本发明涉及一种耐火材料，特别是一种莫来石包裹型耐火材料及其制备方法。
背景技术：
目前，市场上出现的莫来石制品主要有莫来石-堇青石制品、刚玉-莫来石制品、碳化硅-莫来石制品。这些产品都有自己的优点，但是缺点也很明显，莫来石-堇青石制品热膨胀低、可用于快烧，但是气孔较高使用温度偏低；刚玉-莫来石制品具有较高的强度，化学稳定性好，但是抗热震性能不好，；碳化硅-莫来石制品具有高强度、热震好的优点，但是在使用过程中容易氧化，使用寿命容易受影响，而且碳化硅材料相比较于莫来石来说成本更加昂贵。
高铝矾土也可以用于制作莫来石耐火材料，价格不高，但是采用此种原料生产的莫来石砖，普遍存在抗还原性能极差的缺点；主要原因在于高铝矾土中含铁量高，导致在工作过程中与还原气氛接触后作为催化剂，在砖体内部沉积碳，造成砖体损坏，所以这类砖无法用于干熄焦环形风道和冷却室。
使用高纯度莫来石原料制作莫来石砖能够使得材料抗还原性能得到很大的提高，但是这种材料的成本过于昂贵，无法广泛应用。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的在于解决现有的耐火材料无法兼顾热膨胀性能、使用温度、强度、化学稳定性、抗热震性能、抗氧化和价格的问题。
技术方案：本发明采用以下技术方案：一种莫来石包裹型耐火材料，包括α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石。
作为优化，所述高铝矾土和莫来石的粒径不能超过5毫米。
作为优化，所述α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石的配比为：1～5份α-氧化铝、3～8份锂辉石、3～8份锆英石、1～7份硅酸钠、20～30份水、37～75份高铝矾土和40～70份莫来石。
作为优化，所述α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石的配比为：3份α-氧化铝、6份锂辉石、6份锆英石、4份硅酸钠、25份水、56份高铝矾土和55份莫来石。
作为优化，所述莫来石含铝量至少为60％，即至少采用m60莫来石。
作为优化，所述矾土为高铝矾土，含铝量为80～85％。
一种莫来石包裹型耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠和水混合搅拌，并放入球磨机中球磨1～3小时，制备成浆体；
2)将步骤1)制得的浆体与矾土、莫来石混合；
3)将步骤2)得到的混合料进行干燥并得到包裹料。
作为优化，所述步骤2)中矾土和莫来石的整体与浆体的混合比为7:3。
作为优化，所述步骤2)中矾土和莫来石混合后再加入浆体进行混碾15～25min，使得浆体完全包裹在颗粒表面。
作为优化，所述步骤3)中干燥为在100～110℃环境下干燥1～3小时。
原理：本发明的莫来石包裹型耐火材料在制备过程中采用了原料包裹的方法，以阻止原料中的铁与还原气氛接触为目的。材料中的包裹料在高温烧成时会生成高温粘稠液相，该液相可填充材料内部气孔，降低材料内部的气孔量，尤其是贯通气孔含量；同时也可以在工作过程中对材料颗粒部分形成膜保护，阻止材料中铁与还原气氛接触，阻止材料内部的“铁”被还原，起到抗还原的目的；同时该高温粘稠液相可以充分填充颗粒之间的孔隙，尤其是贯通型气孔，降低材料的气孔率，提高材料烧成致密性，从而提高了材料的结合强度。原料中的α-氧化铝会和sio2以及锆英石烧成产生的游离sio2在烧成过程中形成少量莫来石颗粒，填充骨料之间的间隙，这会使得材料的强度得到进一步加强。包裹料中的锂辉石在烧成中的膨胀极小，对材料的各种性能基本没有影响。而锆英石在有al2o3存在的情况下，分解产生的氧化锆会部分与其形成固溶体，填充颗粒间隙，提高致密性。
活性α-氧化铝微粉和sio2微粉再加入到基质料中，其目的在于在烧成过程中会发生少量分解形成莫来石和游离sio2会带来一定体积膨胀，降低材料中的孔径尺寸；加入的α-氧化铝微粉会与其发生二次莫来石化反应，形成的二次莫来石呈纤维状或柱状莫来石交错分布，这种分布使得材料具有很好的热震稳定性和较高的强度。
有益效果：本发明与现有技术相比：
1)采用α-氧化铝提高包裹料的强度，采用锂辉石提高包裹料的热稳定性，采用锆英石使得包裹料能够具有绝热的效果，添加硅酸钠作为粘合剂提高包裹料耐酸性和耐热性，高铝矾土和硅酸钠配合进一步提高包裹料的耐碱性以及可塑性。
