专利名称：一种质轻镁砖及其制备方法
技术领域：
本发明属于镁质耐火材料技术领域。尤其涉及一种质轻镁砖及其制备方法。
背景技术：
节能降耗是当前国家科学和技术发展规划纲要的主要内容之一，也是长期以来高温工业面临的一个重要课题。镁砖具有耐磨性能好、抗碱性渣侵蚀能力强、热容大和强度高等一系列优点，可用作高温工业窑炉和容器的内衬材料。
现有镁砖通常是以烧结镁砂为主要原料，以纸浆废液为结合剂进行搅拌和成型，然后经高温烧成。但这种镁砖生产出来后体积密度较大，重量较重。随着各行业对材料轻量化要求的提高，传统的镁砖制备工艺将难以满足轻量化的要求。再者，相当一部分的镁砖在使用时，所处的环境温度并不是很高，往往在130(T145(TC之间，而且当镁砖作为不与液态熔体接触的永久层使用时，主要起到的是隔热和保温作用，对耐磨和抗侵蚀等性能的要求不高。但而现有的镁砖体积密度大，重量较大，其制备过程不仅浪费能源，且难以满足材料轻量化要求
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种质轻镁砖及其制备方法，所制备的质轻镁砖体积密度较小、热导率低、强度适中、抗碱性渣侵蚀能力强，兼具隔热性能和高熔点性能，有利于节能降耗和满足材料轻量化的要求。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是先将3(T85wt%的烧结镁砂、l(T65wt%的菱镁矿、O. 5^4wt%的二氧化硅细粉、O. 5 2%的软质粘土和I 3%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，再于110°C 300°C条件下保温8 24小时，然后在13500C 1500°C条件下烧成3 12小时，制得镁砖。所述烧结镁砂为颗粒、或为细粉、或为颗粒和细粉的混合物；所述菱镁矿或为颗粒、或为细粉、或为颗粒和细粉的混合物。所述烧结镁砂中的MgO含量> 88wt% ;烧结镁砂颗粒的粒径为O. 2 11mm，烧结镁砂细粉的粒径为3 200μπι。所述菱镁矿中的MgO含量> 40wt% ;菱镁矿颗粒的粒径为O. 2 1mm，菱镁矿细粉的粒径为3 200 μ m。所述二氧化硅细粉中的SiO2含量彡90wt%, 二氧化硅细粉的粒径为
O.001 200 μm。所述软质粘土中的Al2O3含量彡35wt%，软质粘土的粒度为3 200μπι。所述结合剂为可溶性聚乙烯醇纤维和水的混合物，聚乙烯醇纤维和水的比例为
I 60，混合时的水温为3(Tl00°C。由于采用上述技术方案，本发明在制备过程中加入了大量的菱镁矿原料，在高温烧成过程中，菱镁矿分解并释放出气体，在材料中形成气孔，从而降低了材料的热导率；再者，高温下菱镁矿分解形成的氧化镁和材料中的氧化硅微粉发生反应所形成的镁橄榄石，能保证材料的使用强度。本发明所选择的结合剂，在干燥过程中会形成气体排除的通道，能避免高温下由于菱镁矿的分解而导致材料的开裂。本发明所制备的镁砖由于具有质轻和较低的热导率，加之镁质材料的热容比较大，有利于蓄热和降低热量的散失，能起到节能降耗的作用。同时，由于菱镁矿分解在材料中形成了大量的气孔，使得材料的体积密度降低，有利于材料的轻量化。因此，本发明所制备的质轻镁砖体积密度较小、热导率低、强度适中、抗碱性渣侵蚀能力强，兼具隔热性能和高熔点性能，且有利于节能降耗和满足材料的轻量化要求。适用于高温工业窑炉和容器的内衬
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。为避免重复，现将本具体实施方式
所涉及的技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述
