一种不粘铝免烧陶粒及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种不粘铝免烧陶粒及其制备方法和应用。


背景技术：

2.我国是铝合金生产大国，随着我国大飞机、高铁、航天等工业的发展，对于高端铝合金的需求逐年上升。铝合金的生产工艺中，熔铸是铝材生产的首道工序，即将铝锭在冶炼炉中进行高温熔化后，直接浇铸成铝棒；而且，铝合金熔液在熔铸过程中需要通过流槽、分流盘等进行输送和分流，冶炼炉、流槽和分流盘等主要用耐火浇注料制造，这类浇注料主要是基于钢铁冶炼用相关产品发展而来，具有体积密度大，导热系数高，抗粘铝性能不足的缺点。
3.节能环保、高效、绿色、降低生产成本是熔铸技术发展的一个趋势。经济的快速发展是一把双刃剑。随着我国铝工业的快速发展，一方面经济发展的效率有了很大提高，另一方面也给环境保护、安全和节能带来了一定压力。随着绿色经济的不断发展，政府在环保、节能、绿色等方面提出了更高的要求。熔铸车间是铝加工中最突出的部分，冶炼炉中所使用的耐火浇注料应提高保温效果，提高热效率，充分利用余热，降低综合能耗，并且降低生产成本。
4.事实上，用于铝熔铸的耐火浇注料不需要具备很高的耐高温性能，铝合金熔液的温度一般不超过700℃，因此，例如方解石这种分解温度大于800℃的物质足以抵御铝合金熔液的高温；另外铝合金的密度也远小于钢，因此，铝合金熔铸所用浇注料也不需要非常高的强度，完全可选用一些轻质保温的原材料。因此，亟需研究一种适用于铝熔铸过程使用的轻质、保温、不粘铝材料。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的旨在提供一种不粘铝免烧陶粒及其制备方法和应用。
6.为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：
7.本发明第一方面提供了一种不粘铝免烧陶粒，所述不粘铝免烧陶粒由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉65～75份、高铝水泥3～8份、玻璃粉20～30份、抗粘铝剂1.5～3份、水15～25份。
8.根据上述的不粘铝免烧陶粒，优选地，所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡组成。
9.根据上述的不粘铝免烧陶粒，优选地，抗粘铝剂中氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡的质量比为(5～10)：(5～10)：(3～6)：(2～4)；更加优选地，氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡的质量比为6:6:5:3。
10.根据上述的不粘铝免烧陶粒，优选地，所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣
粉中cao的含量≥40％。
11.根据上述的不粘铝免烧陶粒，优选地，所述玻璃粉的粒径≤150μm，所述钢渣粉的粒径≤75μm，所述抗粘铝剂的粒径≤75μm；所述不粘铝免烧陶粒的粒径为1～10mm。
12.根据上述的不粘铝免烧陶粒，优选地，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉70份、高铝水泥5份、玻璃粉25份、抗粘铝剂2.5份、水20份。
13.本发明第二方面提供了一种上述第一方面所述不粘铝免烧陶粒的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂、水混合均匀后造粒，得到颗粒料；
15.(2)将步骤(1)制备的颗粒料依次进行预养护、碳矿化养护，得到不粘铝免烧陶粒；所述碳矿化养护的操作为：将预养护后的颗粒料在co2体积浓度≥30％的气体氛围中养护。
16.根据上述的制备方法，优选地，步骤(2)中所述碳矿化养护的温度为10～40℃，碳矿化养护的时间为24～48h。
17.根据上述的制备方法，优选地，步骤(2)中所述气体为窑炉尾气。
18.根据上述的制备方法，优选地，步骤(2)中所述预养护的操作为：将颗粒料在温度为25～40℃、相对湿度为40％～60％的环境中放置12～48h。
19.本发明第三方面提供了上述第一方面所述不粘铝免烧陶粒在耐火浇注料中的应用。
20.根据上述应用，优选地，所述耐火浇注料为铝熔铸用耐火浇注料。
21.根据上述应用，优选地，所述不粘铝免烧陶粒作为耐火浇注料的骨料使用。
22.本发明第四方面提供了一种不粘铝耐火浇注料，所述不粘铝耐火浇注料中含有上述第一方面所述不粘铝免烧陶粒。
23.根据上述不粘铝耐火浇注料，优选地，所述不粘铝耐火浇注料为铝熔铸用耐火浇注料.
