微波高溫專用保溫耐火材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火材料領(lǐng)域，尤其涉及一種微波高溫專用保溫耐火材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)窯爐是工業(yè)生產(chǎn)中的主要耗能設(shè)備，每年能耗數(shù)量巨大，尤其在冶金、建材、陶瓷、玻璃、化工及機(jī)電企業(yè)中的熱加工過(guò)程中，工業(yè)窯爐的能耗可占總能耗的40-70%，而微波工業(yè)窯爐較之傳統(tǒng)工業(yè)窯爐具有升溫速度快，物料受熱均勻，熱能利用率高等優(yōu)點(diǎn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，微波工業(yè)窯爐取代傳統(tǒng)工業(yè)爐將成為必然結(jié)果。
[0003]目前大多數(shù)的耐火材料還都是應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)窯爐的耐火材料，在微波工業(yè)窯爐中透波性能差，并不能夠很好地應(yīng)用，本發(fā)明正是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題做出了一種適用于微波工業(yè)窯爐的微波高溫專用保溫耐火材料，將其推廣應(yīng)用必然會(huì)對(duì)我國(guó)高溫窯爐行業(yè)節(jié)能減排產(chǎn)生巨大的作用，具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提出了一種微波高溫專用保溫耐火材料及其制備方法，使得保溫耐火材料用于微波高溫工業(yè)窯爐能夠達(dá)到透波性能好、高效節(jié)能、壽命長(zhǎng)的目的，從而為微波高溫工業(yè)的節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種微波高溫專用保溫耐火材料，由高純鋁和莫來(lái)石纖維在微波工業(yè)窯爐中制備而成，高純鋁的質(zhì)量百分比為55~80%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為20~45% ;所述高純鋁的A1203純度彡99.9%，顆粒尺寸大小為1.00mm ;莫來(lái)石纖維中A1 203的質(zhì)量百分比為72~80%，Si02的質(zhì)量百分比為20~28% ;所述保溫耐火材料主要化學(xué)成分及各成分質(zhì)量百分比為:A1203含量80~93%，Si02含量7~20%，F(xiàn)e 203含量彡1%，三者之和為100%。
[0006]高純鋁的質(zhì)量百分比為64.6%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為35.4%。
[0007]高純鋁的質(zhì)量百分比為71.3%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為28.7%。
[0008]一種上述微波高溫專用保溫耐火材料的制備方法，所述保溫耐火材料由高純鋁和莫來(lái)石纖維制備而成，高純鋁的質(zhì)量百分比為55~80%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為20-45% ;所述制備方法包括以下步驟:
(1)將高純鋁和莫來(lái)石纖維按上述配比配料以水為研磨介質(zhì)進(jìn)行球磨混料，球磨時(shí)間為30min，轉(zhuǎn)速為300r/min，得到泥楽；
(2)將上述泥漿烘干并按照其重量的4%添加PVA塑化劑，然后造粒，形成粒狀粉體；
(3)將粒狀粉體在20MPa~40MPa壓力下成型以形成坯體；
(4)將成型好的坯體在爐中燒結(jié)，燒結(jié)制度為:室溫到800°C階段的升溫速率為5~8°C/min，800°C到最終燒成溫度的升溫速率為2~5°C /min，最終燒成溫度為1400~1550°C，在最終燒成溫度下保溫時(shí)間為0.5~4h，然后隨爐冷至室溫，即得到微波高溫專用保溫耐火材料。
[0009]本發(fā)明提供的微波高溫專用保溫耐火材料透波性能好、高效節(jié)能、壽命長(zhǎng)，相關(guān)性能達(dá)標(biāo):體積密度彡1.3g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度彡5.8MPa，導(dǎo)熱系數(shù)< 0.6w/n*k，相對(duì)介電常數(shù)< 7，介電損耗< 0.07。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明:各實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0011]本發(fā)明保溫耐火材料的原料包括高純鋁和莫萊石纖維，其中高純鋁的質(zhì)量百分比為55~80%，顆粒尺寸大小為1.00mm，其A1203純度彡99.9%，；莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為20~45%，其中莫來(lái)石纖維各組分及各組分質(zhì)量百分比為:A1203含量為72~80%，S1 2含量為20~28%。該保溫耐火材料主要化學(xué)成分及各成分質(zhì)量百分比為:A1203含量80~93%，3102含量7~20%，F(xiàn)e203含量彡1%，三者之和為100%。
