本发明属于耐火材料
技术领域：
，具体的说，涉及了一种耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖及其制备方法。
背景技术：
：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。通常使用的耐火浇注料主要为al2o3-sio2质材料，但这类耐火材料在石化等行业使用时，由于所处还原气氛环境的影响，会导致耐火材料的损毁加剧，从而使得材料的使用寿命降低。另外，由于传统的耐火骨料中气孔尺寸较大，孔径多处于毫米级，这样当该材料在高温环境中使用时，由于通过气孔内气体辐射传热与对流传热的加剧，会使耐火材料的导热系数升高，进而降低了耐火材料的隔热保温效果，增大了热能的流失，导致能源成本的上升。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。技术实现要素：本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种具有较高的抗热震性、较好的隔热保温效果的耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖，它包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，所述耐火砖基体的制备原料包括：红柱石颗粒20%～30%、铝酸钙细粉23%～30%、偏高岭土超细粉19%～27%、氧化铝3%～5%、结合粘土10%～18%、余量为纸浆水；所述耐高温涂层的制备原料包括：碳化硅晶须3%～6%、二氧化硅气凝胶20%～25%、氧化钇凝胶50%～60%、余量为水。基于上述，所述耐火砖基体的制备原料包括：红柱石颗粒25%～28%、铝酸钙细粉25%～29%、偏高岭土超细粉20%～25%、氧化铝4%～5%、结合粘土11%～16%、余量为纸浆水；所述耐高温涂层的制备原料包括：碳化硅晶须4%～5%、二氧化硅气凝胶23%～25%、氧化钇凝胶55%～60%、余量为水。基于上述，所述红柱石颗粒的粒度为1mm～3mm。基于上述，所述铝酸钙细粉的粒度小于0.074mm、所述偏高岭土超细粉的粒度小于0.074mm。基于上述，所述氧化铝粒度小于0.043mm。本发明还提供一种耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖的制备方法，包括以下步骤：按照上述质量百分数的原料计算，将红柱石颗粒、铝酸钙细粉、偏高岭土超细粉、氧化铝、结合粘土和纸浆水进行混碾制得预制泥料；将所述混碾泥料压制成砖坯并干燥；将碳化硅晶须、二氧化硅气凝胶、氧化钇凝胶和水混合制得耐高温涂料，然后将干燥后的所述砖坯浸渍在所述耐高温涂料中制得涂覆砖坯，所述涂覆砖坯经干燥、煅烧后制得所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖。基于上述，将所述混碾泥料压制成砖坯，并将所述砖坯在自然干燥24小时后置于干燥窑内，在100℃～200℃的温度条件下干燥24小时～48小时；然后将干燥后的所述砖坯浸渍在所述耐高温涂料中制得涂覆砖坯，并在1100℃～1350℃的温度下对其进行煅烧10小时～24小时，从而制得所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖。本发明所提供的耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖原料中各成分的性能作用如下：红柱石：晶体属正交（斜方）晶系的岛状结构硅酸盐矿物，红柱石在砖坯煅烧过程中会发生不可逆的晶体转化形成具有良好的莫来石网络的莫来石，从而使其具有1800℃以上的耐火性能，且耐骤冷骤热、机械强度大、抗热冲击力和抗渣性强、荷重转化点高，并具有极高的化学稳定性和极强的抗化学腐蚀性，从而使得制备的所述低蠕变红柱石复合耐火砖具有高荷软、低蠕变、高抗热震性能。铝酸钙细粉：铝酸钙是一系列由氧化钙和氧化铝在高温下烧结而成的无机化合物，由于其硬度大、熔点高的物理性质，被应用于水泥和灭火材料中。通式为mcao·nal2o3。偏高岭土超细粉：偏高岭土是高岭土在适当温度下脱水形成的无水硅酸铝。偏高岭土中原子排列顺序是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性。当温度升至925℃时开始结晶生成莫来石和方石英。晶体主要由硅氧四面体和氢氧八面体组成，其中硅氧四面体以共用顶角的方式沿着二维方向连结形成六方排列的网格层。高岭土具有强的耐酸性能、良好的电绝缘性和较高的耐火性能，耐火度与高岭土的化学组成有关，纯的高岭土的耐火度一般在1700℃左右，当水云母、长石含量多，钾、钠、铁含量高时，耐火度降低，偏高岭土的耐火度最低不小于1500℃。结合粘土：是一种具有可塑性的耐火粘土，其组成矿物主要是高岭石、多水高岭石、水云母等且一般含al2o3在20%～30%，sio2在42%～73%，耐火度为1580℃～1670℃。碳化硅晶须：碳化硅晶须是一种很少缺陷的，有一定长径比的单晶纤维，它具有相当好的抗高温性能和很高强度。主要用于需要高温高强应用材质的增韧场合。碳化硅晶须为立方晶须，和金刚石同属于一种晶型，是目前已经合成出的晶须中硬度最高，模量最大，抗拉伸强度最大，耐热温度最高的晶须产品，分为α型和β型两种形式，其中β型性能优于α型并具有更高的硬度(莫氏硬度达9.5以上)，更好的韧性和导电性能，抗磨、耐高温。氧化钇凝胶：白色略带黄色粉末。不溶于水和碱、溶于酸。主要用于制造单晶、钇铁柘榴石、钇铝钕柘榴石等复合氧化物，这些复合氧化物由于高频性能好，可作为特种耐火材料。二氧化硅气凝胶：其分子式为sio2·h2o具有大的比表面积和高的孔洞率，在水性和溶剂型胶黏剂中均有良好的分散性和悬浮性以及增稠、触变、补强作用。本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明首先将不同粒度及长度的红柱石颗粒、铝酸钙细粉、偏高岭土超细粉和结合粘土进行混合，使得制备的砖坯各个部位成分配比搭配一致，保证了煅烧所得的耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖各部位性能的一致性，同时原料中含有大量棱角突出的粒度料，增大了临界粒度，为耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖提供了牢固的骨架结构使其在使用过程中不易产生变形。