24.根据上述应用，优选地，所述不粘铝免烧陶粒作为不粘铝耐火浇注料的骨料使用。
25.与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果如下：
26.(1)本发明以钢渣粉、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂和水为原料来制备不粘铝免烧陶粒，铝酸盐水泥能够为陶粒坯体提供基本强度；钢渣粉在碳矿化养护的过程中能够发生碳矿化反应生成碳酸钙和无定形二氧化硅凝胶，进一步为陶粒提供更高的强度；钠钙硅酸盐玻璃粉升温到超过玻璃转变温度时，粘性流动就会开始，发生致密化行为，可以增强不粘铝免烧陶粒抵抗铝熔液浸润的能力，而且，钠钙硅酸盐玻璃粉与抗粘铝剂组合后可以起到协同作用，进一步增强抗粘铝性能，用此陶粒制备的铝熔铸用耐火浇注料抵抗铝熔液浸润性能强。
27.(2)本发明将氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡按质量比(5～10)：(5～10)：(3～6)：(2～4)进行复配作为抗粘铝剂，氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡的复配，能够使其优先于其他成分与渗透入耐火材料气孔中的铝水发生化反应，根据比例的不同，会生成不同形式的稳定的铝氟化合物，形成一层致密的阻隔层，从而有效地阻挡了铝水的进一步侵蚀，起到抗渗透的作用。
28.(3)本发明在制备不粘铝免烧陶粒时，将造粒得到的颗粒料在温度为25～40℃、相对湿度为40％～60％的环境中进行预养护，预养护能够使得高铝水泥进行充分水化生成水
化产物，加速水泥的硬化，为陶粒提供碳矿化前的初始强度。
29.(4)本发明对预养护后的颗粒料在co2体积浓度≥30％的窑炉尾气中进行养护，不仅实现了窑炉尾气的有效利用，同时碳矿化养护能够使陶粒快速硬化，获得强度。传统烧结陶粒是一个相对复杂的过程，其需要经历选料、制粒、预热、焙烧以及冷却等步骤。相比之下碳矿化养护在获得相同性能的基础上操作简捷，降低能耗；而且，在碳矿化养护的过程中，颗粒料能够吸收尾气中的硫氧化物、氮氧化物和二氧化碳气体，具有良好的低碳减排效益。
30.(5)本发明制备的不粘铝免烧陶粒的堆积密度750～900kg/m3，表观密度为1100～1400kg/m3，筒压强度为10～16mpa，2h吸水率为6～8％。由此说明，本发明制备的不粘铝免烧陶粒质轻、高强、吸水率低的优点，能够作为耐火浇注料的替代骨料。
31.(6)利用本发明不粘铝免烧陶粒作为耐火浇注料的骨料时，可有效降低浇注料的密度，减轻浇注料25％左右的重量；同时还能有效降低浇注料的生产成本(降低浇注料10％以上的原料成本)；而且，还能提高耐火浇筑料的隔热性能，增强浇筑料的抗铝熔液浸润性能，制备的浇注料具有质轻、隔热性性能好、保温效果好、不粘铝、抗铝熔液侵蚀性能强的优点，解决了现有用于铝熔铸的耐火浇注料体积密度大、导热系数高、抗铝熔液侵蚀能力差的难题。
32.(7)本发明不粘铝免烧陶粒利用废弃钢渣作为原料，降低了生产成本，实现了固体废弃物的二次利用，减少了环境污染，绿色环保。
具体实施方式
33.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
34.以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件和/或它们的组合。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，均采用本技术领域常规技术，或按照生产厂商所建议的条件；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
36.实施例1：钢渣粉用量探讨
37.为了研究钢渣粉用量对不粘铝免烧陶粒性能的影响，本发明进行了实施例1-1～实施例1-6。
38.实施例1-1～实施例1-6的具体内容如下。
39.实施例1-1：
40.一种不粘铝免烧陶粒，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉60份、高铝水泥5份、玻璃粉25份、抗粘铝剂2.5份、水20份。所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡按质量比6:6:5:3混合而成。所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣粉中cao的含量为45％；玻璃粉的粒径≤150μm，钢渣粉的粒径≤75μm，抗粘铝剂的粒径≤75μm。
