[发明专利]一种抗压隔热型耐火砖的制备方法

说明书

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种抗压隔热型耐火砖的制备方法。本发明首先将木屑与石英石混合研磨，将混合浆料涂于砖坯上，将砖坯烘干烧结即得抗压隔热型耐火砖，本发明将木屑和石英石经过碱液浸泡和高温处理，使木屑中的纤维成分以及木质素成分溶解，利用纤维的粘结效果增强各成分与耐火砖坯体的粘结性能，提高耐火砖的力学性能，纤维成分在高温处理下，木质素分子碳化形成碳化纳米级颗粒，加强耐火砖烧制后的结构强度，有机成分中嵌入二氧化硅分子，增强耐火砖的抗压强度、化学稳定性和抗腐蚀效果；利用高锰酸钾和硫酸对有机成分表面的羟基基团进行氧化，对耐火砖抗压强度和隔热性能的提高起到促进作用，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种抗压隔热型耐火砖的制备方法。

背景技术

真空冶炼炉拥有精炼功能强、处理能力大、处理周期短、处理后钢水的洁净度水平高等特点，已在全世界钢厂广泛使用，但因其长时间经受气流和钢液的高速冲刷，工作条件十分恶劣。特别是其中的浸渍管和下部槽，不但内壁受到高速气流和钢液的冲刷，而且外壁受熔渣的侵蚀和急冷急热的作用，因此要求其材料具有优良的抗钢水和渣侵蚀性能、良好的高温强度，同时，还要求材料具有足够的热震稳定性。超高温烧成镁铬制品，因较好地同时兼有上述诸方面的优良性能，过去几十年中在世界各地均被选为真空冶炼设备的最合适的炉衬耐火材料，目前仍是真空冶炼设备应用最普遍的炉衬耐火材料。

然而，从上世纪七八十年代以来，铬公害问题越来越受到重视。因此，近年来无铬耐材开发工作受到普遍的重视，而无铬耐火材料开发的一个主要方向是镁铝尖晶石质材料。镁铝尖晶石由于与镁铬尖晶石具有类似的耐火性能，二者的基本特性有可能形成相互替代的材料。但是，镁铝尖晶石质材料通常采用电熔法或烧结法合成。但是，电熔法或烧结法会导致体积膨胀，同时尖晶石的聚集再结晶能力很弱，使砖坯的烧结相当困难，难以得到致密的尖晶石制品，造成高温强度和常温强度较差。

也就是说，现有技术中的耐火砖存在环保和强度不能兼得的技术问题。铝电解槽侧墙用耐火砖过去为炭砖，由于炭砖容易氧化、寿命短及漏电等原因已经基本被淘汰，目前大量使用的是氮化硅结合碳化硅耐火砖，以及氮化硅结合碳化硅耐火砖与碳质耐火砖复合的复合砖。氮化硅结合碳化硅耐火砖可以比较好地满足铝电解槽的性能要求，但其存在制备成本较大价格较高的问题，加大了铝电解行业的成本。单独采用碳质耐火砖的铝电解槽的设计寿命较短，一般小于5年，与国外铝电解槽的实际使用寿命一般超过7年，有的达到12年以上的先进水平存在较大差距，这种差距主要表现在碳质耐火砖的抗氧化能力和抗侵蚀能力差。采用氮化硅结合碳化硅耐火砖除了使用寿命与国外先进水平存在一定差距外，增加了铝电解槽侧墙的用砖成本。氮化硅结合碳化硅耐火砖制备工艺相对较复杂，原料价格昂贵，属于高能耗产品。而且较厚的氮化硅结合碳化硅耐火砖氮化时间长，氮化不完全，制品内部经常出现夹心、黑心等问题，有时需要二次氮化工艺过程，增加了大量的电能效耗，生产效率低。这些问题在国家强调“节能减排”的今天需要迫切得到解决。

氮化硅材料的电阻率较大，碳化硅材料的导热能力较好。氮化硅材料和碳化硅材料均为共价键化合物，同时均具有熔点高、强度大、抗冰晶石侵蚀能力强等优点

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。但是耐火砖存在：抗压强度差、隔热性能不佳及耐腐蚀性一般等问题。

因此，发明一种优良的耐火砖对耐火材料技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前耐火砖抗压强度差、隔热性能不佳以及化学稳定性能差导致耐火砖不耐腐蚀的缺陷，提供了一种抗压隔热型耐火砖的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：