一种镁铝质耐火材料及其制备方法

文档序号:9318062阅读:514来源:国知局
一种镁铝质耐火材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于耐火材料技术领域,具体涉及一种耐火度高、抗侵蚀性能优异、抗热震 性能好,烧结温度范围宽的镁铝质耐火材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着能源的日益紧张,各国对高温工业用节能材料的研制、生产和使用日益重视, 高温窑炉需要大量使用具有优异性能或特殊性状的耐火材料。如为了延长使用寿命和提高 热交换能力,玻璃窑蓄热室需要具有优异的抗侵蚀性、抗蠕变性以及具有特殊形状尺寸的 格子体。还有,全氧燃烧玻璃熔窑的上部结构也需要使用具有良好抗侵蚀、抗蠕变性,中间 填充隔热材料的凹形耐火材料。
[0003] 中国专利公布号CN102557684A,公布日2012年7月11日,名称为焦炉用硅砖, 所述硅砖包括原料和辅料,以重量配比表示,原料配方中硅石粗粉200-500份,硅石中粉 330-380份,硅石细粉80-130份,作为熟料粉的残硅砖80-120份,辅料包括占原料总重量 1. 2%的矿化剂、8%的石灰乳和1%的纸浆,矿化剂由二氧化锰含量多25%的锰粉;氧化亚铁 含量多65%的铁磷粉按1:1的比例混合而成;将硅石粗粉、硅石中粉、硅石细粉和作为熟料 粉的残硅砖加入湿碾内,再加入矿化剂干混4-5分钟,然后加入石灰乳,碾压10-15分钟后, 再加入纸浆,混炼至泥料均匀,碾压,成型制坯。其不足之处在于,使用寿命低、消耗高,品种 少浪费大。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于为了解决现有耐火材料使用寿命低、消耗高,品种少浪费大的 缺陷而提供一种耐火度高、抗侵蚀性能优异、抗热震性能好,烧结温度范围宽的镁铝质耐火 材料。
[0005] 本发明的另一个目的是为了提供该耐火材料的制备方法。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案: 一种镁铝质耐火材料,所述镁铝质耐火材料以不同粒径的镁铝尖晶石为主原料,加入 辅助添加剂、纳米氧化镁、碳化硼、结合剂与纳米氧化铝而制成。在本技术方案中,铝矾土基 烧结镁铝尖晶石采用A1203含量76%以上的优质矾土和MgO含量95%以上的优质轻烧镁粉, 经过多级均化工艺,在超高温隧道窑中经1800°C以上高温烧结而成,体积密度大,矿物相 含量高,晶粒发育良好,结构均匀,质量稳定。镁铝尖晶石具有良好的抗侵蚀,腐蚀、剥落能 力强,抗渣性能好,抗磨蚀能力,热震稳定性好,耐高温等性能特点,是生产水泥回转窑高 温带用镁铝尖晶石砖、钢包衬砖、钢包浇注料等耐火产品的理想原料。具有良好的抗侵蚀能 力、抗磨蚀能力,热震稳定性好。其最主要的用途:一是代替镁铬砂制造镁铝尖晶石砖用于 水泥回转窑,不但避免了铬公害,而且具有良好的抗剥落性;二是用于制作钢包浇注料,大 大提尚钢板衬的抗侵蚀能力。
[0007] 作为优选,镁铝尖晶石的粒径分别为0. 35-0. 88mm、0. 012-0. 3mm、0. 0125-1ym与 1. 75-10nm〇
[0008] 作为优选,所述镁铝质耐火材料各原料的质量份数含量分别为:0. 35-0. 88mm的 镁铝尖晶石60-75份、0. 012-0. 3mm的镁铝尖晶石35-45份、0. 0125-1ym的镁铝尖晶石 30-35份、1. 75-10nm的儀错尖晶石10-15份、辅助添加剂5_9份、纳米氧化儀1_4份、碳化 硼5-10份、结合剂3-7份与纳米氧化铝2-6份。
[0009] 作为优选,辅助添加剂为硅藻泥、氮化硼、玻璃微珠与纳米氧化锌的混合物,硅藻 泥、氮化硼、玻璃微珠与纳米氧化锌的质量比为5:3:4:7。在本技术方案中,玻璃微珠粒度合 适,流动性好,分散度高,加入玻璃微珠,可以使耐火材料内部高度均匀分散,促进烧结,并 具有更均匀的组织结构,提高制品的强度和抗热震性能,纳米氧化锌的粒度细小,可以填充 微细气孔,降低制品的气孔率,提高体积密度。硅藻泥的加入可使得纳米氧化铝与与纳米氧 化镁转变成活性的纳米氧化铝与与纳米氧化镁,使其性能更加突出。