41.上述不粘铝免烧陶粒的制备方法为：
42.(1)将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂混合均匀，得到干混料；以喷雾的方式将水加入干混料中混合均匀，得到是湿混料；
43.(2)将湿混料加入圆盘造粒机中进行造粒，得到粒径为10mm的颗粒料；
44.(3)将步骤(2)制备的颗粒料置于温度为25℃、相对湿度为60％的环境中预养护24h；然后将预养护后的颗粒料置于养护罐中，先将养护罐抽真空至1000pa以下，再通入窑炉尾气，在10℃条件下碳矿化养护48h，得到不粘铝免烧陶粒；其中，窑炉尾气中co2体积浓度为30％。
45.实施例1-2～实施例1-6的内容与实施例1-1基本相同，其不同之处在于：钢渣粉的用量不同。实施例1-2～实施例1-6不粘铝免烧陶粒配方中钢渣粉的用量分别为65份、70份、75份、80份、0份。
46.对实施例1-1～实施例1-6制备的不粘铝免烧陶粒进行堆积密度、表观密度、筒压强度、吸水率、抗粘铝性进行测试。抗粘铝性的测试方法参考钱健行《润湿角测定装置设计及其应用研究》文章中的改良座滴法，测量铝液与基底耐火浇注料之间的润湿角，润湿角越大，表明用此陶粒制成的耐火浇注料抗粘铝性能越强。其测试结果如表1所示。
47.其中，基底耐火浇注料的配方为：不粘铝免烧陶粒50份，板状刚玉(粒度0.5-1mm)13份，板状刚玉(粒度0-0.5mm)13份，板状刚玉(粒度≤0.045mm)9份，al2o3微粉10份，cac水泥5份，分散剂(外加)1份，水(外加)4份。基底耐火浇注料的制备方法为：将不粘铝免烧陶粒、板状刚玉、al2o3微粉、cac水泥、分散剂放入搅拌机中混合均匀(干混1分钟)得到干粉料，将水在1分钟内缓慢倒入混合均匀的干粉料中，搅拌直到形成均匀的糊状物，将制备好的糊状物迅速浇注到模具中。在浇注过程中要确保均匀密实，避免产生气泡和空隙；浇注完成后养护24小时，最后脱模。
48.表1钢渣粉用量对不粘铝免烧陶粒性能的影响
[0049][0050]
由表1可知，随着钢渣粉用量的增加，陶粒的筒压强度逐渐增大，当钢渣粉用量超过70份时，筒压强度变化不明显；而且，随着钢渣粉用量的增加，陶粒的堆积密度和表观密度、抗粘铝性均呈现先降低后升高的趋势，但堆积密度和表观密度过大，不符合轻质的目的。因此，钢渣粉用量在65～75份之间时，可获得综合性能较为优异的陶粒，而且，钢渣粉用量更加优选为70份。
[0051]
实施例2：高铝水泥用量探讨
[0052]
为了研究高铝水泥用量对不粘铝免烧陶粒性能的影响，本发明进行了实施例2-1～实施例2-6。实施例2-1～实施例2-5的具体内容如下。
[0053]
实施例2-1：
[0054]
一种不粘铝免烧陶粒，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉70份、高铝水泥1份、玻璃粉25份、抗粘铝剂2.5份、水20份。所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡按质量比6:6:5:3混合而成。所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣粉中cao的含量为45％；玻璃粉的粒径≤150μm，钢渣粉的粒径≤75μm，抗粘铝剂的粒径≤75μm。
[0055]
上述不粘铝免烧陶粒的制备方法为：
[0056]
(1)将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂混合均匀，得到干混料；以喷雾的方式将水加入干混料中混合均匀，得到是湿混料；
[0057]
(2)将湿混料加入圆盘造粒机中进行造粒，得到粒径为10mm的颗粒料；
[0058]
(3)将步骤(2)制备的颗粒料置于温度为25℃、相对湿度为60％的环境中预养护24h；然后将预养护后的颗粒料置于养护罐中，先将养护罐抽真空至1000pa以下，再通入窑炉尾气，在10℃条件下碳矿化养护48h，得到不粘铝免烧陶粒；其中，窑炉尾气中co2体积浓度为30％。