烧结镁砂颗粒的粒径为O. 2 11mm，烧结镁砂细粉的粒径为3 200 μ m ;烧结镁砂颗粒和烧结镁砂细粉中的MgO含量> 88wt%0菱镁矿颗粒的粒径为O. 2 1mm，菱镁矿细粉的粒径为3 200 μ m ;菱镁矿颗粒和镁矿细粉中的MgO含量彡40wt%。二氧化硅细粉中的SiO2含量彡90wt%, 二氧化硅细粉的粒径为O. 001 200 μ m。软质粘土中的Al2O3含量彡35wt%,软质粘土的粒度为3 200 μ m。结合剂为可溶性聚乙烯醇纤维和水的混合物，聚乙烯醇纤维和水的比例为
I 60，混合时的水温为3(Tl00°C。实施例I
一种质轻镁砖及其制备方法。先将6(T85wt%的烧结镁砂颗粒、l(T35wt%的菱镁矿颗粒、2 4wt%的二氧化娃细粉、:L 2wt%的软质粘土和2 3wt%的结合剂搅拌均勻，压制成形，自然干燥24小时，再于ll(Tl5(rC条件下保温8 12小时，然后在135(Γ 400 条件下烧成9^12小时，制得镁砖。实施例2
一种质轻镁砖及其制备方法。先将45 50wt%的烧结镁砂颗粒、45 50wt%的菱镁矿细粉、2 4wt%的二氧化娃细粉、:L 2wt%的软质粘土和l 2wt%的结合剂搅拌均勻,压制成形，自然干燥24小时，再于11(T200°C条件下保温8 12小时，然后在135(Tl400°C条件下烧成3 6小时，制得镁砖。实施例3
一种质轻镁砖及其制备方法。先将15 20wt%的烧结镁砂颗粒、3(T40wt%的烧结镁砂细粉、35 50wt%的菱镁矿颗粒、O. 5 2wt%的二氧化硅细粉、O. 5 lwt%的软质粘土和2 3wt%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，再于25(T300°C条件下保温12 18小时，然后在135(Tl400°C条件下烧成9 12小时，制得镁砖。
实施例4
一种质轻镁砖及其制备方法。先将55飞0wt%的烧结镁砂颗粒、2 7被％烧结镁砂细粉、30 33wt%的菱镁矿细粉、O. 5 lwt%的二氧化硅细粉、O. 5 lwt%的软质粘土和2 3wt%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，再于25(T300°C条件下保温18 24小时，然后在145(Tl500°C条件下烧成6 9小时，制得镁砖。实施例5
一种质轻镁砖及其制备方法。先将4(T50wt%的烧结镁砂颗粒、5 10wt%的烧结镁砂细粉、5 10wt%的菱镁矿颗粒、30 40wt%的菱镁矿细粉、O. 5 2wt%的二氧化硅细粉、O. 5 lwt%的软质粘土和2 3wt%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，在11(T150°C条件下保温18 24小时，然后在140(Tl450°C条件下烧成9 12小时，制得镁砖。实施例6
一种质轻镁砖及其制备方法。先将5(T55wt%的烧结镁砂颗粒、l(Tl2wt%的菱镁矿颗粒、30 33wt%菱镁矿细粉、O. 5 2wt%的二氧化硅细粉、O. 5 lwt%的软质粘土和2 3wt%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，再于20(T250°C条件下保温12 18小时，然后在140(Tl450°C条件下烧成6 9小时。实施例7
一种质轻镁砖及其制备方法。先将45 60wt%的烧结镁砂细粉、3(T40wt%的菱镁矿颗粒、5 10wt%的菱镁矿细粉、O. 5 lwt%的二氧化娃细粉、O. 5 lwt%的软质粘土和2 3wt%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，再于20(T250°C条件下保温18 24小时，然后在145(Tl500°C条件下烧成6 9小时，制得镁砖。实施例8
一种质轻镁砖及其制备方法。先将45 60wt%的烧结镁砂细粉、35 50wt%的菱镁矿颗粒、O. 5 lwt%的二氧化娃细粉、O. 5 lwt%的软质粘土和2 3wt%的结合剂搅拌均勻,压制成形，自然干燥24小时，再于15(T200°C条件下保温18 24小时，然后在145(Tl500°C条件度下烧成6、小时，制得镁砖。实施例9