[0010] 作为优选,结合剂为麦芽糊精、磷酸氢二钠、碱木质素的混合物,麦芽糊精、磷酸氢 二钠、碱木质素的质量比为3:1:2。在本技术方案中,镁铝尖晶石一般使用硅灰或纯铝酸钙 水泥作为结合剂,但是水泥中的氧化钙或硅灰中的二氧化硅会严重影响材料的性能,而本 发明采用麦芽糊精、磷酸氢二钠与碱木质素的混合物作为结合剂,可以让镁铝尖晶石更好 的与纳米氧化铝、纳米氧化镁形成结合相,使得制品的抗侵蚀、抗蠕变性能更好。
[0011] 作为优选,硅藻泥与氮化硼在乙醇中混合均匀后加入玻璃微珠与纳米氧化锌,在 水浴中超声震荡2h后,干燥得到辅助添加剂。
[0012] 作为优选,将麦芽糊精溶于去离子水,加热至60-75°C,加入磷酸氢二钠与碱木质 素通入氮气,气流速度4m/s。
[0013] -种镁铝质耐火材料的制备方法,各原料按以上配比称量,经混合、成型、养护制 得坯体,经234-256°C干燥12-16h,再经1700-1850°C烧成、检验工序制得镁铝质耐火材料。
[0014] 作为优选,经1700-1850°C烧成后,将温度降至1200-1350°C保温2h,继续降温至 600-850 °C保温3. 5h,然后降温至240-280 °C保温6h再降温至室温检测。
[0015] 本发明的有益效果, 1) 本发明的制品具有更均匀的组织结构,提高制品的强度和抗热震性能,纳米氧化锌 的粒度细小,可以填充微细气孔,降低制品的气孔率,提高体积密度; 2) 本发明制品耐火度高、抗侵蚀性能优异、抗热震性能好,烧结温度范围宽。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合具体实施例,对本发明作进一步的解释,并非对其保护范围的限制。
[0017] 本发明所用方法,如非特指,均为常规手段。
[0018]镁铝尖晶石的粒径分别为 0? 35-0. 88mm、0. 012-0. 3mm、0. 0125-1ym与 1. 75-10nm〇
[0019] 辅助添加剂为硅藻泥、氮化硼、玻璃微珠与纳米氧化锌的混合物,硅藻泥、氮化硼、 玻璃微珠与纳米氧化锌的质量比为5:3:4:7。硅藻泥与氮化硼在乙醇中混合均匀后加入玻 璃微珠与纳米氧化锌,在50°C水浴中超声震荡2h后,120°C干燥得到辅助添加剂。
[0020] 结合剂为麦芽糊精、磷酸氢二钠、碱木质素的混合物,麦芽糊精、磷酸氢二钠、碱木 质素的质量比为3:1:2。将麦芽糊精溶于去离子水,加热至60-75°C,加入磷酸氢二钠与碱 木质素通入氮气,气流速度4m/s。
[0021] 本发明所用原料可从市场购得。
[0022] 实施例1 镁铝质耐火材料各原料的质量份数含量分别为:〇. 35-0. 88mm的镁铝尖晶石60份、 0. 012-0. 3mm的镁铝尖晶石35份、0. 0125-1ym的镁铝尖晶石30份、1. 75-10nm的镁铝尖晶 石10份、辅助添加剂5份、纳米氧化镁1份、碳化硼5份、结合剂3份与纳米氧化铝2份。
[0023] 一种镁铝质耐火材料的制备方法,各原料按以上配比称量,经混合、成型、养护制 得坯体,经234°C干燥12h,经1700°C烧成后,将温度降至1200°C保温2h,继续降温至600°C 保温3. 5h,然后降温至240°C保温6h再降温至室温检测制得镁铝质耐火材料。
[0024] 实施例2 镁铝质耐火材料各原料的质量份数含量分别为:〇. 35-0. 88mm的镁铝尖晶石70份、 0. 012-0. 3mm的镁铝尖晶石40份、0. 0125-1ym的镁铝尖晶石32份、1. 75-10nm的镁铝尖晶 石13份、辅助添加剂7份、纳米氧化镁3份、碳化硼8份、结合剂5份与纳米氧化铝4份。
[0025] 一种镁铝质耐火材料的制备方法,各原料按以上配比称量,经混合、成型、养护制 得坯体,经243°C干燥14h,经1800°C烧成后,将温度降至1250°C保温2h,继续降温至750°C 保温3. 5h,然后降温至255°C保温6h再降温至室温检测制得镁铝质耐火材料。