[0059]
实施例2-2～实施例2-5的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：高铝水泥的用量不同。实施例2-1～实施例2-5不粘铝免烧陶粒配方中高铝水泥的用量分别为3份、8份、10份、0份。
[0060]
对实施例2-1～实施例2-5制备的不粘铝免烧陶粒进行堆积密度、表观密度、筒压强度、吸水率、抗粘铝性进行测试，其测试结果如表2所示。
[0061]
表2高铝水泥用量对不粘铝免烧陶粒性能的影响
[0062][0063]
由表2可知，当高铝水泥用量在3～8份时，制备的不粘铝免烧陶粒堆积密度、表观密度适中，且筒压强度高，吸水率小，抗粘铝性好；因此，高铝水泥用量优选为3～8份，更加优选为5份。
[0064]
实施例3：玻璃粉用量探讨
[0065]
为了研究玻璃粉用量对不粘铝免烧陶粒性能的影响，本发明进行了实施例3-1～实施例3-5。
[0066]
实施例3-2～实施例3-5的具体内容如下。
[0067]
实施例3-1：
[0068]
一种不粘铝免烧陶粒，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉70份、高铝水泥5份、玻璃粉15份、抗粘铝剂2.5份、水20份。所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡按
质量比6:6:5:3混合而成。所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣粉中cao的含量为45％；玻璃粉的粒径≤150μm，钢渣粉的粒径≤75μm，抗粘铝剂的粒径≤75μm。
[0069]
上述不粘铝免烧陶粒的制备方法为：
[0070]
(1)将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂混合均匀，得到干混料；以喷雾的方式将水加入干混料中混合均匀，得到是湿混料；
[0071]
(2)将湿混料加入圆盘造粒机中进行造粒，得到粒径为10mm的颗粒料；
[0072]
(3)将步骤(2)制备的颗粒料置于温度为25℃、相对湿度为60％的环境中预养护24h；然后将预养护后的颗粒料置于养护罐中，先将养护罐抽真空至1000pa以下，再通入窑炉尾气，在10℃条件下碳矿化养护48h，得到不粘铝免烧陶粒；其中，窑炉尾气中co2体积浓度为30％。
[0073]
实施例3-2～实施例3-5的内容与实施例3-1基本相同，其不同之处在于：玻璃粉的用量不同。实施例3-2～实施例3-5不粘铝免烧陶粒配方中玻璃粉的用量分别为20份、30份、35份、0份。
[0074]
对实施例3-1～实施例3-5制备的不粘铝免烧陶粒进行堆积密度、表观密度、筒压强度、吸水率、抗粘铝性进行测试，其测试结果如表3所示。
[0075]
表3玻璃粉用量对不粘铝免烧陶粒性能的影响
[0076][0077]
由表3可知，不添加玻璃粉时，制备的陶粒抗粘铝性差，随着玻璃粉用量的增加，陶粒的抗粘铝性逐渐提高；当玻璃粉用量在20～30份时，陶粒抗粘铝性能较好，筒压强度较高，因此，玻璃粉用量优选为20～30份，更加优选为25份。
[0078]
实施例4：抗粘铝剂用量探讨
[0079]
为了研究抗粘铝剂用量对不粘铝免烧陶粒性能的影响，本发明进行了实施例4-1～实施例4-6。实施例4-2～实施例4-7的具体内容如下。
[0080]
实施例4-1：
[0081]
一种不粘铝免烧陶粒，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉70份、高铝水泥5份、玻璃粉25份、抗粘铝剂1份、水20份。所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡按质量比6:6:5:3混合而成。所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣粉中cao的含量为45％；玻璃粉的粒径≤150μm，钢渣粉的粒径≤75μm，抗粘铝剂的粒径≤75μm。
[0082]
上述不粘铝免烧陶粒的制备方法为：
[0083]
(1)将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂混合均匀，得到干混料；以喷雾的方式将
