[發明專利]一種用于制備高韌性耐火材料的粉體的制備方法

在審

• 申請號: 201710526790.0
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107311631A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 徐華
• 申請（專利權）人: 長興華悅耐火材料廠
• 主分類號: C04B35/101
• 分類號: C04B35/101;C04B35/626
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及耐火材料技術領域，尤其是涉及一種用于制備高韌性耐火材料的粉體的制備方法。

背景技術

在傳統意義上，耐火材料是指耐火度不低于1580℃的無機非金屬材料，它是為高溫技術服務的基礎材料，是用作高溫窯爐等熱工設備的結構材料，以及工業高溫容器和部件的材料，并且能夠承受相應的物理化學變化及機械作用。

大部分耐火材料是以天然礦石（如耐火粘土、硅石、菱鎂礦、白云石）為原料制造的，采用某些工業原料和人工合成原料（如工業氧化鋁、碳化硅、合成莫來石、合成尖晶石等）也日益增多，因此，耐火材料的種類很多。耐火材料按照礦物組成可以分為氧化硅質、硅酸鋁質、鎂質、白云石質、橄欖石質、尖晶石質、含碳質、含鋯質耐火材料及特殊耐火材料；按照制造方法可以分為天然礦石和人造制品；按其方式可分為塊狀制品和不定形耐火材料；按照熱處理方式可分為不燒制品、燒成制品和熔鑄制品；按照耐火度可分為普通、高級和特級耐火制品；按照化學性質可分為酸性、中性及堿性耐火材料；按照其密度可分為輕質及重質耐火材料；按照其制品的形狀和尺寸可分為標準磚、異形磚、特異形磚、管和耐火器皿；還可以按其應用分為高爐用、水泥窯用、玻璃窯用、陶瓷窯用耐火材料等。

無機非金屬材料的機械韌性較差是無機非金屬和材料中普遍存在的一個問題，作為同屬無機非金屬材料的耐火材料，其機械韌性也較差，雖然在使用過程中耐火材料幾乎不需要進行移動，但是其較差的機械韌性也影響到了其高溫時候的抗熱震性能，在急冷急熱和使用的間隙由于較大的溫差耐火材料極易在熱脹冷縮作用下發生開裂、剝落等影響耐火材料完整性的情況，降低了耐火材料的使用壽命；同時對于那些需要經常進行移動的耐火材料制品，其較差的機械韌性則會大大增加耐火制品的損壞率，影響其日常使用。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種對耐火材料粉體進行增韌改性并能獲得具有高韌性性能的耐火材料粉體的耐火材料粉體制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于制備高韌性耐火材料的粉體的制備方法，包括以下步驟：

a）備料：按以下重量份準備原料：氧化鋁120份，氧化鎂35～45份，增韌劑2～5份，粘結劑1～3份；

b）原料粉碎：將氧化鋁和氧化鎂分別粉碎至3000～4000目；

c）初步造粒：將氧化鋁和氧化鎂混合均勻，然后向其中噴入氧化鋁和氧化鎂總重量2～5wt%的水，噴水的同時不斷振動造粒；

d）再次造粒：將粘結劑添加到初步造粒后的粉料中，并球磨干混20～30分鐘；

e）增韌改性：將增韌劑添加到步驟d處理后的粉料中，并球磨干混10～20分鐘，干燥后制得用于制備高韌性耐火材料的粉體。

在耐火材料體系中，鎂鋁尖晶石系耐火材料是一種重要的耐火材料。當氧化鎂和氧化鋁原料粉體中氧化鋁的摩爾百分比為50%左右時，經高溫處理后會生成穩定的并具有極好耐高溫性能的鎂鋁尖晶石物相，同時氧化鋁含量越高，鎂鋁尖晶石相更穩定；由于氧化鋁，特別是高純氧化鋁的成本是氧化鎂的兩倍甚至更多，因此在保證能夠生成穩定鎂鋁尖晶石相的前提下盡量減少氧化鋁的添加量；本發明中氧化鋁的摩爾百分比在51.4～57.6%范圍內，經后續高溫處理后能夠生成足量并穩定存在的鎂鋁尖晶石相，并能盡量降低生產成本。

本發明制得的用于制備高韌性耐火材料的粉體按需求成型后可以直接用于燒結，無需再進行其他的處理。本發明中采用二次造粒的方法，第一次造粒是針對原料氧化鋁和氧化鎂的造粒，采用噴水的造粒方式，目的是為了讓氧化鋁和氧化鎂混合均勻并能形成一定粒徑的大顆粒，造粒后形成的大顆粒的粒徑在0.01毫米的數量級，這樣利于后續的工藝，同時也利于后續步驟中增韌劑能夠更好的分布在氧化鎂氧化鋁粉體的縫隙中；第二次造粒采用先第一次造粒得到的粉料中添加粘結劑的方式進行造粒，將原先粒徑為0.01毫米級別的顆粒造粒形成粒徑為0.1毫米數量的粉料顆粒，并在粉料均勻包裹上粘結劑為下一步增韌劑能夠穩定的附著在顆粒的表面；本發明中，先二次造粒再向其中添加增韌劑而不是一開始就加入增韌劑的目的是使增韌劑在粉體中形成小范圍的集中分布；由于增韌劑的添加量很少，如果增韌劑在粉體中均勻分布的，燒制而得的耐火材料中產生裂縫后，增韌劑較少則難以阻止裂縫的延伸，按本發明中的方法，讓增韌劑在小范圍中相對的集中，當裂縫蔓延到是可以有足夠的能力阻止裂縫的蔓延，保證耐火材料的斷裂韌性。

作為優選，增韌劑由五氧化二鈮和五氧化二鉭按6：2～3的重量比組成。