[0012]實(shí)施例1
各原料及其配比(質(zhì)量百分比):高純鋁55%，莫萊石纖維45%。
[0013]首先將各種原料按照上述配比并以水為研磨介質(zhì)球磨混料，球磨時(shí)間為30min，轉(zhuǎn)速為300r/min，得到泥漿；然后將上述泥漿烘干并按照其重量的4%添加PVA塑化劑，然后造粒，形成粒狀粉體；隨后將粒狀粉體在20MPa壓力下成型以形成坯體；將成型好的坯體在爐中燒結(jié)，燒結(jié)制度為:室溫到800°C階段的升溫速率為8°C /min，800°C到最終燒成溫度的升溫速率為2°C /min,最終燒成溫度為1400°C，在最終燒成溫度下保溫時(shí)間0.5h，然后隨爐冷至室溫，即得到微波高溫專用保溫耐火材料。
[0014]所得制品的主要性能指標(biāo)如下:適宜使用溫度為1500°C，體積密度為1.35g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度為6.3MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.43w/n.k，相對(duì)介電常數(shù)彡7，介電損耗彡0.07。
[0015]實(shí)施例2
各原料及其配比(質(zhì)量百分比):高純鋁64.6%，莫萊石纖維35.4%。
[0016]首先將各種原料按照上述配比并以水為研磨介質(zhì)球磨混料，球磨時(shí)間為30min，轉(zhuǎn)速為300r/min，得到泥漿；然后將上述泥漿烘干并按照其重量的4%添加PVA塑化劑，然后造粒，形成粒狀粉體；隨后將粒狀粉體在30MPa壓力下成型以形成坯體；將成型好的坯體在爐中燒結(jié)，燒結(jié)制度為:室溫到800°C階段的升溫速率為7°C /min，800°C到最終燒成溫度的升溫速率為3°C /min,最終燒成溫度為1430°C，在最終燒成溫度下保溫時(shí)間2h，然后隨爐冷至室溫，即得到微波高溫專用保溫耐火材料。
[0017]所得制品的主要性能指標(biāo)如下:適宜使用溫度為1550°C，體積密度為1.41g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度為7.8MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.49w/n.k，相對(duì)介電常數(shù)彡7，介電損耗彡0.07。
[0018]實(shí)施例3
各原料及其配比(質(zhì)量百分比):高純鋁71.3%，莫萊石纖維28.7%。
[0019]首先將各種原料按照上述配比并以水為研磨介質(zhì)球磨混料，球磨時(shí)間為30min，轉(zhuǎn)速為300r/min，得到泥漿；然后將上述泥漿烘干并按照其重量的4%添加PVA塑化劑，然后造粒，形成粒狀粉體；隨后將粒狀粉體在40MPa壓力下成型以形成坯體；將成型好的坯體在爐中燒結(jié)，燒結(jié)制度為:室溫到800°C階段的升溫速率為5°C /min，800°C到最終燒成溫度的升溫速率為5°C /min,最終燒成溫度為1550°C，在最終燒成溫度下保溫時(shí)間4h，然后隨爐冷至室溫，即得到微波高溫專用保溫耐火材料。
[0020]所得制品的主要性能指標(biāo)如下:適宜使用溫度為1600°C，體積密度為1.47g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度為8.4MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.55w/n-k,相對(duì)介電常數(shù)< 6.5，介電損耗< 0.07。
[0021]實(shí)施例4
各原料及其配比(質(zhì)量百分比):高純鋁75%，莫萊石纖維25%。
[0022]首先將各種原料按照上述配比并以水為研磨介質(zhì)球磨混料，球磨時(shí)間為30min，轉(zhuǎn)速為300r/min，得到泥漿；然后將上述泥漿烘干并添加4%的PVA塑化劑，然后造粒，形成粒狀粉體；隨后將粒狀粉體在45MPa壓力下成型以形成坯體；將成型好的坯體在爐中燒結(jié)，燒結(jié)制度為:室溫到800°C階段的升溫速率為6°C /min，800°C到最終燒成溫度的升溫速率為4°C /min，最終燒成溫度為1550°C，在最終燒成溫度下保溫時(shí)間4h，然后隨爐冷至室溫，即得到微波高溫專用保溫耐火材料。
[0023]所得制品的主要性能指標(biāo)如下:適宜使用溫度為1650°C，體積密度為1.51g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度為8.9MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.59w/n.k，相對(duì)介電常數(shù)彡8，介電損耗彡0.09。
[0024]實(shí)施例5
各原料及其配比(質(zhì)量百分比):高純鋁80%，莫萊石纖維20%。
