[发明专利]一种高强度耐火材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种高强度耐火材料及其制备方法，由以下成分制备而成：赤泥、黏土、氧化镁粉体、石英砂、滑石粉、煤矸石、增韧纤维、复合增韧填料、粘结剂、耐火溶液和无水乙醇。本发明制备的耐火材料具有较好的机械性能和优良的抗热震性能，其中采用的煤矸石和赤泥作为原料，充分利用了矿产资源加工后残余的废弃物，解决了因矿产废弃物造成的环境污染和资源浪费问题，本发明制备的耐火材料还具有较高的断裂韧性，能够延长耐火材料的使用寿命，同时也能增强耐火材料的使用可靠性，并且本发明的制备方法简单、高效，容易进行大规模的生产。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种高强度耐火材料及其制备方法。

背景技术

在传统意义上，耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，它是为高温技术服务的基础材料，是用作高温窑炉等热工设备的结构材料，以及工业高温容器和部件的材料，并且能够承受相应的物理化学变化及机械作用。

大部分耐火材料是以天然矿石（如耐火粘土、硅石、菱镁矿、白云石）为原料制造的，采用某些工业原料和人工合成原料（如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石等）也日益增多，因此，耐火材料的种类很多。耐火材料按照矿物组成可以分为氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石质、尖晶石质、含碳质、含锆质耐火材料及特殊耐火材料；按照制造方法可以分为天然矿石和人造制品；按其方式可分为块状制品和不定形耐火材料；按照热处理方式可分为不烧制品、烧成制品和熔铸制品；按照耐火度可分为普通、高级和特级耐火制品；按照化学性质可分为酸性、中性及碱性耐火材料；按照其密度可分为轻质及重质耐火材料；按照其制品的形状和尺寸可分为标准砖、异形砖、特异形砖、管和耐火器皿；还可以按其应用分为高炉用、水泥窑用、玻璃窑用、陶瓷窑用耐火材料等。

无机非金属材料的机械韧性较差是无机非金属和材料中普遍存在的一个问题，作为同属无机非金属材料的耐火材料，其机械韧性也较差，虽然在使用过程中耐火材料几乎不需要进行移动，但是其较差的机械韧性也影响到了其高温时候的抗热震性能，在急冷急热和使用的间隙由于较大的温差耐火材料极易在热胀冷缩作用下发生开裂、剥落等影响耐火材料完整性的情况，降低了耐火材料的使用寿命；同时对于那些需要经常进行移动的耐火材料制品，其较差的机械韧性则会大大增加耐火制品的损坏率，影响其日常使用。

申请号为CN201610172527.1，公开了一种方镁石-尖晶石轻量耐火材料及其制备方法，采用氧化镁碳热还原输运氧化法制得了不同密度梯度的轻量方镁石-尖晶石耐火材料，制备过程需严格的气氛条件，制备的材料表面致密、内部疏松，一旦表面致密层损毁而内部疏松的多孔结构与侵蚀介质接触，材料将会受到严重侵蚀，难以用于使用替代燃料的水泥回转窑中。申请号为CN201410059476.2，公开了一种水泥回转窑用轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法，以多孔方镁石-尖晶石骨料替代致密镁砂骨料，制得的轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料尽管热震稳定性较好和强度较高，但气孔孔径较大、透气度高、抗盐碱及重金属氧化物侵蚀能力差，难以用于使用替代燃料的水泥回转窑。

综上所述，因此需要一种更好的耐火材料，来改善现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度耐火材料及其制备方法，本发明制备的耐火材料具有较好的机械性能和优良的抗热震性能，其中采用的煤矸石和赤泥作为原料，充分利用了矿产资源加工后残余的废弃物，解决了因矿产废弃物造成的环境污染和资源浪费问题，本发明制备的耐火材料还具有较高的断裂韧性，能够延长耐火材料的使用寿命，同时也能增强耐火材料的使用可靠性，并且本发明的制备方法简单、高效，容易在现有设备上进行大规模的生产。

本发明提供了如下的技术方案：

一种高强度耐火材料，包括以下重量份的原料：赤泥25-29份、黏土20-26份、氧化镁粉体17-22份、石英砂13-17份、滑石粉12-18份、煤矸石18-24份、增韧纤维15-18份、复合增韧填料12-16份、粘结剂7-11份、耐火溶液6-10份和无水乙醇6-9份。