2)包裹料在高温烧成时会生成高温粘稠液相，该液相可填充材料内部气孔，降低材料内部的气孔量，尤其是贯通气孔含量；同时也可以在工作过程中对材料颗粒部分形成膜保护，阻止材料中铁与还原气氛的接触，阻止材料内部的“铁”被还原，起到抗还原的目的。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的解释。
实施例1
一种莫来石包裹型耐火材料，包括α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石。
所述高铝矾土和莫来石的粒径不能超过5毫米。
所述α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石的配比为：1份α-氧化铝、3份锂辉石、3份锆英石、1份硅酸钠、20份水、37份矾土和40份莫来石。
所述莫来石含铝量为60％，即采用m60莫来石。
所述矾土为高铝矾土，含铝量为80％。
实施例2
一种莫来石包裹型耐火材料，包括α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石。
所述高铝矾土和莫来石的粒径不能超过5毫米。
所述α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石的配比为：5份α-氧化铝、8份锂辉石、8份锆英石、7份硅酸钠、30份水、75份矾土和70份莫来石。
所述莫来石含铝量为60％，即采用m60莫来石。
所述矾土为高铝矾土，含铝量为80％。
实施例3
一种莫来石包裹型耐火材料，包括α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石。
所述高铝矾土和莫来石的粒径不能超过5毫米。
所述α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠、水、矾土和莫来石的配比为：3份α-氧化铝、6份锂辉石、6份锆英石、4份硅酸钠、25份水、56份高铝矾土和55份莫来石。
所述莫来石含铝量为60％，即采用m60莫来石。
所述矾土为高铝矾土，含铝量为80％。
实施例4
本发明的莫来石包裹型耐火材料在制备过程中采用了原料包裹的方法，以阻止原料中的铁与还原气氛接触为目的。材料中的包裹料在高温烧成时会生成高温粘稠液相，该液相可填充材料内部气孔，降低材料内部的气孔量，尤其是贯通气孔含量；同时也可以在工作过程中对材料颗粒部分形成膜保护，阻止材料中铁与还原气氛接触，阻止材料内部的“铁”被还原，起到抗还原的目的；同时该高温粘稠液相可以充分填充颗粒之间的孔隙，尤其是贯通型气孔，降低材料的气孔率，提高材料烧成致密性，从而提高了材料的结合强度。原料中的α-氧化铝会和sio2以及锆英石烧成产生的游离sio2在烧成过程中形成少量莫来石颗粒，填充骨料之间的间隙，这会使得材料的强度得到进一步加强。包裹料中的锂辉石在烧成中的膨胀极小，对材料的各种性能基本没有影响。而锆英石在有al2o3存在的情况下，分解产生的氧化锆会部分与其形成固溶体，填充颗粒间隙，提高致密性。
实施例5
一种莫来石包裹型耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将α-氧化铝、锂辉石、锆英石、硅酸钠和水混合搅拌，并放入球磨机中球磨1～3小时，制备成浆体；
2)将步骤1)制得的浆体与矾土、莫来石混合；
3)将步骤2)得到的混合料进行干燥并得到包裹料。
所述步骤2)中矾土和莫来石的整体与浆体的混合比为7:3。
所述步骤2)中矾土和莫来石混合后再加入浆体进行混碾15～25min，使得浆体完全包裹在颗粒表面。
所述步骤3)中干燥为在100～110℃环境下干燥1～3小时。
制备完成得到包裹料，再包裹在胚体外，在1250～1450℃烧成，得到成型砖。
活性α-氧化铝微粉和sio2微粉再加入到基质料中，其目的在于在烧成过程中会发生少量分解形成莫来石和游离sio2会带来一定体积膨胀，降低材料中的孔径尺寸；加入的α-氧化铝微粉会与其发生二次莫来石化反应，形成的二次莫来石呈纤维状或柱状莫来石交错分布，这种分布使得材料具有很好的热震稳定性和较高的强度。
本发明提供了一种莫来石包裹型耐火材料及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。