水加入干混料中混合均匀，得到是湿混料；
[0084]
(2)将湿混料加入圆盘造粒机中进行造粒，得到粒径为10mm的颗粒料；
[0085]
(3)将步骤(2)制备的颗粒料置于温度为25℃、相对湿度为60％的环境中预养护24h；然后将预氧护后的颗粒料置于养护罐中，先将养护罐抽真空至1000pa以下，再通入窑炉尾气，在10℃条件下碳矿化养护48h，得到不粘铝免烧陶粒；其中，窑炉尾气中co2体积浓度为30％。
[0086]
实施例4-2～实施例4-6的内容与实施例4-1基本相同，其不同之处在于：抗粘铝剂的用量不同。实施例4-2～实施例4-6不粘铝免烧陶粒配方中抗粘铝剂的用量分别为1.5份、2.0份、3.0份、3.5份、0份。
[0087]
实施例4-7的内容与实施例4-1基本相同，其不同之处在于：玻璃粉用量为0份、抗粘铝剂的用量为0份(即不粘铝免烧陶粒配方中不含玻璃粉和抗粘铝剂)。
[0088]
对实施例4-1～实施例4-7制备的不粘铝免烧陶粒进行堆积密度、表观密度、筒压强度、吸水率、抗粘铝性进行测试，其测试结果如表4所示。
[0089]
表4抗粘铝剂用量对不粘铝免烧陶粒性能的影响
[0090][0091]
由表4可知，不添加玻璃粉和抗粘铝剂时，陶粒的抗粘铝性较差，铝液与基底耐火浇注料之间的润湿角仅有86
°
；同时添加玻璃粉和抗粘铝剂时，陶粒的的抗粘铝性显著高于添加采用玻璃粉或抗粘铝剂；由此说明，玻璃粉和抗粘铝剂能够起到协同作用，共同增强不粘铝免烧陶粒的抗粘铝性能。而且，当抗粘铝剂用量在1.5～3份时，制备的陶粒抗粘铝性好，筒压强度高，吸水率小，因此，抗粘铝剂用量优选为1.5～3份，更加优选为2.5份。
[0092]
实施例5：碳矿化养护过程尾气中co2体积浓度探讨
[0093]
为了研究碳矿化养护过程尾气中co2体积浓度对不粘铝免烧陶粒性能的影响，本发明进行了实施例5-1～实施例5-5。实施例5-2～实施例5-5的具体内容如下。
[0094]
实施例5-1：
[0095]
一种不粘铝免烧陶粒，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉70份、高铝水泥5份、玻璃粉25份、抗粘铝剂2.5份、水20份。所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡按质量比6:6:5:3混合而成。所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣粉中cao的含量为
45％；玻璃粉的粒径≤150μm，钢渣粉的粒径≤75μm，抗粘铝剂的粒径≤75μm。
[0096]
上述不粘铝免烧陶粒的制备方法为：
[0097]
(1)将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂混合均匀，得到干混料；以喷雾的方式将水加入干混料中混合均匀，得到是湿混料；
[0098]
(2)将湿混料加入圆盘造粒机中进行造粒，得到粒径为10mm的颗粒料；
[0099]
(3)将步骤(2)制备的颗粒料置于温度为25℃、相对湿度为60％的环境中预养护24h；然后将预氧护后的颗粒料置于养护罐中，先将养护罐抽真空至1000pa以下，再通入窑炉尾气，在10℃条件下碳矿化养护48h，得到不粘铝免烧陶粒；其中，窑炉尾气中co2体积浓度为25％。
[0100]
实施例5-2～实施例5-5的内容与实施例5-1基本相同，其不同之处在于：不粘铝免烧陶粒进行碳矿化养护时，窑炉尾气中co2体积浓度不同。实施例5-2～实施例5-5不粘铝免烧陶粒进行碳矿化养护时，窑炉尾气中co2体积浓度分别为35％、40％、45％、0％。
[0101]
对实施例5-1～实施例5-5制备的不粘铝免烧陶粒进行堆积密度、表观密度、筒压强度、吸水率、抗粘铝性进行测试，其测试结果如表5所示。
[0102]
表5碳矿化养护尾气中co2体积浓度对不粘铝免烧陶粒性能的影响
[0103][0104]
由表5可知，随着co2体积浓度的增加，陶粒的筒压强度逐渐增大，但当co2体积浓度为30％时，筒压强度变化不明显，因此，为了节约能耗，降低成本，co2体积浓度优选为30％。
[0105]
实施例6：碳矿化养护温度探讨
[0106]
为了研究碳矿化养护温度对不粘铝免烧陶粒性能的影响，本发明进行了实施例6-1～实施例6-6。实施例6-2～实施例6-6的具体内容如下。
