11MPA,导热系数012W/MK。经过实验,制取了使用温度高、导热系数低,长期使用后不粉化,不产生有害人体健康物质的新型隔热不定型耐火材料,达到了既利用工业排放的固体废弃物,又减少了高温窑炉的散热,获取了一举两得的巨大效果。说明书CN104086196A。

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