[发明专利]一种以钛铁渣为主料的隔热耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于隔热耐火材料技术领域。具体涉及一种以钛铁渣为主料的隔热耐火材料及其制备方法。

背景技术

钛铁渣是冶炼钛铁合金所衍生的副产物，主要化学成分均为耐火材料领域常规的优质组分——Al₂O₃、TiO₂和CaO，因此，利用钛铁渣制备耐火材料已引起本领域技术人员的关注，如“以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法201410161089.X”，虽然利用钛铁渣制备耐火材料，其工艺简单，成本低廉，但钛铁渣是多组分的复相材料，其体积稳定性难以控制，易引起制品强度降低。

目前，隔热耐火材料主要以低膨胀和低导热的耐火原料经混炼、造孔(如发泡法、化学法和烧失法等)、成型、烧成、加工后制得，如“一种莫来石质轻质耐火材料及其制备方法201510186484.8”。但不论发泡法、化学法或是烧失法，其成本较高，且孔隙均一性较难控制，导致隔热耐火材料的成品率较低或强度较差。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低廉、工艺简单和成品率高的以钛铁渣为主料的隔热耐火材料的制备方法，用该方法制备的以钛铁渣为主料的隔热耐火材料的体积密度低、耐压强度大和导热系数小。

为实现上述目的，本发明所采用的制备方法的具体步骤是：

第一步、按钛铁渣︰电石的质量比为100︰(4～7)配料，球磨至粒度≤60μm，即得混合料。

第二步、在30～35℃水浴条件下，将碳酸氢铵、氯化铝、四氯化钛和水置入容器中，超声分散10～15分钟，即得混合胶体溶液；其中，碳酸氢铵∶氯化铝∶四氯化钛∶水的质量比为(5～10)∶(5～8)∶(5～8)∶100。

第三步、按所述混合料∶所述混合胶体溶液的质量比为100∶(10～15)，向所述混合料中加入所述混合胶体溶液，搅拌5～7分钟，再加入模具中成型，养护12～24小时，即得成型后的坯体。

第四步、将成型后的坯体置于马弗炉中，在1450～1500℃条件下保温30～60分钟，随炉自然冷却，制得以钛铁渣为主料的隔热耐火材料。

所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，钛铁渣的主要化学成分是：Al₂O₃含量为70～75wt％，TiO₂含量为10～15wt％，CaO含量为5～8wt％。

所述电石为工业纯。

所述碳酸氢铵为化学纯。

所述氯化铝为化学纯。

所述四氯化钛为化学纯。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明工艺简单，无需特殊的处理技术，且选用炉渣为主要原料，降低了隔热耐火材料的制备成本。

2、本发明通过原料组分的原位水解反应形成气孔，同时利用化学热而自干燥，提高隔热耐火材料的成品率与强度。

本发明所制备的以钛铁渣为主料的隔热耐火材料经检测：成品率为99.2～99.7％；体积密度为0.90～0.95g/cm³；耐压强度为9～12MPa；导热系数为0.23～0.28W·m^-1·K^-1。

因此，本发明具有成本低廉、工艺简单和成品率高的特点；所制备的以钛铁渣为主料的隔热耐火材料体积密度低、耐压强度大和导热系数小。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

本具体实施方式中：

所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，钛铁渣的主要化学成分是：Al₂O₃含量为70～75wt％，TiO₂含量为10～15wt％，CaO含量为5～8wt％。

所述电石为工业纯。

所述碳酸氢铵为化学纯。

所述氯化铝为化学纯。

所述四氯化钛为化学纯。

实施例中不再赘述。

实施例1

一种以钛铁渣为主料的隔热耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：

第一步、按钛铁渣︰电石的质量比为100︰(4～6)配料，球磨至粒度≤60μm，即得混合料。