[发明专利]一种含锆刚玉耐火浇注料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含锆刚玉耐火浇注料及其制备方法，由耐火原料以及占耐火原料质量3～6％的结合剂混合制成，耐火原料由以下重量份的组分组成：粗骨料20～25份，中骨料35～40份，细骨料10～20份，纳米氧化锌1～5份，氧化铝微粉10～15份；其中，粗骨料为粒度2.0mm以下的矾土电熔刚玉，中骨料为粒度0.5mm以下的矾土电熔刚玉，细骨料为粒度0.1mm以下的改性氧化锆与莫来石的混合物，改性氧化锆与莫来石的重量比为1.5：1；改性氧化锆的制作过程是：将氧化锆和碳酸镁、氧化铕混合，搅拌10分钟后在1500～1600℃条件下保温4小时，冷却后破碎成粒径在0.1mm以下的微粒。制备过程是：按比例将各原料粉体混合，加入粘合剂后高温混练。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种耐高温条件下灰渣侵蚀的耐火材料及其制备方法。

背景技术

目前城市垃圾的处理方法，一般采用熔融处理焚烧后剩下的焚烧灰，同时达到无害化和减量化。等离子熔融炉由于其出口烟气温度高，流速快的特点，定型的耐火材料作为烟气管道的耐火衬里在使用一段时间后容易变形，剥落。修补难度大。不定型的耐火浇注料具有成本低，使用方便，适用范围广，整体性及使用效果好的优点。但是常用的刚玉浇注料使用了铝酸钙水泥作为结合剂并加入了氧化硅微粉，这会导致材料在高温条件下形成钙长石、钙黄长石，导致浇注料热态强度大大降低。此外用于垃圾处理的等离子熔融炉由于原料成分复杂多变，其烟气组成也随着不断改变。这对烟气管路的耐火衬里的耐腐蚀性提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种含锆刚玉耐火浇注料，热态强度高，并且能够耐烟气侵蚀。

本发明的另一目的是提供上述含锆刚玉耐火浇注料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种含锆刚玉耐火浇注料，由耐火原料以及占耐火原料质量3～6％的结合剂混合制成，所述耐火原料由以下重量份的组分组成：粗骨料20～25份，中骨料35～40份，细骨料10～20份，纳米氧化锌1～5份，氧化铝微粉10～15份；其中，粗骨料为粒度2.0mm以下的矾土电熔刚玉，中骨料为粒度0.5mm以下的矾土电熔刚玉，细骨料为粒度0.1mm以下的改性氧化锆与莫来石的混合物，改性氧化锆与莫来石的重量比为1.5：1；改性氧化锆的制作过程是：将氧化锆和碳酸镁、氧化铕混合，搅拌10分钟后在1500～1600℃条件下烧制，保温时间为4小时，冷却后破碎成粒径在2微米以下的微粒；其中，氧化锆和碳酸镁的质量比为2:1，氧化铕的质量为氧化锆质量的5～8％。

优选的，所述耐火原料由以下重量份的原料组成：粗骨料22份，中骨料占38份，细骨料占15份，纳米氧化锌2份，氧化铝微粉15份。

优选的，所述结合剂为缩合磷酸铝。

本发明还提供上述含锆刚玉耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氧化锆和碳酸镁、氧化铕混合，搅拌10分钟后在1500～1600℃条件下烧制，保温4小时，冷却后破碎成粒径在0.1mm以下的微粒制成改性氧化锆；将煤矸石破碎至400目以下，然后在1100℃煅烧2小时，冷却后破碎成粒径在0.1mm以下的微粒制成莫来石；

(2)按重量份分别称取粗骨料、中骨料、细骨料、纳米氧化锌、氧化铝微粉各原料粉末，混合均匀，然后加入原料总质量3～6％的结合剂，混合搅拌5～10min，再高速混练15～20min，即可。

优选的，步骤(1)中，氧化锆烧制过程中900℃以下时升温速率控制在15℃/h以下，900℃以上时升温速率控制在25℃/h以下。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.与传统的刚玉耐火浇注相比，添加了MgO稳定化的氧化锆作为细骨料，增加了材料的耐腐蚀性，增强了材料的使用寿命。

2.本发明采用缩合磷酸铝作为结合剂，增强了材料的耐压强度。