聚苯乙烯法高岭土-硅线石质隔热耐火制品制作方法

黄万钦

1992年7月8日

1990年12月22日

1990年12月22日

冶金部洛阳耐火材料研究院

C04B38/02GK1062520SQ9010608

硅线 聚苯乙烯 隔热 石质 高岭土

1.一种添加聚苯乙烯制造隔热耐火制品的方法，其特征是高岭土5～30%(重量)，兰晶石10～60%(重量)，硅线石20～75%(重量)，可发性聚苯乙烯珠粒，外加4～15%(重量)2.根据权利要求1所述的方法，其特征是加入适量水份将物料混合均匀，倒入封闭的金属模中，在120～140℃烘干，拆模前再在180～185℃热烘0.5～1小时，拆模后坯体在1440～1650℃下高温烧成3.根据权利要求1、2所述的方法，其特征是配料中的硅线石物料，可以用其它类似耐火原料取代，如高铝矾土熟料，工业氧化铝粉、红柱石等

本发明涉及一种新型隔热耐火制品，聚苯乙烯法高岭土-硅线石质隔热耐火制品，制品的特点是氧化铁含量低，耐压强度高，抗热冲击性好，特别适宜使用在含炭还原气氛的工业窑炉中作隔热炉衬在已知的技术文献SU592785、SU749810中制品的制造工艺是把耐火粘土、硅线石族原料、略微发泡的聚苯乙烯颗粒、水制备的耐火泥料，装入在封闭的金属模子中，用热空气加热，拆模后，生坯经烧成得到制品上述已知方法的缺点是用耐火粘土结合，制品的氧化铁含量高，不宜使用在含炭还原气氛中，并且制品的强度较低本发明的目的是研制一种氧化铁含量低，能使用在含炭还原气氛的隔热耐火制品，并提高制品的耐压强度本发明中，用高岭土代替耐火粘土来降低制品的氧化铁含量由于高岭土的粘结性能比耐火粘土差，耐火泥料在模子中热处理后拆模时，生坯表面致密层易被模板局部粘掉，造成废品曾采用糊精、羟基氯化铝、羧甲基纤维素作辅助结合剂与高岭土配合成型，均未达到目的生坯表面仍易被模板局部粘掉，仅采用糊精可制得外形完整的半成品，但制品中心会出现一椭球形疏松部分本发明中采用减少高岭土加入量的方法，例如加入量降低到10%，拆模后，可以得到外形完整的半成品本发明中，在配料的高岭土加入量多的条件下，采用“二级加热法”，即耐火泥料在闭合模具中经130～140℃加热后，补加180～185℃加热0.5～1小时，拆模后，可以得到外形完整的制品其原理是，在180～185℃加热时，生坯表层附近的聚苯乙烯发生软熔，将表层的耐火泥料致密层粘结住，拆模时，生坯表面很容易脱离模板本发明中，硅线石族原料与高岭土之间的烧结，需要在高温下才能充分完成，为提高制品的耐压强度，必需提高制品的烧成温度，例如高于1500℃以上本发明中，配料补加少量耐火粘土，可使制品在较低温度下烧成，同时制品的耐压强度大大提高本发明中，可补加其他耐火原料改进制品性能，或得到特定性能的制品如补加高岭土熟料，工业氧化铝、红柱石、高铝矾土等补加高岭土熟料的制品，有利于进一步降低制品的氧化铁含量，使制品的外观变为白色补加工业氧化铝亦起到降低制品的氧化铁含量的作用，同时可提高制品的氧化铝含量，可制得莫来石质轻质制品，进一步提高制品的使用温度和高温性能本发明的实质是轻质制品的配料采用高岭土5～30%(重量)，兰晶石10～60%(重量)，硅线石20～75%(重量)，可发性聚苯乙烯珠粒外加4～15%(重量)，水适量在配料中可补加部分高岭土熟料、工业氧化铝、红柱石、高铝矾土等，得到特定性能的制品可发性聚苯乙烯珠粒予先部分或全部在沸水或蒸汽中予先略微发泡聚苯乙烯颗粒与耐火组分，水充分搅拌，制备成耐火泥料，然后将其装入封闭的金属模中，经120～140℃加热或补加180～185℃×0.5～1小时加热拆模后，生坯进行高温烧成硅线石族原料在高温下的体积膨胀可抵消烧成收缩本法可制得体积密度0.45g/cm3至1.0g/cm3的系列产品本发明中硅线石、兰晶石采用生料配料，制造工艺简单;泥料成型水分低，干燥时间短，制品烧成后勿需切、磨精整，节省原料，可直接制得标型、异型制品;制品的结构均匀，表面有一层0.5～1mm的致密层;制品的氧化铁含量低，氧化铝含量高，耐压强度高，抗热冲击性好;制品除可使用在普通高温窑炉中作隔热炉衬外，特别适宜于使用在含炭还原气氛的工业窑炉中作隔热炉衬实施例1配料采用高岭土10%(重量)，硅线石57%(重量)，兰晶石33%(重量)，可发性聚苯乙烯珠粒8%(外加，重量)，水适量把在沸水或蒸汽中略微发泡的聚苯乙烯颗粒与上述物料搅拌均匀，装入在闭合的金属模子中，经120℃×14小时加热，拆模后，生坯经1440×2小时烧成，得到体积密度0.8g/cm3的制品实施例2参照实施例1，配料采用高岭土20%(重量)，硅线石55%(重量)，兰晶石25%(重量)，可发性聚苯乙烯珠粒8%(外加，重量)，水适量泥料在闭合模子中，经130℃×9小时加热后，再经180℃×45分钟加热，生坯经1500℃×2小时烧成，得到体积密度0.8g/cm3的制品实施例3参照实施例2，配料采用高岭土16%(重量)，耐火粘土4%(重量)，硅线石60%(重量)，兰晶石20%(重量)，可发性聚苯乙烯珠粒8%(外加，重量)，水适量泥料在闭合模子中经130℃×9小时加热后，再经180℃×45分钟加热，生坯经1440℃×2小时烧成，得到体积密度0.8g/cm3制品，制品的耐压强度大大提高实施例4参照实施例1、实施例2，配料采用高岭土20%(重量)，高岭土熟料细粉20%(重量)，硅线石40%(重量)、兰晶石20%(重量)，可发性聚苯乙烯珠粒8%(外加，重量)，水适量泥料在闭合模子中经130℃×9小时，180℃×45分钟加热，生坯经1450～1600℃烧成，得到体积密度0.8g/cm3的制品，制品外观为白色制品的性能见表1制品性能表