本发明公开了一种高铝砖的制备方法，属于耐火材料制备技术领域。
背景技术：
耐火材料是指耐火度不低于1500℃的无机非金属材料，用作高温窑炉与高温容器等热工设备的结构及高温装置中的元部件材料。耐火材料是为高温技术服务的基础材料，主要应用与钢铁行业、有色金属行业、建筑材料行业、石油化学行业、机械工业等部门。
高铝砖是目前比较理想的隔热耐火材料之一，是铝碳质耐火材料的一种，具有耐压强度高、导热系数低、保温性能好、价格低廉等特点，现已广泛应用于陶瓷隧道窑、辊道窑、梭式窑、墙体窑，也用于钢铁行业的各种加热炉、焦化炉及其它热工设备、热处理内衬材料等。
目前，大多采用优质矾土熟料为骨料，以磷酸或磷酸盐为结合剂，再引入微膨胀原料，如：石英、蜡石、蓝晶石、硅线石、红柱石等，经高压成型后，再在低于1000℃下进行热处理，从而制得高铝砖。然而，现有方法制备的高铝砖抗剥落和抗侵蚀性能不足，同时现有高铝砖气孔率大，耐磨性不理想，导致其使用寿命较短。因此，寻求一种性能全面、结构致密的高铝砖成为业内亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对现有的高铝砖抗剥落和抗侵蚀性能不足，同时现有高铝砖原高铝砖在使用过程中，因体积稳定性差、砖收缩大，因而造成钢水侵蚀扩大，使用寿命较短的问题，提供了一种高铝砖的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按质量比1:1:2:2，分别称取高岭石、勃姆石、莫来石和高铝矾土，依次加入粉碎机中粉碎，粉碎后得混合矿石粉末，将混合矿石粉末加入气流粉碎机中粉碎，过筛，得混合超细矿石粉末，按质量比1:6将混合超细矿石粉末和水混合后加入匀浆机中，匀浆后得悬浊液；
（2）按质量比1:3将悬浊液与无水乙醇混合得混合液，向混合液中依次加入环氧氯丙烷和十二胺，继续搅拌反应3～4h后过滤，收集滤渣并放入烘箱中干燥，得干燥物；
（3）按重量份数计，分别称取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份温石棉和15～25份芳纶纤维，加入粉碎机中粉碎，过筛后得混合添加剂；
（4）按重量份数计，分别选取90～100份干燥物、6～10份混合添加剂、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸钠和6～10份水，加入搅拌机中，搅拌混合1～2h后得混合物料，再将混合物料加入模具中，使用压砖机压制成型，压制后得砖坯；
（5）将成型后的砖坯置于蒸压釜内，蒸压养护后降至室温，取出养护后的砖坯放入烘箱中干燥，再将干燥后的砖坯放入隧道窑烧结，烧结后自然冷却至室温，即可得到高铝砖。
步骤（1）中所述的混合超细矿石粉末的目数为2800～2900目。
步骤（1）中所述的匀浆机的转速为8000～10000r/min，匀浆时间为10～15min。
步骤（2）中所述的环氧氯丙烷质量为混合液质量6～9%，十二胺质量为混合液质量3～5%。
步骤（4）中所述的压砖机的压力为40～60mpa，压制时间为30～60s。
步骤（5）中所述的蒸压釜的温度为250～300℃，压力为0.5～0.7mpa，蒸压养护时间为6～8h。
步骤（5）中所述的烧结温度为1450～1500℃，烧结时间为4～5h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明先将高岭石、勃姆石、莫来石等矿石粉碎得混合超细矿石粉末，再将混合超细矿石粉末和水混合后匀浆处理制得悬浊液，本发明利用高岭石等矿石混合后作为原料，原料之间具有很好的协同的作用，在制备高铝砖的高温烧结中，当砖坯发生体积收缩后，可以利用高铝矾土和高岭石的微膨胀性，抵消高铝砖的体积变化，使得最终得到的高铝砖体积稳定；
（2）本发明制备得到悬浊液加入无水乙醇中，混合后依次加入环氧氯丙烷和十二胺，搅拌混合后过滤，收集滤渣并干燥得干燥物，本发明利用环氧氯丙烷和十二胺在无水乙醇为溶剂的调节下进行反应，在悬浊液的超细矿石颗粒间生成阳离子表面活性剂，可对矿石颗粒表面进行改性，增强颗粒表面的吸附性能，从而提高矿石颗粒间的结合力，得到体积稳定的高铝砖；
（3）本发明将黑云母、氧化硅等粉碎过筛后得混合添加剂，将混合添加剂与干燥物、硅藻土等物质混合，混合后加入模具中压制成砖坯，最后将砖坯蒸压养护并烘干、高温烧结，经冷却即可得到高铝砖，本发明在高铝砖中添加混合添加剂，可以提高高铝砖的耐腐蚀性能，再加入硅藻土等物质，可以与高铝砖原料颗粒间发生反应，从而使砖坯基质的粘着力增大，抗侵蚀性增强；