[0107]
实施例6-1：
[0108]
一种不粘铝免烧陶粒，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉70份、高铝水泥5份、玻璃粉25份、抗粘铝剂2.5份、水20份。所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡按质量比6:6:5:3混合而成。所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣粉中cao的含量为45％；玻璃粉的粒径≤150μm，钢渣粉的粒径≤75μm，抗粘铝剂的粒径≤75μm。
[0109]
上述不粘铝免烧陶粒的制备方法为：
[0110]
(1)将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂混合均匀，得到干混料；以喷雾的方式将水加入干混料中混合均匀，得到是湿混料；
[0111]
(2)将湿混料加入圆盘造粒机中进行造粒，得到粒径为10mm的颗粒料；
[0112]
(3)将步骤(2)制备的颗粒料置于温度为25℃、相对湿度为60％的环境中预养护
24h；然后将预氧护后的颗粒料置于养护罐中，先将养护罐抽真空至1000pa以下，再通入窑炉尾气，在5℃条件下碳矿化养护48h，得到不粘铝免烧陶粒；其中，窑炉尾气中co2体积浓度为30％。
[0113]
实施例6-2～实施例6-6的内容与实施例6-1基本相同，其不同之处在于：不粘铝免烧陶粒进行碳矿化养护的温度不同。实施例6-2～实施例6-6不粘铝免烧陶粒进行碳矿化养护的温度分别为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃。
[0114]
对实施例6-1～实施例6-6制备的不粘铝免烧陶粒进行堆积密度、表观密度、筒压强度、吸水率、抗粘铝性进行测试，其测试结果如表6所示。
[0115]
表6碳矿化养护温度对不粘铝免烧陶粒性能的影响
[0116][0117]
由表6可知，随着碳矿化温度的升高，陶粒的筒压强度先升高后下降，这是由于碳酸化反应时会放出大量热，温度高不利于陶粒强度的发展。因此，碳矿化养护温度优选为10～40℃，更加优选为10℃。
[0118]
实施例7：预养护湿度探讨
[0119]
为了研究预养护湿度对不粘铝免烧陶粒性能的影响，本发明进行了实施例7-1～实施例7-5。
[0120]
实施例7-2～实施例7-5的具体内容如下。
[0121]
实施例7-1：
[0122]
一种不粘铝免烧陶粒，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉70份、高铝水泥5份、玻璃粉25份、抗粘铝剂2.5份、水20份。所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡按质量比6:6:5:3混合而成。所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣粉中cao的含量为45％；玻璃粉的粒径≤150μm，钢渣粉的粒径≤75μm，抗粘铝剂的粒径≤75μm。
[0123]
上述不粘铝免烧陶粒的制备方法为：
[0124]
(1)将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂混合均匀，得到干混料；以喷雾的方式将水加入干混料中混合均匀，得到是湿混料；
[0125]
(2)将湿混料加入圆盘造粒机中进行造粒，得到粒径为10mm的颗粒料；
[0126]
(3)将步骤(2)制备的颗粒料置于温度为25℃、相对湿度为30％的环境中预养护24h；然后将预氧护后的颗粒料置于养护罐中，先将养护罐抽真空至1000pa以下，再通入窑炉尾气，在10℃条件下碳矿化养护48h，得到不粘铝免烧陶粒；其中，窑炉尾气中co2体积浓度为30％。
[0127]
实施例7-2～实施例7-5的内容与实施例7-1基本相同，其不同之处在于：不粘铝免
烧陶粒进行预养护的湿度不同。实施例7-2～实施例7-5不粘铝免烧陶粒进行碳矿化养护的湿度分别为40％、50％、70％。
[0128]
对实施例7-1～实施例7-5制备的不粘铝免烧陶粒进行堆积密度、表观密度、筒压强度、吸水率、抗粘铝性进行测试，其测试结果如表7所示。
