专利名称：：高强低导热节能耐火材料的制作方法
技术领域：
：本发明属于耐火材料领域，特别涉及一种高强低导热节能耐火材料。技术背景在冶金炼钢工业过程中，转炉冶炼后高温钢水经过钢包和中间包最后铸成坯体，在冶炼工艺涉及的所有高温熔融容器内必须砌筑耐火材料，常规耐火材料衬分为工作层、保温层、永久层。由于常规使用的耐火材料保温性能不好，钢氷在容器内温度下降快，为保证钢材的性能，必须提高钢水的最初温度，以满足工艺需要。在热风和热力管道中，为了保证高温气体在输送过程中的温度，在管道内砌筑耐火材料。在高温窑炉使用中，为保证窑炉的保温效果，同时提高窑炉内衬使用寿命，常采用由重质砖和轻质耐火材料组合砌筑，导致窑炉内衬热容量大，热效率降低。由于传统轻质保温材料强度低，不能直接用于工作层，必须用多层耐火材料砌筑，使得管径增大。
发明内容本发明的目的是提供一种高强低导热节能耐火材料，这种保温材料强度高，重量轻，抗热震性好，耐火度高(165(TC以上)，可以代替原钢包、中间包永久衬和保温层，或用于非接触高温熔体的热工设备和管道，可以直接用于工作衬，不但提高保温效果，而且延长设备的使用寿命。为达到上述目的，本发明是这样实现的一种高强低导热节能耐火材料，由微孔莫来石骨料、Al2(M效粉、高温水泥、高铝微粉、矾土微粉、Si02微粉和膨胀剂组成；其化学成分按重量百分比为5-8咖孩i孔莫来石骨料0.1-18%;3-5mm孩i孔莫来石骨料16-22%;l-3fmn孩史孔莫来石骨料15-25%;0-lmm孩i孔莫来石骨料6-18%;高铝孩￡粉4-11%;Si(U效粉2-6%;活性人1203微粉2-6%;高温水泥10-30%;膨胀剂7-12%。所述微孔莫来石骨料中Al203>65%;Fe203<1.2;体积密度<1.3;气孔率>50%;耐压强度》8Mpa;平均孔径D5(>《50|ini莫来石晶含量>40%.高铝獨:粉中A1203>80%,320目的微粒含量>60%。所述Al2(M鼓粉中A1203>95%,粒度不大于5pm的孩￡粒的含量>80%。所述Si(M效粉中Si02>88%，粒度不大于lp的微粒的含量>80%。所述高温水泥可以是高铝水泥或纯铝酸钩水泥，其中高铝水泥中A1203>50%,纯铝酸4丐水泥中Al203>65%,比表面〉8500cmVg。所述膨胀剂为硅线石、蓝晶石、红柱石中的至少一种。下面分别介绍本发明耐火材料各个组分的作用本发明由于采用细结晶化微孔莫来石骨料、高耐火度的纯铝酸钙水泥及a-Al2(M鼓粉，因此具有高强度，高耐火度，低导热，保温性能好等优点。骨料的理化指标为Al203>65%,Fe203《1.2,体积密度《1.1，气孔率>60%，耐压强度》10MPa。基质组成主要采用超细微粉，在使用温度达到IOO(TC以上时，能参加固相反应，生成新的化合物和形成陶资相，使组织结构致密化，以提高耐火材料的高温强度。高铝微粉理化指标:Al203>85%，其余为Si02,Ti02,粒度小于600目；活性A1203微粉理化指标A1203>98%，粒度《2y的〉80%;Si02微粉理化指标:Si02>92°/。，粒度《1y的〉90%。利用高温水泥和氷发生水化反应起到结合作用，使耐火材料经烘烤后得到较强的低、中温强度，当该材料在高温下使用时，游离的CaO与Ah(M效4分发生反应，形成高温熔点CA2和CA6，从而提高了耐火材料高温强度和耐火度。本发明所使用的膨胀剂为硅线石、蓝晶石、红柱石混料，其配比根据产品使用条件不同配制。本发明主要矿相为莫来石、铝酸盐和刚玉，其中不同时期生成的结晶莫来石具有优良的抗热震稳定性，铝酸盐、刚玉具有良好的耐蚀性和高耐火度。本发明可以用于钢包、中间包的永久衬和保温层。本发明直接用于非金属熔体接触高温耐火衬，代替原重质与轻质组合的耐火内衬，降低耐火内衬的厚度，减轻了耐火材料的使用重量，也提高了寿命，同时具有好的保温效果，大大降低了生产的能耗。与现有技术相比，本发明的有益效果在于具有强度高、比重小、耐火度高和导热系数小等特点。使用本发明的高温设备，可减少热损失，延长设备寿命，节约能源，降低成本。具体实施方式下面通过实施例对本发明做进一步的说明，但不仅限于这些实施例。根据本发明所述的耐火材料具体化学成分如表1所示，按生产不定形耐火材料的常规生产工艺进行配料，可作为浇注料；混料后振动成型，自然养护、烘烤和加工，可生产异性制品和标准产品。