同时本发明将所述砖坯浸渍在由碳化硅晶须、二氧化硅气凝胶、氧化钇凝胶混合制备的耐高温涂料中，使得烧制后的砖坯表面形成一层耐高温层，提升了产品的耐高温和表面抗腐蚀性能。同时，本发明充分利用铝酸钙细粉与上述原料混合，使得材料内部在多时间内存在大量微小气孔，且所述微小气孔不会随烧结过程的进行而聚集长大，最终在产品中形成微米级且均匀分布的气孔，使得制备的耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖具有高荷软、低蠕变、高抗热震性能。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。实施例1本实施例提供一种耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖，它包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，所述耐火砖基体的制备原料包括：红柱石颗粒20%、铝酸钙细粉30%、偏高岭土超细粉20%、氧化铝3%、结合粘土17%、纸浆水10%；所述耐高温涂层的制备原料包括：碳化硅晶须3%、二氧化硅气凝胶20%、氧化钇凝胶50%、水27%。其中，所述红柱石颗粒的粒度为1mm～3mm、所述铝酸钙细粉的粒度小于0.074mm、所述偏高岭土超细粉的粒度小于0.074mm、所述氧化铝粒度小于0.043mm。各原料中的化学成分如表1所示。表1、各原料主要化学成分原料al2o3fe2o3k2o+naocao红柱石颗粒55%～58%≤1.1%≤1.0%--偏高岭土超细粉53%～55%------铝酸钙细粉≥53%----29%～31%结合粘土34%～37%≤1.5%≤0.5%--本实施例还提供一种所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖的制备方法，具体制备步骤包括：（1）按照上述质量百分数的原料计算，将红柱石颗粒、铝酸钙细粉、偏高岭土超细粉、氧化铝、结合粘土和纸浆水进行混碾制得预制泥料；将碳化硅晶须、二氧化硅气凝胶、氧化钇凝胶混合制得耐高温涂料；（2）采用压力吨位大于315吨的制砖机将所述混碾泥料压制成砖坯，并将所述砖坯在自然干燥24小时后置于干燥窑内，在200℃的温度条件下干燥24小时；然后将干燥后的砖坯浸渍在所述耐高温涂料中制得涂覆砖坯，并在1350℃的温度下对其进行煅烧10小时，从而制得所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖。经检测，本实施例制得的所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖密度为1.7g/cm3。实施例2本实施例提供一种耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖，它的结构包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，制得耐火砖基体的原料包括：红柱石颗粒20%、铝酸钙细粉25%、偏高岭土超细粉25%、氧化铝5%、结合粘土10%和纸浆水15%；制得所述耐高温涂层的原料包括：碳化硅晶须3%、二氧化硅气凝胶25%、氧化钇凝胶50%、水22%。本实施例所述的耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖的制备方法与实施例1中的制备方法相同。经检测，本实施例制得的所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖密度为1.8g/cm3。实施例3本实施例提供一种耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖，它包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，所述耐火砖基体的制备原料包括：红柱石颗粒20%、铝酸钙细粉23%、偏高岭土超细粉19%、氧化铝3%、结合粘土10%、纸浆水25%；所述耐高温涂层的制备原料包括：碳化硅晶须3%、二氧化硅气凝胶20%、氧化钇凝胶60%、水17%。本实施例所述的耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖的制备方法与实施例1中的制备方法相同。经检测，本实施例制得的所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖密度为1.6g/cm3。耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖性能检测分别对实施例1～3制备的耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖中的体积密度、平均孔径、耐火度、常温耐压强度和1350℃高温抗折强度性能进行检测，检测结果如表2所示。表2、耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖性能检测从上表中可以看出：实施例1～3提供的耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖的耐火软化点大于1700℃、常温耐压强度大于30mpa、平均孔径介于5.5微米～6.5微米之间、体积密度介于1.5g/cm3～2.0g/cm3之间，因此所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖各项性能指标符合gb/t3994-2013规定的指标，所述耐腐蚀微孔红柱石轻质耐火砖内部存在均匀分布的微米级气孔，同时该产品具有载荷软化温度高、高抗热震的性能的优点。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。当前第1页12