（4）本发明制得的高铝砖具有良好的热震稳定性能、抗侵蚀性能，有效提高了高铝砖的耐高温物理性能，同时提高了高铝砖的成形性，降低了砖体的显气孔率，使砖体结构更加致密，有效延长了高铝砖的使用寿命。
具体实施方式
按质量比1:1:2:2，分别称取高岭石、勃姆石、莫来石和高铝矾土，依次加入粉碎机中粉碎，粉碎后过50～60目筛得混合矿石粉末，随后将混合矿石粉末加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎后过2800～2900目筛，得混合超细矿石粉末，按质量比1:6将混合超细矿石粉末和水混合后加入匀浆机中，以8000～10000r/min转速匀浆10～15min后得悬浊液，再按质量比1:3将悬浊液与无水乙醇混合，搅拌混合10～15min得混合液，向混合液中依次加入混合液质量6～9%环氧氯丙烷和混合液质量3～5%十二胺，继续搅拌反应3～4h后过滤得滤渣，并将滤渣放入烘箱中，在100～120℃温度下干燥6～8h，得干燥物，按重量份数计，分别称取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份温石棉和15～25份芳纶纤维，加入粉碎机中粉碎后过200～220目筛得混合添加剂，再按重量份数计，分别取90～100份干燥物、6～10份混合添加剂、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸钠和6～10份水，使用搅拌机，以600～800r/min转速搅拌混合1～2h，得混合物料后加入模具中，使用压砖机在40～60mpa的压力下压制30～60s成型，压制后得砖坯，再将成型后的砖坯置于蒸压釜内，控制蒸压釜温度为250～300℃，压力为0.5～0.7mpa，蒸压养护6～8h后降至室温，取出养护后的砖坯放入烘箱中，在150～200℃温度下干燥6～10h，将干燥后的砖坯放入隧道窑中，在1450～1500℃温度下烧结4～5h，烧结后自然冷却至室温，即可得到高铝砖。
实例1
按质量比1:1:2:2，分别称取高岭石、勃姆石、莫来石和高铝矾土，依次加入粉碎机中粉碎，粉碎后过50～60目筛得混合矿石粉末，随后将混合矿石粉末加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎后过2800～2900目筛，得混合超细矿石粉末，按质量比1:6将混合超细矿石粉末和水混合后加入匀浆机中，以8000～10000r/min转速匀浆10～15min后得悬浊液，再按质量比1:3将悬浊液与无水乙醇混合，搅拌混合10～15min得混合液，向混合液中依次加入混合液质量6～9%环氧氯丙烷和混合液质量3～5%十二胺，继续搅拌反应3～4h后过滤得滤渣，并将滤渣放入烘箱中，在100～120℃温度下干燥6～8h，得干燥物，按重量份数计，分别称取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份温石棉和15～25份芳纶纤维，加入粉碎机中粉碎后过200～220目筛得混合添加剂，再按重量份数计，分别取90～100份干燥物、6～10份混合添加剂、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸钠和6～10份水，使用搅拌机，以600～800r/min转速搅拌混合1～2h，得混合物料后加入模具中，使用压砖机在40～60mpa的压力下压制30～60s成型，压制后得砖坯，再将成型后的砖坯置于蒸压釜内，控制蒸压釜温度为250～300℃，压力为0.5～0.7mpa，蒸压养护6～8h后降至室温，取出养护后的砖坯放入烘箱中，在150～200℃温度下干燥6～10h，将干燥后的砖坯放入隧道窑中，在1450～1500℃温度下烧结4～5h，烧结后自然冷却至室温，即可得到高铝砖。
经检测，本发明制得的高铝砖体积密度为2.95g/cm3，显气孔率为10%，砖体导热系数为0.22w/（m·k），具有较好的抗侵蚀性能及节能保温效果，同时本发明高铝砖强度较高，其中砖体常温耐压强度达110mpa，常温抗折强度达25mpa，0.2mpa荷重软化温度达1750℃，且本发明高铝砖耐磨、抗剥落性能较好，有效延长了高铝砖使用寿命，使用寿命与传统高铝砖相比延长了6个月。
实例2