[0129]
表7预养护湿度对不粘铝免烧陶粒性能的影响
[0130][0131]
由表7可知，随着预养护湿度的增大，陶粒的密度、筒压强度、吸水率出现先升高后降低的趋势，且预养护湿度为40％～60％时，制得的不粘铝免烧陶粒筒压强度高，吸水率小，密度适中，因此，预养护湿度优选为40％～60％，更加优选为60％这是因为湿度低，水分挥发较快，不利于之后的碳矿化养护；湿度高，高铝水泥硬化慢。
[0132]
综上所述，仅仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限定，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述技术内容作为启示加以变更或改型。这等同变化的等效实施例。但是，凡是未脱离本发明技术构思，依据本发明的技术实质对以上实施例所做出的简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种不粘铝免烧陶粒，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉65～75份、高铝水泥3～8份、玻璃粉20～30份、抗粘铝剂1.5～3份、水15～25份。2.根据权利要求1所述的不粘铝免烧陶粒，其特征在于，所述抗粘铝剂由氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡组成。3.根据权利要求2所述的不粘铝免烧陶粒，其特征在于，抗粘铝剂中氟化镁、氟化钙、碳酸钡和硫酸钡的质量比为（5～10）：（5～10）：（3～6）：（2～4）。4.根据权利要求1～3任一所述的不粘铝免烧陶粒，其特征在于，所述玻璃粉为钠钙硅酸盐玻璃粉，所述钢渣粉中cao的含量≥40%；所述玻璃粉的粒径≤150μm，所述钢渣粉的粒径≤75μm，所述抗粘铝剂的粒径≤75μm。5.一种权利要求1～4任一所述不粘铝免烧陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂、水混合均匀后造粒，得到颗粒料；（2）将步骤（1）制备的颗粒料依次进行预养护、碳矿化养护，得到不粘铝免烧陶粒；所述碳矿化养护的操作为：将预氧护后的颗粒料在co2体积浓度≥30%的气体氛围中养护。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碳矿化养护的温度为10～40℃，碳矿化养护的时间为24～48h；所述气体为窑炉尾气。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述预养护的操作为：将颗粒料在温度为25～40℃、相对湿度为40%～60%的环境中放置12～48h。8.权利要求1～4任一所述不粘铝免烧陶粒在耐火浇注料中的应用。9.一种不粘铝耐火浇注料，其特征在于，含有权利要求1～4任一所述不粘铝免烧陶粒。10.根据权利要求9所述的不粘铝耐火浇注料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：不粘铝免烧陶粒45～55份、粒度为0.5～1mm板状刚玉10～15份、粒度为0～0.5mm板状刚玉10～15份、粒度≤0.045mm板状刚玉6～12份、al2o3微粉7～15份、cac水泥3～7份、分散剂0.5～3份、水3～8份。

技术总结
本发明涉及新材料技术领域，具体公开了一种不粘铝免烧陶粒，所述不粘铝免烧陶粒由以下重量份的原料制备而成：钢渣粉65～75份、高铝水泥3～8份、玻璃粉20～30份、抗粘铝剂1.5～3份、水15～25份。其制备方法为：（1）将钢渣、高铝水泥、玻璃粉、抗粘铝剂、水混合均匀后造粒，得到颗粒料；（2）将步骤（1）制备的颗粒料依次进行预养护、碳矿化养护，得到不粘铝免烧陶粒；碳矿化养护的操作为：将预养护后的颗粒料在CO2体积浓度≥30%的气体氛围中养护。本发明制备的不粘铝免烧陶粒具有质轻、高强、吸水率低的优点，能够作为耐火浇注料的替代骨料。能够作为耐火浇注料的替代骨料。


技术研发人员：穆元冬 叶凯伟 熊雪君 叶国田 于长军 曾金艳
受保护的技术使用者：河南艾文斯科技有限责任公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/25