本發明涉及輕質保溫耐火材料，具體涉及一種300kg級輕質莫來石磚及其制備工藝。
背景技術：
輕質莫來石磚以其純度高、耐高溫、強度大、導熱系數低等優越性能，廣泛應用于石化、電力等行業高溫熱工設備的保溫層襯里，甚至工作襯里。根據體積密度不同，通常可將輕質莫來石磚分為23級(500kg/m3)、26級、28級、30級等等，體積密度最小的輕質莫來石磚為23級輕質莫來石磚。目前輕質莫來石磚的成型方法采用擠壓成型方式。
隨著熱工設備對耐火材料越來越嚴苛的要求，以及節能減排的需求，保溫材料向體積密度更輕、導熱系數更小、能耐高溫、具有足夠強度的方向發展成為必然。根據對國外市場的了解，他們對超輕保溫材料的需求欲望遠遠大于國內，而且國內尚無體積密度小于500kg/m3的輕質莫來石磚，因此，研究開發超輕莫來石保溫磚有利于搶先占領國際和國內市場。
傳統的擠壓成型不能滿足超輕莫來石磚成型工藝要求，體積密度500kg/m3已經達到極限值，不可能再降低。而且擠壓成型對超輕磚成型有致命缺陷：由于配方中加入了鋸末、聚丙乙烯球等燒失劑，擠壓成型后磚坯有較大體積反彈過程，這個過程會在磚體內部形成大量宏觀物理缺陷，即使高溫燒成后這些缺陷也不會消失，從而導致超輕磚強度降低，大量貫穿的裂紋也會使導熱系數增大，從而降低保溫節能的效果。
技術實現要素：
發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種體積密度小、強度高、導熱系數小的輕質莫來石磚的制備工藝。
為了解決上述技術問題，本發明提供的一種300kg級輕質莫來石磚配方，具體制備工藝為：
以上組分重量百分比之和為100％；
此外，額外添加以下組份，計算基準為上述組分總重量：
發泡劑 2-5％；
潔凈水 75-100％；
陶瓷分散劑 0.6-1.4％。
本發明中，蘇州泥為200-500目，優選200目；α-氧化鋁微粉為1000-1500目，優選1000目；硅灰為96硅灰；紫木節為500-700目，優選500目；膨潤土為200-500目，優選200目；焦寶石為特級焦寶石，200-500目，優選200目；沸石粉為斜發沸石粉，500-700目，優選500目；碳酸鈣粉為輕質碳酸鈣粉，200-500目，優選200目；水泥為白水泥；外加組份發泡劑為鋁粉發泡劑，1500-2000目，優選1500目；外加組份分散劑為陶瓷分散劑。
本發明中，陶瓷分散劑為淡黃色至黃色液體，pH值在6.0-8.5％，密度≥1.10g/cm3，能夠吸附在各種微小顆粒表面并產生靜電斥力使漿體分散，避免沉降、返粗，具有良好的懸浮穩定作用。
一種300kg級輕質莫來石磚的制備工藝，包括如下步驟：
(1)濕態球磨均化混合制漿：將除水泥、發泡劑以外的所有原材料加入到濕態球磨機中，球磨均化30-60分鐘，優選30分鐘，出漿備用，0.5-1小時內用完；
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機中，加入水泥攪拌3-5分鐘，然后再加入發泡劑，繼續攪拌3-5分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化36-48小時，優選36小時后拆模；
(5)養護：恒溫恒濕養護2-3天，優選3天；
(6)烘干：40-60℃，優選60℃烘烤24-48小時，優選24小時；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫燒成，保溫36-48小時，優選36小時；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來石磚加工成所需形狀。
本發明中，濕態球磨均化混合制漿過程濕磨球采用氧化鋁材質球，大球規格為中球規格為小球規格為大球、中球、小球按重量比(0.5-1.5):(1.8-2.3):(3.0-4.0)組合，優選重量比1:2:3.5。
有益效果：
采用本發明制備的輕質莫來石磚單位重量輕，體積密度小，達到300±20kg/m3左右，有利于減少窯體自重，降低耐火材料負荷過重對窯體造成損壞的可能性，延長使用壽命；導熱系數低，540℃下導熱系數≤0.120w/m·k，有效減少窯體熱量損失，可提高能源利用率20％以上，節能環保；最高使用溫度可達1200℃，可用于環境溫度要求較高的熱工設備保溫層；常溫耐壓強度可達1.1MPa，解決了保溫材料強度低的問題，有利于提高磚體稱重和剪切能力，減少窯體損壞的可能性。
具體實施方式
實施例1
工藝配方為：
具體步驟如下：
(1)濕態球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態球磨機中，球磨均化40分鐘，出漿備用，1小時內用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機中，加入白水泥攪拌3分鐘，然后再加入鋁粉發泡劑，繼續攪拌3分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化40小時后拆模；
(5)養護：恒溫恒濕養護2天；
(6)烘干：50℃烘烤36小時；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫燒成，保溫40小時；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來石磚加工成所需形狀。
實施例2
工藝配方為：
具體步驟如下：
(1)濕態球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態球磨機中，球磨均化30分鐘，出漿備用，1小時內用完。其中濕磨球采用氧化鋁材質球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積的(1)中漿體，置于葉片攪拌機中，加入白水泥攪拌3分鐘，然后再加入鋁粉發泡劑，繼續攪拌3分鐘；
