本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、石灰回轉(zhuǎn)窯在石灰生產(chǎn)過程中起著關(guān)鍵作用，其內(nèi)部作業(yè)條件極為嚴酷。在高溫煅燒過程中，窯內(nèi)溫度通?？蛇_1500℃以上，并且還要承受物料的高速撞擊、磨損以及堿性蒸汽的強烈腐蝕。盡管傳統(tǒng)的內(nèi)襯材料，例如普通耐火磚，能夠承受一定高溫，但它們在隔熱方面表現(xiàn)不佳，導(dǎo)致大量熱能流失，進而提高了能源消耗；另一方面，一些具備良好隔熱性能的材料又常常因為強度不足，難以承受機械應(yīng)力的作用，容易損壞，無法確保石灰回轉(zhuǎn)窯的持續(xù)穩(wěn)定運行。因此，開發(fā)一種兼具高強度與隔熱性能的預(yù)制塊對于提高石灰回轉(zhuǎn)窯的能效、降低生產(chǎn)成本以及延長設(shè)備使用壽命具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊及其制備方法。

2、為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:

3、一種石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊，包括以下質(zhì)量份的原料:

4、α-氧化鋁微粉35-45份、莫來石纖維5-7份、空心陶瓷微珠4-10份、氮化鋯粉體12-15份、功能助劑6-8份、結(jié)合劑8-12份。

5、優(yōu)選的，所述功能助劑由以下方法制得:

6、a1、將硝酸釔溶液加入到鋯溶液中，攪拌15-25min，隨后邊攪拌邊加入氫氧化鈉溶液，加熱攪拌2-4h，在60-80℃下放置3-4h，過濾，洗滌，干燥，煅燒，得復(fù)合微粉；

7、a2、將硝酸鎂和硫酸鋁分散于乙醇中，攪拌12-20min，加入酒石酸，攪拌3-6h，再加入復(fù)合微粉，攪拌35-45min，靜置1-2h，過濾，干燥，煅燒，得功能助劑。

8、優(yōu)選的，所述步驟a1中的煅燒具體為:控制升溫速度為6-8℃/min，升至300-400℃，保溫2-3h；控制升溫速度為3-4℃/min，升溫至600-800℃，保溫3-4h，隨爐冷卻。

9、優(yōu)選的，所述步驟a1中硝酸釔溶液、鋯溶液和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為2-5:12-15:0.5-1，所述鋯溶液由質(zhì)量比為8-12:50-60的鋯酸四乙酯和丙酮混合制得。

10、優(yōu)選的，所述硝酸釔溶液為質(zhì)量分數(shù)為10-15%的硝酸釔水溶液。

11、優(yōu)選的，所述氫氧化鈉溶液為質(zhì)量分數(shù)為15-20%的氫氧化鈉水溶液。

12、優(yōu)選的，所述步驟a2中的煅燒具體為:控制升溫速度為5-8℃/min，升至600-800℃，保溫1-2h；控制升溫速度為2-4℃/min，升溫至1000-1200℃，保溫6-8h，隨爐冷卻。

13、優(yōu)選的，所述步驟a2中硝酸鎂、硫酸鋁、酒石酸和復(fù)合微粉的質(zhì)量比為2-3:3-6:0.5-0.8:12-16。

14、優(yōu)選的，所述結(jié)合劑包括質(zhì)量比為4-6:1-2的磷酸鹽水泥和五硼酸銨。

15、一種石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊的制備方法，由以下方法制得:

16、s1、按質(zhì)量份，將α-氧化鋁微粉、莫來石纖維、空心陶瓷微珠、氮化鋯粉體、功能助劑和結(jié)合劑混合，在300-400rpm下攪拌20-30min，擠壓成型制得預(yù)制塊坯料；

17、s2、將預(yù)制塊坯料放置在70-80℃下干燥8-12h，然后將干燥后的坯料進行燒結(jié)，在4-6℃/min下升溫至700-800℃，保溫2-4h；在8-12℃/min下升溫至1100-1200℃，保溫1-2h，最后在2-4℃/min下升溫至1300-1450℃，保溫3-5h，最后隨爐冷卻制得預(yù)制塊。

18、綜上，本發(fā)明具有以下有益效果:

19、本發(fā)明將硝酸釔和鋯溶液、氫氧化鈉混合后，經(jīng)過一系列操作制得復(fù)合微粉，然后將硝酸鎂、硫酸鋁和酒石酸混合后加入復(fù)合微粉，煅燒制得功能助劑，釔離子在煅燒過程中可以進入鋯基材料的晶格，起到穩(wěn)定晶格結(jié)構(gòu)的作用，提高材料的高溫穩(wěn)定性；鎂離子和鋁離子的引入，在酒石酸的作用下，形成特定結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體，在煅燒過程中，在復(fù)合微粉表面生成鎂鋁尖晶石等高溫穩(wěn)定相，能夠為預(yù)制塊提供優(yōu)異的高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，并且提高預(yù)制塊的強度；先引入釔，能夠使復(fù)合微粉表面具有更適宜的化學(xué)活性，并且促進復(fù)合微粉與鎂鋁尖晶石之間在界面處的化學(xué)鍵合，使功能助劑形成一個更加緊密、協(xié)同的整體結(jié)構(gòu)；釔摻雜的復(fù)合微粉在韌性、活性等方面具有優(yōu)勢，而鎂鋁尖晶石在高溫穩(wěn)定性、硬度和化學(xué)抗性方面表現(xiàn)出色，兩者結(jié)合后，功能助劑能夠兼具多種優(yōu)良性能；在燒結(jié)過程中，釔的存在能夠降低燒結(jié)溫度，鎂鋁尖晶石的形成可以在燒結(jié)過程中起到骨架支撐的作用。兩者協(xié)同作用，能夠使預(yù)制塊在較低的溫度下更快地實現(xiàn)致密化燒結(jié)，減少能源消耗的同時，提高預(yù)制塊的致密度和性能均勻性。

20、本發(fā)明將磷酸鹽水泥和五硼酸銨混合后，作為結(jié)合劑添加到預(yù)制塊中，五硼酸銨的化學(xué)穩(wěn)定性與磷酸鹽水泥在高溫和化學(xué)環(huán)境中的穩(wěn)定性相互補充，共同提高預(yù)制塊在復(fù)雜化學(xué)環(huán)境和高溫條件下的穩(wěn)定性，磷酸鹽水泥和五硼酸銨都具有一定的耐高溫性能，二者通過相互作用，形成高溫穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使預(yù)制塊能夠在高溫環(huán)境中保持較好的性能和結(jié)構(gòu)完整性。

技術(shù)特征：

1.一種石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊，其特征在于，包括以下質(zhì)量份的原料:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊，其特征在于，所述功能助劑由以下方法制得:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊，其特征在于，所述步驟a1中的煅燒具體為:控制升溫速度為6-8℃/min，升至300-400℃，保溫2-3h；控制升溫速度為3-4℃/min，升溫至600-800℃，保溫3-4h，隨爐冷卻。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊，其特征在于，所述步驟a1中硝酸釔溶液、鋯溶液和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為2-5:12-15:0.5-1，所述鋯溶液由質(zhì)量比為8-12:50-60的鋯酸四乙酯和丙酮混合制得。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊，其特征在于，所述步驟a2中的煅燒具體為:控制升溫速度為5-8℃/min，升至600-800℃，保溫1-2h；控制升溫速度為2-4℃/min，升溫至1000-1200℃，保溫6-8h，隨爐冷卻。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊，其特征在于，所述步驟a2中硝酸鎂、硫酸鋁、酒石酸和復(fù)合微粉的質(zhì)量比為2-3:3-6:0.5-0.8:12-16。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊，其特征在于，所述結(jié)合劑包括質(zhì)量比為4-6:1-2的磷酸鹽水泥和五硼酸銨。

8.一種如權(quán)利要求1-7所述的石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊的制備方法，其特征在于，由以下方法制得:

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石灰回轉(zhuǎn)窯用高強度隔熱預(yù)制塊及其制備方法，包括以下原料:α?氧化鋁微粉35?45份、莫來石纖維5?7份、空心陶瓷微珠4?10份、氮化鋯粉體12?15份、功能助劑6?8份、結(jié)合劑8?12份；由以下方法制得：S1、將α?氧化鋁微粉、莫來石纖維、空心陶瓷微珠、氮化鋯粉體、功能助劑和結(jié)合劑混合，擠壓成型制得預(yù)制塊坯料；S2、將預(yù)制塊坯料進行干燥8?12h，然后將干燥后的坯料進行燒結(jié)，最后隨爐冷卻制得預(yù)制塊，制得的石灰回轉(zhuǎn)窯用預(yù)制塊，耐壓、抗折性能和隔熱性能表現(xiàn)優(yōu)異，能夠得到廣泛應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：錢晶,錢志明,柏瑩瑩,朱秀芬,劉成強
受保護的技術(shù)使用者：江蘇諾明高溫材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8