[发明专利]一种轻量矾土基耐火砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种轻量矾土基耐火砖及其制备方法。其技术方案是：以50～65wt％的轻量矾土熟料颗粒为骨料，以4～10wt％的电熔镁砂细粉、12～18wt％的轻量矾土熟料细粉、8～14wt％的镁铝尖晶石微粉和6～12wt％的α‑Al₂O₃微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀；然后外加占所述骨料与所述基质料之和2～6wt％的结合剂，混碾，压制成型，在110～200℃条件下干燥20～36小时，在1400～1600℃条件下保温1～8小时，制得轻量矾土基耐火砖。本发明所制备的轻量矾土基耐火砖具有强度高、抗热震性能好、抗熔渣侵蚀能力强和使用寿命长的特点。

技术领域

本发明属于矾土基耐火砖技术领域。具体涉及一种轻量矾土基耐火砖及其制备方法。

背景技术

耐火材料直接应用于钢铁、有色、水泥、玻璃、陶瓷、化工、机械和电力等各领域的高温工业生产过程的高温窑炉中，耐火材料的技术进步和高温窑炉的技术进步相互影响、互相促进，只有不断研究和应用优质耐火材料，高温窑炉的高效、节能、低污染的优越性才能得以实现，新工艺流程才具有现实的使用价值。

耐火材料轻量化是耐火材料重要的发展方向之一，耐火材料越靠近工业炉窑高温工作面，其隔热保温效果越为显著，因此，开发能够直接在工作层使用的轻量化耐火材料、尤其是轻量化矾土基耐火材料对整个高温工业节能减排具有举足轻重的意义。

目前国内外针对矾土耐火材料轻量化开展了一定的研究。如“耐腐蚀微孔高铝矾土轻质耐火砖及其制备方法”(CN 107954740 A)专利技术，该技术以高铝矾土熟料、偏高岭土超细粉、空心玻璃微珠、膨胀石墨、粉煤灰和纸浆水为原料制备耐火砖基体，并在基体涂覆高温涂层，制备了耐腐蚀微孔高铝矾土轻质耐火砖，但在工作层使用时，材料的强度偏低，抗熔渣侵蚀性能不佳。另如“微孔高铝矾土熟料轻质耐火砖及其制备方法”(CN107954739 A)专利技术，该技术以高铝矾土熟料大颗粒、铝酸钙细粉、高岭土超细粉、Al₂O₃微粉、硅微粉、造孔剂、微细二氧化硅气凝胶和造孔剂为原料，虽制得微孔高铝矾土熟料轻质耐火砖，但在工作层使用时，材料的机械强度和抗熔渣侵蚀能力不佳，使用寿命短。又如方义能等(方义能,王落霞,顾华志,等.不同轻质骨料对高铝浇注料性能的影响[J].耐火材料,2012,46(006):446-449.)以轻质高强微孔矾土骨料为原料，虽制备了矾土基高铝浇注料，但材料的抗热震性能和抗熔渣侵蚀能力不佳，使用寿命短。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种强度高、抗热震性能好、抗熔渣侵蚀能力强和使用寿命长的轻量矾土基耐火砖及其制备方法。

为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是：以50～65wt％的轻量矾土熟料颗粒为骨料，以4～10wt％的电熔镁砂细粉、12～18wt％的轻量矾土熟料细粉、8～14wt％的镁铝尖晶石微粉和6～12wt％的α-Al₂O₃微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀；然后外加占所述骨料与所述基质料之和2～6wt％的结合剂，混碾，压制成型，在110～200℃条件下干燥20～36小时，在1400～1600℃条件下保温1～8小时，制得轻量矾土基耐火砖。

所述轻量矾土熟料颗粒和轻量矾土熟料细粉的制备方法是：将89～97wt％的矾土生料微粉、1～9wt％的炭黑和0.1～4wt％的草木灰置于行星球磨机中，混合均匀，再于100～200MPa条件下机压成型，在110～200℃条件下干燥12～36小时，然后在1550～1750℃和埋碳条件下保温3～8小时，即得轻量矾土熟料。最后将所述轻量矾土熟料破碎，筛分，得到轻量矾土熟料颗粒和轻量矾土熟料细粉。

所述轻量矾土熟料的体积密度为2.7～3.2g/cm³，平均孔径为100～500nm。

将所述轻量矾土熟料颗粒的粒径为0.088～8mm，所述轻量矾土熟料细粉的粒径小于0.088mm。