耐火内衬材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐火内衬材料及其制备方法，尤其是涉及水泥回转窑高温带用耐火材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国是世界最大的水泥生产国。目前水泥回转窑高温带常用镁铬砖、镁铝尖晶石砖、镁钙砖或镁锆砖等，烧成带主要用镁铬砖。这些砖有的燃烧后对环境有危害，有的价格贵、高温体积稳定性差，耐碱性差，不仅消耗稀缺的特级矾土，还消耗稀缺的锆英石。
[0003]因此，有必要研发一种挂窑皮性能好、热震稳定性能好、且对环境无危害的耐火材料。
【发明内容】
[0004]为解决现有耐火材料对环境有危害、价格贵、高温体积稳定性差、耐碱性差等问题，本发明提供一种耐火内衬材料及其制备方法，提高耐火材料的挂窑皮性能和热震稳定性能。
[0005]本发明通过下列技术方案实现:一种耐火内衬材料，由下列质量份的组分组成: Sn02溶胶10?20份、
核壳结构载体30?50份、
菱镁矿50?70份、
莫来石20?40份。
[0006]所述Sn02S胶是将SnCl 4.5Η20与水按质量比为10?15: 2.5?4进行混合，配成SnOyK溶液，再在搅拌条件下，按SnCl 4.5Η20与浓氨水(质量浓度是25?28%)的质量比为10?15: 2.5?6滴加浓氨水，即得到深褐色的Sn02溶胶。
[0007]所述核壳结构载体是经过下列各步骤制得:
(1)研磨镁至1?500nm的纳米级微球；
(2)将步骤(1)的纳米微球按1?10g/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成悬池液，将此悬浊液在超声波条件下搅拌，使纳米微球均匀分散在溶液中；
(3)将步骤(2)所得悬浊液在搅拌条件下，与氨水一同并流缓慢滴加入到ΤΒ0Τ中，至悬池液pH值=9?11 ;
(4)将硝酸铁与硝酸铝按3: 2的质量比溶于去离子水中，使盐的浓度为0.5?2mol/
L ；
(5)按体积比为1: 1，在70°C下将步骤(4)配制的溶液逐滴加入到步骤(3)所得悬浊液中，滴加过程中持续搅拌，生成沉淀物；
(6)将步骤(5)所得沉淀物进行离心处理，并依次以无水乙醇和去离子水洗涤沉淀物，将沉淀物在环境温度下干燥12?24h，然后以110?120°C中干燥6?12h ;
(7)将步骤(6)干燥后的物料经550?950°C焙烧2?6h，即得核壳结构载体。
[0008]所述步骤(2)中的CTAB和乙醇的混合液是将CTAB溶于无水乙醇中，使混合溶液中CTAB的浓度为0.08?0.25mol/Lo
[0009]本发明的另一目的在于提供一种耐火内衬材料的制备方法，经过下列各步骤:
A、按下列质量份的组分备料:
Sn02溶胶10?20份、
核壳结构载体30?50份、
菱镁矿50?70份、
莫来石20?40份；
B、将步骤A中的菱镁矿和莫来石磨细至100?300目；
C、将步骤A中的Sn02溶胶、核壳结构载体混合均匀，再与步骤B磨细后的镁矿和莫来石混合，经常规混炼、压制成型，干燥后煅烧，即得到耐火内衬材料。
[0010]本发明具有下列优点和效果:
本发明采用Sn02惰性材料，具有良好的耐腐蚀和耐高温性能；采用核壳结构载体，其外壳和内核以T1jl隔开，能实现热量的传递，解决温度不均且易出现热点和换热困难等问题，该核壳结构载体在耐火内衬材料应用方面具有显著的效果，并且该核壳结构载体还同时具备很好的蓄热能力，防止内核与外层发生熔融反应，并且提高了耐火内衬材料的机械强度。本发明提供的耐火内衬材料具有紧密堆积结构，不仅挂窑皮性能好，而且热震稳定性能好，具有优异的抗渗透侵蚀性能，能够阻挡空气和烟气污染物向耐火内衬材料内部扩散，在高温时有效保护耐火内衬材料不被氧化。本发明提供的耐火内衬材料使用寿命长、生产成本低，高温体积稳定性好、耐碱性强，燃烧后对环境无任何危害。本发明的制备方法简单，操作方便，节能，环保，方便快速，成本低廉。
【具体实施方式】
[0011]下面通过实施例对本发明做进一步说明。
[0012]实施例1
A、将SnCl4*5H20与水按质量比为12: 3进行混合，配成Sn02水溶液，再在搅拌条件下，按SnCl4*5H20与浓氨水(质量浓度是25?28%)的质量比为12: 4滴加浓氨水，即得到深褐色的Sn02溶胶；
B、经过下列各步骤制得核壳结构载体:
(1)研磨镁至1?200nm的纳米级微球；
(2)将步骤(1)的纳米微球按8g/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成悬浊液，将此悬浊液在超声波条件下搅拌，使纳米微球均匀分散在溶液中；其中，CTAB和乙醇的混合液是将CTAB溶于无水乙醇中，使混合溶液中CTAB的浓度为0.lmol/L ;
(3)将步骤(2)所得悬浊液在搅拌条件下，与氨水一同并流缓慢滴加入到ΤΒ0Τ中，至悬池液pH值=10 ；
(4)将硝酸铁与硝酸铝按3: 2的质量比溶于去离子水中，使盐的浓度为lmol/L;
(5)按体积比为1: 1，在70°C下将步骤(4)配制的溶液逐滴加入到步骤(3)所得悬浊液中，滴加过程中持续搅拌，生成沉淀物；
(6)将步骤(5)所得沉淀物进行离心处理，并依次以无水乙醇和去离子水洗涤沉淀物，将沉淀物在环境温度下干燥20h，然后以115°C中干燥8h ;
(7)将步骤(6)干燥后的物料经750°C焙烧4h，即得核壳结构载体；
C、按下列质量份的组分备料:
Sn02溶胶15份、
核壳结构载体40份、
菱镁矿60份、
莫来石30份；
D、将步骤C中的菱镁矿和莫来石磨细至200目；
E、将步骤C中的Sn02溶胶、核壳结构载体混合均匀，再与步骤D磨细后的镁矿和莫来石混合，经常规混炼、压制成型，干燥后煅烧，即得到耐火内衬材料。
[0013]在1350°C X8h烧成，制得耐火砖。经测试，体积密度2.96g/cm3、显气孔率19%、耐压强度80MPa，荷重软化温度1400°C，热震稳定性28次，耐碱性1级。
[0014]实施例2
A、将SnCl4*5H20与水按质量比为10: 2.5进行混合，配成SnOyK溶液，再在搅拌条件下，按SnCl4*5H20与浓氨水(质量浓度是25?28%)的质量比为10: 2.5滴加浓氨水，即得到深褐色的Sn02溶胶；
B、经过下列各步骤制得核壳结构载体:
(1)研磨镁至200?300nm的纳米级微球；
(2)将步骤(1)的纳米微球按lg/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成悬浊液，将此悬浊液在超声波条件下搅拌，使纳米微球均匀分散在溶液中；其中，CTAB和乙醇的混合液是将CTAB溶于无水乙醇中，使混合溶液中CTAB的浓度为0.08mol/L ;
(3)将步骤(2)所得悬浊液