[0025]首先將各種原料按照上述配比并以水為研磨介質(zhì)球磨混料，球磨時(shí)間為30min，轉(zhuǎn)速為300r/min，得到泥漿；然后將上述泥漿烘干并按照其重量的4%添加PVA塑化劑，然后造粒，形成粒狀粉體；隨后將粒狀粉體在45MPa壓力下成型以形成坯體；將成型好的坯體在爐中燒結(jié)，燒結(jié)制度為:室溫到800°C階段的升溫速率為4°C /min，800°C到最終燒成溫度的升溫速率為2°C /min,最終燒成溫度為1500°C，在最終燒成溫度下保溫時(shí)間4h，然后隨爐冷至室溫，即得到微波高溫專用保溫耐火材料。
[0026]所得制品的主要性能指標(biāo)如下:適宜使用溫度為1700°C，體積密度為1.51g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度為8.9MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.61w/n.k，相對(duì)介電常數(shù)彡9，介電損耗彡0.09。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微波高溫專用保溫耐火材料，其特征在于:由高純鋁和莫來(lái)石纖維在微波工業(yè)窯爐中制備而成，高純鋁的質(zhì)量百分比為55~80%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為20~45% ;所述高純鋁的A1203純度彡99.9%，顆粒尺寸大小為1.00mm ;莫來(lái)石纖維中A1 203的質(zhì)量百分比為72~80%，Si02的質(zhì)量百分比為20~28%;所述保溫耐火材料主要化學(xué)成分及各成分質(zhì)量百分比為:A1203含量80~93%，Si02含量7~20%，F(xiàn)e 203含量彡1%，三者之和為100%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波高溫專用保溫耐火材料，其特征在于:高純鋁的質(zhì)量百分比為64.6%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為35.4%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波高溫專用保溫耐火材料，其特征在于:高純鋁的質(zhì)量百分比為71.3%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為28.7%。4.一種權(quán)利要求1至3任一所述的微波高溫專用保溫耐火材料的制備方法，其特征在于:所述保溫耐火材料由高純鋁和莫來(lái)石纖維制備而成，高純鋁的質(zhì)量百分比為55~80%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為20~45% ;所述制備方法包括以下步驟: (1)將高純鋁和莫來(lái)石纖維按上述配比配料以水為研磨介質(zhì)進(jìn)行球磨混料，球磨時(shí)間為30min，轉(zhuǎn)速為300r/min，得到泥楽； (2)將上述泥漿烘干并按照其重量的4%添加PVA塑化劑，然后造粒，形成粒狀粉體； (3)將粒狀粉體在20MPa~40MPa壓力下成型以形成坯體； (4)將成型好的坯體在爐中燒結(jié)，燒結(jié)制度為:室溫到800°C階段的升溫速率為5~8°C/min，800°C到最終燒成溫度的升溫速率為2~5°C /min，最終燒成溫度為1400~1550°C，在最終燒成溫度下保溫時(shí)間為0.5~4h，然后隨爐冷至室溫，即得到微波高溫專用保溫耐火材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種微波高溫專用保溫耐火材料及其制備方法，所述保溫耐火材料由高純鋁和莫來(lái)石纖維在微波工業(yè)窯爐中制備而成，高純鋁的質(zhì)量百分比為55~80%，莫來(lái)石纖維的質(zhì)量百分比為20~45%，按一定配比配料后使原料混合均勻，再添加一定量的粘結(jié)劑和造孔劑攪拌均勻后，然后經(jīng)過(guò)成型、干燥、燒結(jié)、切割加工等一系列工藝過(guò)程，制備成一種微波高溫專用保溫耐火材料。保溫耐火材料主要化學(xué)成分為Al2O3和SiO2。本發(fā)明提供的微波高溫專用保溫耐火材料透波性能好、高效節(jié)能、壽命長(zhǎng)，可為目前微波工業(yè)爐設(shè)備提供高效節(jié)能的保證；相關(guān)性能達(dá)標(biāo)：體積密度≥1.3g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度≥5.8MPa，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.6w/n?k，相對(duì)介電常數(shù)≤7，介電損耗≤0.07。
【IPC分類(lèi)】C04B35/66
【公開(kāi)號(hào)】CN105272288
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510667924
【發(fā)明人】王濤
【申請(qǐng)人】河南東普熱能科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日