一种质轻镁砖及其制备方法。先将3(T45wt%的烧结镁砂细粉、5(T65wt%的菱镁矿细粉、O. 5 2wt%的二氧化娃细粉、O. 5 lwt%的软质粘土和2 3wt%的结合剂搅拌均勻，压制成形，自然干燥24小时，再于25(T300°C温度下条件温12 18小时，然后在135(Tl400°C条件下烧成扩12小时。
本具体实施方式
在制备过程中加入了大量的菱镁矿原料，在高温烧成过程中，菱镁矿分解并释放出气体，在材料中形成气孔，从而降低了材料的热导率；再者，高温下菱镁矿分解形成的氧化镁和材料中的氧化硅微粉发生反应所形成的镁橄榄石，能保证材料的使用强度。本具体实施方式
所选择的结合剂，在干燥过程中会形成气体排除的通道，能避免高温下由于菱镁矿的分解而导致材料的开裂。本具体实施方式
所制备的镁砖由于具有质轻和较低的热导率，加之镁质材料的热容比较大，有利于蓄热和降低热量的散失，能起到节能降耗的作用。同时，由于菱镁矿分解在材料中形成了大量的气孔，使得材料的体积密度降低，有利于材料的轻量化。因此，本具体实施方式
所制备的质轻镁砖体积密度较小、热导率低、强度适中、抗碱性渣侵蚀能力强，兼具隔热性能和高熔点性能。有利于节能降耗和满足材料的轻量化要求。适用于高温工业窑炉和容器的内 衬。
权利要求
1.一种质轻镁砖的制备方法，其特征在于先将3(T85wt%的烧结镁砂、l(T65wt%的菱镁矿、0. 5 4wt%的二氧化硅细粉、0. 5 2%的软质粘土和f 3%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，再于110°C 300°C条件下保温8 24小时，然后在1350°C 1500°C条件下烧成:T12小时，即制得镁砖； 烧结镁砂为颗粒、或为细粉、或为颗粒和细粉的混合物；菱镁矿或为颗粒、或为细粉、或为颗粒和细粉的混合物。
2.根据权利要求I所述质轻镁砖的制备方法，其特征在于所述烧结镁砂中的MgO含量≥ 88wt% ;烧结镁砂颗粒的粒径为0. 2 11mm，烧结镁砂细粉的粒径为3 200 u m。
3.根据权利要求I所述质轻镁砖的制备方法，其特征在于所述菱镁矿中的MgO含量≥40wt% ;菱镁矿颗粒的粒径为0. 2 1mm，菱镁矿细粉的粒径为3 200 u m。
4.根据权利要求I所述质轻镁砖的制备方法，其特征在于所述二氧化硅细粉中的SiO2含量≥90wt%, 二氧化硅细粉的粒径为0. 001 200 u m。
5.根据权利要求I所述质轻镁砖的制备方法，其特征在于所述软质粘土中的Al2O3含量≥35wt%,软质粘土的粒度为3 200 u m。
6.根据权利要求I所述质轻镁砖的制备方法，其特征在于所述结合剂为可溶性聚乙烯醇纤维和水的混合物，聚乙烯醇纤维和水的比例为I : 60，混合时的水温为3(Tl00°C。
7.根据权利要求re项中任一项所述质轻镁砖的制备方法所制备的质轻镁砖。
全文摘要
本发明涉及一种质轻镁砖及其制备方法。其技术方案是先将30~85wt%的烧结镁砂、10~65wt%的菱镁矿、0.5~4wt%的二氧化硅细粉、0.5~2%的软质粘土和1~3%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，再于110℃~300℃条件下保温8~24小时，然后在1350℃~1500℃条件下烧成3~12小时，制得镁砖。其中烧结镁砂为颗粒、或为细粉、或为颗粒和细粉的混合物；菱镁矿或为颗粒、或为细粉、或为颗粒和细粉的混合物。本发明所制备的质轻镁砖体积密度较小、热导率低、强度适中、抗碱性渣侵蚀能力强，兼具隔热性能和高熔点性能，有利于节能降耗和满足材料的轻量化要求。适用于高温工业窑炉和容器的内衬。
文档编号C04B35/66GK102795870SQ201210331829
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者魏耀武, 李楠, 柯昌明, 鄢文, 韩兵强, 李友胜 申请人:武汉科技大学