表l:本发明所述的耐火材料的各种原料组成(按重量百分比)序号莫来石骨料(mm)Si02微粉A1203微粉高铝微粉膨胀剂古、'曰向/亚水泥5-83-51-30-11112225152312112102121124331115313152014344918实施例1:钢包浇注料按2号配制生产钢包浇注料，用于100吨钢包，取代原硬质浇注料永久衬和保温纤维毡。其使用寿命达到600次以上(原来400次/),钢包表面温度比原来降低了50°C-7(TC，钢水的温降比原来少0.19°C/m，在使用时呈现良好使用性能和保温性能。其理化性能指标如表2所示表2微孔高强隔热耐火浇注料的理化性能指标<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例2:高炉热风炉主管与冷风管混风的三叉口在126OM3高炉热风炉主管与冷风管混风的三叉口处使用整体浇注成型，替代了原来的组合砖。不仅没有发生管道外皮开裂等现象,而且外表温度比其它部位下降5°C。实施例3:制成预制块用这材料烧制成预制块，用于焦炉炉门，提高焦炉炉门处的温度，延长了炉门的使用寿命，既提高了产量，又降低了生产成本。实施例4:用作永久衬将高强隔热材料制成预制块，用于150吨钢包的永久衬(将永久层和保温衬合二为一，厚度90咖)钢包表壳温度比原来降低50。C，且钢水温降较原来钢包低0.19°C/min.权利要求1.一种高强低导热节能耐火材料，其特征在于耐火材料由微孔莫来石骨料、Al2O3微粉、高温水泥、高铝微粉、矾土微粉、SiO2微粉和膨胀剂组成；其化学成分按重量百分比为5-8mm微孔莫来石骨料0.1-18％；3-5mm微孔莫来石骨料16-22％；1-3mm微孔莫来石骨料15-25％；0-1mm微孔莫来石骨料6-18％；高铝微粉4-11％；SiO2微粉2-6％；活性Al2O3微粉2-6％；高温水泥10-30％；膨胀剂7-12％。2.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于所述微孔莫来石骨料中Al203>65°/;Fe203《1.2;体积密度《1.3;气孔率>50°/;耐压强度>脂pa;平均孔径d5()<50mm莫来石晶含量>40%3.根据权利要求l所述的耐火材料，其特征在于所述高铝微粉中A1203>80%，320目的微粒含量>60%。4.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于所述A1A微粉中Al203>95°/,粒度不大于5^的微粒的含量>80%。5.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于所述Si(U敬粉中Si02>88%，粒度不大于lp的微粒的含量〉80y。。6.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于所述高温水泥可以是高铝水泥或纯铝酸钙水泥，其中高铝水泥中A1203>50°/。，纯铝酸钧水泥中Al203>65%,比表面〉8500cmVg。7.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于所述膨胀剂为硅线石、蓝晶石、红柱石中的至少一种。全文摘要本发明属于耐火材料领域，特别涉及到用于高温工业设备工作层和金属冶炼设备保温层的一种耐火材料。该耐火材料采用微孔莫来石骨料、活性Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>微粉、SiO<sub>2</sub>微粉、高温水泥和矾土细粉组成。本发明采用上述材料制作成耐火浇注料、预制件标准产品，其产品具有强度高、比重小、耐火度高和抗热震性能好等特点，可直接用于高温设备工作层和替代冶金熔炉炉衬永久衬和保温层。使用本发明的高温设备，可减少热损失，延长设备寿命，节约能源，降低成本。文档编号C04B35/66GK101215176SQ20071030457公开日2008年7月9日申请日期2007年12月28日优先权日2007年12月28日发明者力于,彭达岩,文洪杰,曹崇斌,李受田,秦守武申请人:中国钢研科技集团公司;孝义市京山耐火材料有限公司