[0026] 实施例3 镁铝质耐火材料各原料的质量份数含量分别为:〇. 35-0. 88mm的镁铝尖晶石75份、 0. 012-0. 3mm的镁铝尖晶石45份、0. 0125-1ym的镁铝尖晶石35份、1. 75-10nm的镁铝尖晶 石15份、辅助添加剂9份、纳米氧化镁4份、碳化硼10份、结合剂7份与纳米氧化铝6份。
[0027] -种镁铝质耐火材料的制备方法,各原料按以上配比称量,经混合、成型、养护制 得坯体,经256°C干燥16h,经1850°C烧成后,将温度降至1350°C保温2h,继续降温至850°C 保温3. 5h,然后降温至280°C保温6h再降温至室温检测制得镁铝质耐火材料。
[0028] 对比例1,市售的耐火材料。
[0029] 实施例1-3制备的耐火材料与对比例1的耐火材料的性能见表1。
[0030]表1、性能_
本发明的制品具有更均匀的组织结构,提高制品的强度和抗热震性能,纳米氧化锌的 粒度细小,可以填充微细气孔,降低制品的气孔率,提高体积密度。
【主权项】
1. 一种镁铝质耐火材料,其特征在于,所述镁铝质耐火材料以不同粒径的镁铝尖晶石 为主原料,加入辅助添加剂、纳米氧化镁、碳化硼、结合剂与纳米氧化铝而制成。2. 根据权利要求1所述的一种镁铝质耐火材料,其特征在于,镁铝尖晶石的粒径分别 为 0? 35-0. 88mm.0. 012-0. 3mm、0. 0125-1y m 与 I. 75-lOnm。3. 根据权利要求1或2所述的一种镁铝质耐火材料,其特征在于,所述镁铝质耐火材料 各原料的质量份数含量分别为:〇. 35-0. 88mm的镁铝尖晶石60-75份、0. 012-0. 3mm的镁铝 尖晶石35-45份、0. 0125-1 y m的镁铝尖晶石30-35份、I. 75-10nm的镁铝尖晶石10-15份、 辅助添加剂5-9份、纳米氧化镁1-4份、碳化硼5-10份、结合剂3-7份与纳米氧化铝2-6份。4. 根据权利要求1或2所述的一种镁铝质耐火材料,其特征在于,辅助添加剂为硅藻 泥、氮化硼、玻璃微珠与纳米氧化锌的混合物,硅藻泥、氮化硼、玻璃微珠与纳米氧化锌的质 量比为5:3:4:7。5. 根据权利要求1或2所述的一种镁铝质耐火材料,其特征在于,结合剂为麦芽糊精、 磷酸氢二钠、碱木质素的混合物,麦芽糊精、磷酸氢二钠、碱木质素的质量比为3:1:2。6. 根据权利要求4所述的一种镁铝质耐火材料,其特征在于,硅藻泥与氮化硼在乙醇 中混合均匀后加入玻璃微珠与纳米氧化锌,在水浴中超声震荡2h后,干燥得到辅助添加 剂。7. 根据权利要求5所述的一种镁铝质耐火材料,其特征在于,将麦芽糊精溶于去离子 水,加热至60-75°C,加入磷酸氢二钠与碱木质素通入氮气,气流速度4m/s。8. -种如权利要求1所述的镁铝质耐火材料的制备方法,其特征在于,各原料按以上 配比称量,经混合、成型、养护制得坯体,经234-256°C干燥12-16h,再经1700-1850°C烧成、 检验工序制得儀错质耐火材料。9. 根据权利要求8所述的一种镁铝质耐火材料的制备方法其特征在于,经 1700-1850°C烧成后,将温度降至1200-1350°C保温2h,继续降温至600-850°C保温3. 5h,然 后降温至240_280 C保温6h再降温至室温检测。
【专利摘要】本发明涉及一种镁铝质耐火材料,所述镁铝质耐火材料以不同粒径的镁铝尖晶石为主原料,加入辅助添加剂、纳米氧化镁、碳化硼、结合剂与纳米氧化铝而制成。本发明的制品具有更均匀的组织结构,提高制品的强度和抗热震性能,纳米氧化锌的粒度细小,可以填充微细气孔,降低制品的气孔率,提高体积密度;耐火度高、抗侵蚀性能优异、抗热震性能好,烧结温度范围宽。
【IPC分类】C04B35/66, C04B35/622
【公开号】CN105036770
【申请号】CN201510399048
【发明人】佘建锋
【申请人】长兴泓矿炉料有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月9日
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