[发明专利]一种微孔莫来石-碳化硅复相耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，尤其是涉及一种微孔莫来石-碳化硅复相耐火材料及其制备方法。

背景技术

莫来石-碳化硅复相耐火材料是目前新型干法水泥回转窑上下过渡带、次烧成带广泛使用的耐火材料。新型干法水泥生产技术大幅提高了水泥生产系统的热效率和产量，推动水泥生产朝着优质、高效、大型化和自动化方向发展，代表着当今世界水泥生产的潮流。然而，在新型干法水泥生产技术中，不仅回转窑窑径大、窑速快和窑温高，材料热应力和机械应力非常大；而且为充分利用余热预热生料和大量采用废弃物作为替代原料或替代燃料，导致碱、氯、硫化合物在水泥窑内循环富集，造成耐火材料损毁严重，往往导致计划外停窑检修，成为影响水泥窑优质、高产和低耗的瓶颈。随着我国新型干法水泥回转窑的大型化和数量的增加，低成本、高质量莫来石-碳化硅复相耐火材料需求也随之增加。

“大型水泥窑用硅莫红砖及其制造方法”(ZL 200610097276.1)专利技术，采用特级矾土骨料、碳化硅、电熔白刚玉粉和红柱石粉为主要原料制成硅莫红砖，隔热效果虽较好，但其烧成温度较高，并且其抗气态碱、氯、硫化合物侵蚀性能仍较差。“高强致密硅莫砖及其制作方法”(CN200910095683.2)专利技术和“特种硅莫砖”(CN201010288841.9)专利技术，所制得的硅莫砖虽耐压强度高和热震稳定性好，但其抗碱、氯、硫化合物侵蚀性能也较差。“一种硅莫砖”(CN201010143497.4)专利技术，制得的硅莫砖虽强度高和保温效果好，但同样未解决抗气态碱、氯、硫化合物侵蚀性能差的问题。“硅莫耐磨复合砖”(ZL 200610128393.X)专利技术和“一种硅莫结构隔热一体化复合砖及制备方法”(CN201010192172.5)专利技术主要解决的是降低水泥回转窑简体散热问题，但也同样未解决抗气态碱、氯、硫化合物侵蚀性能差的问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种高强耐磨、保温性能好且抗碱、氯、硫化合物侵蚀性能优良的微孔莫来石-碳化硅复相耐火材料及其制备方法。

为实现上述目的，该耐火材料的原料及其质量百分含量如下，其中，d表示粒度：

3mm＞d≥1mm的特级矾土颗粒       25～30％；

1mm＞d≥0.1mm的特级矾土颗粒     24～27％；

1mm＞d≥0.1mm的SiC颗粒          10～15％；

d＜0.074mm的特级矾土细粉        10～15％；

d＜0.088mm的红柱石细粉          5～10％；

d＜0.088mm的叶蜡石细粉          2～5％；

α-Al₂O₃微粉                    3～5％；

SiO₂微粉                        3～5％；

广西白泥                        4～6％；

单质Si粉                        1～3％；

Al粉                            1～2％。

以下外加剂为上述原料总质量的百分含量：

糊精                            1～2％；

木质素磺酸钙                    0.4～0.6％；

水                              2～4％。

按上述原料和外加剂的各自质量百分含量，制备微孔莫来石-碳化硅复相耐火材料，其制备步骤是：

(1)将木质素磺酸钙溶于水中，制成溶有木质素磺酸钙的水溶液，备用；

(2)将α-Al₂O₃微粉、SiO₂微粉、广西白泥、单质Si粉和Al粉共混，制成预混合粉；

(3)先将3mm＞d≥1mm的特级矾土颗粒、粒度1mm＞d≥0.1mm的特级矾土颗粒、1mm＞d≥0.1mm的SiC颗粒和糊精在湿碾机中共混1～2分钟，加入步骤(1)的溶有木质素磺酸钙的水溶液，再混2～4分钟，制成混合物A；然后将d＜0.074mm的特级矾土细粉、d＜0.088mm的红柱石细粉、粒度d＜0.088mm的叶蜡石细粉和步骤(2)所制的预混合粉加入到混合物A中，混练20～40分钟，制成泥料；