[发明专利]耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体的说，涉及了一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖及其制备方法。

背景技术

耐火材料由于对高温介质良好的抗侵蚀性，以及具有保温隔热的性能， 在冶金、石化、玻璃等高温行业被广泛使用。随着我国对节能降耗的重视程度不断提高，具有良好保温隔热效果的轻质耐火材料得到了更多的研究与发展。不定形耐火材料由于具有施工便利、生产成本低，以及衬体的整体结构性好等优势，而受到了特别的关注，其中尤以耐火浇注料应用得最为广泛。

通常使用的耐火浇注料主要为Al₂O₃-SiO₂质材料，但这类耐火材料在石化等行业使用时，由于所处还原气氛环境的影响，会导致耐火材料的损毁加剧，从而使得材料的使用寿命降低。另外，由于传统的耐火骨料中气孔尺寸较大，孔径多处于毫米级，这样当该材料在高温环境中使用时，由于通过气孔内气体辐射传热与对流传热的加剧，会使耐火材料的导热系数升高， 进而降低了耐火材料的隔热保温效果，增大了热能的流失，导致能源成本的上升。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种具有较高的抗热震性、较好的隔热保温效果的耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖，它包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，所述耐火砖基体的制备原料包括：莫来石大颗粒20%～30%、红柱石小颗粒15%～25%、偏高岭土超细粉13%～24%、结合粘土5%～10%、膨胀石墨0.5%～1.5%、粉煤灰15%～20%、空心玻璃微珠3%～6%、余量为纸浆水；所述耐高温涂层的制备原料包括：二氧化硅气凝胶65%～70%、氧化钇凝胶15%～17%、纳米氮化硅5%～10%、六钛酸钾晶须1%～3%、乙醇余量为乙醇。

基于上述，所述莫来石大颗粒粒径为1 mm～3 mm、所述红柱石小颗粒粒径为0.5 mm～1 mm。

基于上述，所述偏高岭土超细粉粒度小于0.043mm、所述空心玻璃微珠粒度小于1mm。

本发明还提供一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖的制备方法，包括以下步骤：

按照上述质量百分数的原料计算，将莫来石大颗粒、红柱石小颗粒、偏高岭土超细粉、结合粘土、膨胀石墨、粉煤灰、空心玻璃微珠和纸浆水进行混碾制得预制泥料，将所述混碾泥料压制成砖坯并干燥；

将二氧化硅气凝胶、氧化钇凝胶、六钛酸钾晶须、纳米氮化硅和乙醇混合制得耐高温涂料，然后将干燥后的所述砖坯浸渍在所述耐高温涂料中制得涂覆砖坯，所述涂覆砖坯经干燥、煅烧后制得所述耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖。

基于上述，将所述混碾泥料压制成砖坯，并将所述砖坯在自然干燥24小时后置于干燥窑内，在100℃～200℃的温度条件下干燥24小时～48小时；然后将干燥后的所述砖坯浸渍在所述耐高温涂料中制得涂覆砖坯，并在1100℃～1350℃的温度下对其进行煅烧10小时～24小时，从而制得所述耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖。

本发明所提供的耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖原料中各成分的性能作用如下：

莫来石大颗粒：是一系列铝硅酸盐组成的矿物统称，具有耐高温、强度高导热系数小，节能效果显著等特点，适用于石油裂解炉、冶金热风炉、陶瓷辊道窑、隧道窑、电瓷抽屉窑、玻璃坩埚窑及各种电炉的内衬，可直接接触火焰。

红柱石小颗粒：晶体属正交（斜方）晶系的岛状结构硅酸盐矿物，红柱石在砖坯煅烧过程中会发生不可逆的晶体转化形成具有良好的莫来石网络的莫来石，从而使其具有1800℃以上的耐火性能，且耐骤冷骤热、机械强度大、抗热冲击力和抗渣性强、荷重转化点高，并具有极高的化学稳定性和极强的抗化学腐蚀性，从而使得制备的所述低蠕变红柱石复合耐火砖具有高荷软、低蠕变、高抗热震性能。

偏高岭土超细粉：偏高岭土是高岭土在适当温度下脱乙醇形成的无乙醇硅酸铝。偏高岭土中原子排列顺序是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性。当温度升至925℃时开始结晶生成莫来石和方石英。晶体主要由硅氧四面体和氢氧八面体组成，其中硅氧四面体以共用顶角的方式沿着二维方向连结形成六方排列的网格层。高岭土具有强的耐酸性能、良好的电绝缘性和较高的耐火性能，耐火度与高岭土的化学组成有关，纯的高岭土的耐火度一般在1700℃左右，当乙醇云母、长石含量多，钾、钠、铁含量高时，耐火度降低，偏高岭土的耐火度最低不小于1500℃。