按质量比1:1:2:2，分别称取高岭石、勃姆石、莫来石和高铝矾土，依次加入粉碎机中粉碎，粉碎后过50～60目筛得混合矿石粉末，随后将混合矿石粉末加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎后过2800～2900目筛，得混合超细矿石粉末，按质量比1:6将混合超细矿石粉末和水混合后加入匀浆机中，以8000～10000r/min转速匀浆10～15min后得悬浊液，再按质量比1:3将悬浊液与无水乙醇混合，搅拌混合10～15min得混合液，向混合液中依次加入混合液质量6～9%环氧氯丙烷和混合液质量3～5%十二胺，继续搅拌反应3～4h后过滤得滤渣，并将滤渣放入烘箱中，在100～120℃温度下干燥6～8h，得干燥物，按重量份数计，分别称取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份温石棉和15～25份芳纶纤维，加入粉碎机中粉碎后过200～220目筛得混合添加剂，再按重量份数计，分别取90～100份干燥物、6～10份混合添加剂、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸钠和6～10份水，使用搅拌机，以600～800r/min转速搅拌混合1～2h，得混合物料后加入模具中，使用压砖机在40～60mpa的压力下压制30～60s成型，压制后得砖坯，再将成型后的砖坯置于蒸压釜内，控制蒸压釜温度为250～300℃，压力为0.5～0.7mpa，蒸压养护6～8h后降至室温，取出养护后的砖坯放入烘箱中，在150～200℃温度下干燥6～10h，将干燥后的砖坯放入隧道窑中，在1450～1500℃温度下烧结4～5h，烧结后自然冷却至室温，即可得到高铝砖。
经检测，本发明制得的高铝砖体积密度为3.15g/cm3，显气孔率为12%，砖体导热系数为0.25w/（m·k），具有较好的抗侵蚀性能及节能保温效果，同时本发明高铝砖强度较高，其中砖体常温耐压强度达120mpa，常温抗折强度达32mpa，0.2mpa荷重软化温度达1800℃，且本发明高铝砖耐磨、抗剥落性能较好，有效延长了高铝砖使用周期，使用寿命与传统高铝砖相比延长了7个月。
实例3
按质量比1:1:2:2，分别称取高岭石、勃姆石、莫来石和高铝矾土，依次加入粉碎机中粉碎，粉碎后过50～60目筛得混合矿石粉末，随后将混合矿石粉末加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎后过2800～2900目筛，得混合超细矿石粉末，按质量比1:6将混合超细矿石粉末和水混合后加入匀浆机中，以8000～10000r/min转速匀浆10～15min后得悬浊液，再按质量比1:3将悬浊液与无水乙醇混合，搅拌混合10～15min得混合液，向混合液中依次加入混合液质量6～9%环氧氯丙烷和混合液质量3～5%十二胺，继续搅拌反应3～4h后过滤得滤渣，并将滤渣放入烘箱中，在100～120℃温度下干燥6～8h，得干燥物，按重量份数计，分别称取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份温石棉和15～25份芳纶纤维，加入粉碎机中粉碎后过200～220目筛得混合添加剂，再按重量份数计，分别取90～100份干燥物、6～10份混合添加剂、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸钠和6～10份水，使用搅拌机，以600～800r/min转速搅拌混合1～2h，得混合物料后加入模具中，使用压砖机在40～60mpa的压力下压制30～60s成型，压制后得砖坯，再将成型后的砖坯置于蒸压釜内，控制蒸压釜温度为250～300℃，压力为0.5～0.7mpa，蒸压养护6～8h后降至室温，取出养护后的砖坯放入烘箱中，在150～200℃温度下干燥6～10h，将干燥后的砖坯放入隧道窑中，在1450～1500℃温度下烧结4～5h，烧结后自然冷却至室温，即可得到高铝砖。
经检测，本发明制得的高铝砖体积密度为3.35g/cm3，显气孔率为13%，砖体导热系数为0.28w/（m·k），具有较好的抗侵蚀性能及节能保温效果，同时本发明高铝砖强度较高，其中砖体常温耐压强度达130mpa，常温抗折强度达40mpa，0.2mpa荷重软化温度达1850℃，且本发明高铝砖耐磨、抗剥落性能较好，有效延长了高铝砖使用寿命，使用寿命与传统高铝砖相比延长了8个月。