[發明專利]耐腐蝕微孔莫來石輕質耐火磚及其制備方法

在審

• 申請號: 201610897314.5
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN107954745A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 張微微;計富寶;吉飛虎
• 申請（專利權）人: 河南海納德新材料有限公司
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B35/66;C04B35/185;C04B35/14;C04B35/80;C04B41/87
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司41128
• 代理人: 黃軍委

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，具體的說，涉及了一種耐腐蝕微孔莫來石輕質耐火磚及其制備方法。

背景技術

耐火材料由于對高溫介質良好的抗侵蝕性，以及具有保溫隔熱的性能， 在冶金、石化、玻璃等高溫行業被廣泛使用。隨著我國對節能降耗的重視程度不斷提高，具有良好保溫隔熱效果的輕質耐火材料得到了更多的研究與發展。不定形耐火材料由于具有施工便利、生產成本低，以及襯體的整體結構性好等優勢，而受到了特別的關注，其中尤以耐火澆注料應用得最為廣泛。

通常使用的耐火澆注料主要為Al₂O₃-SiO₂質材料，但這類耐火材料在石化等行業使用時，由于所處還原氣氛環境的影響，會導致耐火材料的損毀加劇，從而使得材料的使用壽命降低。另外，由于傳統的耐火骨料中氣孔尺寸較大，孔徑多處于毫米級，這樣當該材料在高溫環境中使用時，由于通過氣孔內氣體輻射傳熱與對流傳熱的加劇，會使耐火材料的導熱系數升高， 進而降低了耐火材料的隔熱保溫效果，增大了熱能的流失，導致能源成本的上升。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種具有較高的抗熱震性、較好的隔熱保溫效果的耐腐蝕微孔莫來石輕質耐火磚。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種耐腐蝕微孔莫來石輕質耐火磚，它包括耐火磚基體和涂覆在所述耐火磚基體表面的耐高溫涂層；其中，所述耐火磚基體的制備原料包括：莫來石大顆粒20%～30%、紅柱石小顆粒15%～25%、偏高嶺土超細粉13%～24%、結合粘土5%～10%、膨脹石墨0.5%～1.5%、粉煤灰15%～20%、空心玻璃微珠3%～6%、余量為紙漿水；所述耐高溫涂層的制備原料包括：二氧化硅氣凝膠65%～70%、氧化釔凝膠15%～17%、納米氮化硅5%～10%、六鈦酸鉀晶須1%～3%、乙醇余量為乙醇。

基于上述，所述莫來石大顆粒粒徑為1 mm～3 mm、所述紅柱石小顆粒粒徑為0.5 mm～1 mm。

基于上述，所述偏高嶺土超細粉粒度小于0.043mm、所述空心玻璃微珠粒度小于1mm。

本發明還提供一種耐腐蝕微孔莫來石輕質耐火磚的制備方法，包括以下步驟：

按照上述質量百分數的原料計算，將莫來石大顆粒、紅柱石小顆粒、偏高嶺土超細粉、結合粘土、膨脹石墨、粉煤灰、空心玻璃微珠和紙漿水進行混碾制得預制泥料，將所述混碾泥料壓制成磚坯并干燥；

將二氧化硅氣凝膠、氧化釔凝膠、六鈦酸鉀晶須、納米氮化硅和乙醇混合制得耐高溫涂料，然后將干燥后的所述磚坯浸漬在所述耐高溫涂料中制得涂覆磚坯，所述涂覆磚坯經干燥、煅燒后制得所述耐腐蝕微孔莫來石輕質耐火磚。

基于上述，將所述混碾泥料壓制成磚坯，并將所述磚坯在自然干燥24小時后置于干燥窯內，在100℃～200℃的溫度條件下干燥24小時～48小時；然后將干燥后的所述磚坯浸漬在所述耐高溫涂料中制得涂覆磚坯，并在1100℃～1350℃的溫度下對其進行煅燒10小時～24小時，從而制得所述耐腐蝕微孔莫來石輕質耐火磚。

本發明所提供的耐腐蝕微孔莫來石輕質耐火磚原料中各成分的性能作用如下：

莫來石大顆粒：是一系列鋁硅酸鹽組成的礦物統稱，具有耐高溫、強度高導熱系數小，節能效果顯著等特點，適用于石油裂解爐、冶金熱風爐、陶瓷輥道窯、隧道窯、電瓷抽屜窯、玻璃坩堝窯及各種電爐的內襯，可直接接觸火焰。

紅柱石小顆粒：晶體屬正交（斜方）晶系的島狀結構硅酸鹽礦物，紅柱石在磚坯煅燒過程中會發生不可逆的晶體轉化形成具有良好的莫來石網絡的莫來石，從而使其具有1800℃以上的耐火性能，且耐驟冷驟熱、機械強度大、抗熱沖擊力和抗渣性強、荷重轉化點高，并具有極高的化學穩定性和極強的抗化學腐蝕性，從而使得制備的所述低蠕變紅柱石復合耐火磚具有高荷軟、低蠕變、高抗熱震性能。

偏高嶺土超細粉：偏高嶺土是高嶺土在適當溫度下脫乙醇形成的無乙醇硅酸鋁。偏高嶺土中原子排列順序是不規則的，呈現熱力學介穩狀態，在適當激發下具有膠凝性。當溫度升至925℃時開始結晶生成莫來石和方石英。晶體主要由硅氧四面體和氫氧八面體組成，其中硅氧四面體以共用頂角的方式沿著二維方向連結形成六方排列的網格層。高嶺土具有強的耐酸性能、良好的電絕緣性和較高的耐火性能，耐火度與高嶺土的化學組成有關，純的高嶺土的耐火度一般在1700℃左右，當乙醇云母、長石含量多，鉀、鈉、鐵含量高時，耐火度降低，偏高嶺土的耐火度最低不小于1500℃。