(3)澆注成型：將(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化36小時后拆模；
(5)養護：恒溫恒濕養護3天；
(6)烘干：60℃烘烤24小時；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫燒成，保溫36小時；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來石磚加工成所需形狀。
實施例3
工藝配方為：
具體步驟如下：
(1)濕態球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態球磨機中，球磨均化50分鐘，出漿備用，1小時內用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機中，加入白水泥攪拌3分鐘，然后再加入鋁粉發泡劑，繼續攪拌3分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化48小時后拆模；
(5)養護：恒溫恒濕養護3天；
(6)烘干：60℃烘烤48小時；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫燒成，保溫48小時；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來石磚加工成所需形狀。
實施例4
具體步驟如下：
(1)濕態球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態球磨機中，球磨均化30分鐘，出漿備用，0.5小時內用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機中，加入白水泥攪拌3分鐘，然后再加入鋁粉發泡劑，繼續攪拌3分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化36小時后拆模；
(5)養護：恒溫恒濕養護2天；
(6)烘干：40℃烘烤24小時；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫燒成，保溫36小時；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來石磚加工成所需形狀。
實施例5
具體步驟如下：
(1)濕態球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態球磨機中，球磨均化60分鐘，出漿備用，1小時內用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機中，加入白水泥攪拌5分鐘，然后再加入鋁粉發泡劑，繼續攪拌5分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化48小時后拆模；
(5)養護：恒溫恒濕養護3天；
(6)烘干：60℃烘烤48小時；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫燒成，保溫48小時；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來石磚加工成所需形狀。
實施例6
具體步驟如下：
(1)濕態球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態球磨機中，球磨均化50分鐘，出漿備用，0.8小時內用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機中，加入白水泥攪拌4分鐘，然后再加入鋁粉發泡劑，繼續攪拌4分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化42小時后拆模；
(5)養護：恒溫恒濕養護2天；
(6)烘干：50℃烘烤36小時；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫燒成，保溫42小時；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來石磚加工成所需形狀。
實施例7
具體步驟如下：
(1)濕態球磨均化混合制漿：將除白水泥、鋁粉以外的所有原材料加入到濕態球磨機中，球磨均化40分鐘，出漿備用，1小時內用完；其中濕磨球采用氧化鋁材質球，大球中球小球
(2)葉片攪拌混合制漿：量取所需體積步驟(1)制備的漿體，置于葉片攪拌機中，加入白水泥攪拌4分鐘，然后再加入鋁粉發泡劑，繼續攪拌4分鐘；
(3)澆注成型：將步驟(2)中制好的漿體倒入模具中成型；
(4)脫模：自然硬化45小時后拆模；
(5)養護：恒溫恒濕養護2天；
(6)烘干：50℃烘烤40小時；
(7)燒成：隧道窯1200-1300℃高溫燒成，保溫40小時；
(8)附加工：將燒成的超輕莫來石磚加工成所需形狀。
實施例效果：
表1為實施例1-7所制備300kg級輕質莫來石磚的體積密度、耐壓強度、導熱系數值。
表1實施例1-7所制備的300kg級輕質莫來石磚性能參數
本發明提供了一種300kg級輕質莫來石磚及其制備工藝的思路及方法，具體實現該技術方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。