本发明涉及炭素焙烧炉技术领域，具体地说涉及一种碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料及其制备方法。
背景技术：
随着碳素工业的飞速推广和应用，对耐火材料的需求提出了越来越高的要求。碳素焙烧炉是预焙电解铝阳极生产的关键工序，焙烧炉能耗高，生产过程中排放大量的沥青烟、烟尘等污染物，故焙烧炉烟道的使用寿命越来越受到重视。
碳素焙烧炉烟道通常采用具有耐火度高、强度及抗热震稳定性能好的轻质浇注料作为烟道内衬材料。然而，烟道内衬材料除承受沥青气体、硫化物有害生成物的渗透及侵蚀等苛刻环境，还面临着高辐射温度、频繁的冷热交替外，导致碳素焙烧炉烟道内衬材料常常因剥落而导致寿命不理想。为进一步提升碳素焙烧炉烟道的抗侵蚀性能，相关企业尝试选择半轻质材料作为烟道内衬材料，尽管提升了保温性能，但焙烧过程中产生的沥青气体、硫化物等有害生成物的侵蚀、冲刷，使烟道内衬材料常常在生产过程中因剥落造成烟道外部钢桶烧红、保温效果不理想影响焙烧炉的正常运转，另外，部分企业尝试采用一种液体水玻璃的结合的涂抹料，在轻质浇注料工作层涂抹，但由于液体水玻璃为碱性化合物，更容易受到焙烧过程中产生的沥青气体和硫化物等酸性化合物的侵蚀加快剥落，寿命更短，同时由于保存期短，易沉淀、分层，造成施工麻烦。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料及其制备方法，本发明所制备的涂料具有辐射率高、粘结强度高及抗气体侵蚀能力强的特点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料，由混合料和外加剂经混合、困料而成；以混合料和外加剂的总质量计，所述混合料由50~80wt%的碳化硅、0~40wt%的软质粘土、0~5wt%的硅微粉和0~5wt%的金属硅粉组成；所述外加剂由8~32wt%的磷酸二氢铝、1~10wt%的助烧剂和0.05~5.0wt%的结合剂组成。
作为对上述技术方案的改进，所述的碳化硅中的SiC≥97wt%；碳化硅的粒径＜1mm。
作为对上述技术方案的改进，所述的软质粘土为苏州土、广西白泥和高岭土的一种；软质粘土的粒径＜0.074mm。
作为对上述技术方案的改进，所述的硅微粉SiO2≥92wt%；硅微粉的粒径＜0.005μm。
作为对上述技术方案的改进，所述的金属硅粉Si≥97wt%；金属硅粉的粒径＜0.074mm。
作为对上述技术方案的改进，所述的助烧剂为钾长石和锂辉石中的一种；助烧剂的粒径＜0.074mm。
作为对上述技术方案的改进，所述的结合剂为水玻璃、木质素磺酸钠、羧甲基纤维素和糊精中的一种。
作为对上述技术方案的改进，本发明并提供了该碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料的制备方法，该制备方法的工艺步骤为：
（1）、选取碳化硅、软质粘土、硅微粉和金属硅粉做混合料，选取磷酸二氢铝、助烧剂和结合剂作外加剂；
（2）、将上述混合料与外加剂混合搅拌均匀；
（3）、困料6~24小时，即得碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明生产工艺简单，原料混合均匀后经困料即可使用；采用碳化硅、软质粘土、锂辉石（钾长石）、硅微粉，金属硅粉和结合剂为原料制成浆料， 喷涂或涂刷在烧炉烟道内衬本体，干燥后即可与烟道内衬本体牢固粘附。在烘烤过程中，结合剂会分解，留出许多微小气体通道，有利于烟道内衬本体中的水分充分排出，减少烘烤中涂层开裂、剥落的几率。在工作温度条件下，涂料中的金属硅粉会转成SiO2或SiO蒸汽并封闭烟道内衬本体表面的绝大部分气孔，大幅度提高硫化物腐蚀程度，使烟道本体可以长期保持较高的强度；更重要的是高温下助烧剂等低熔相的形成，显著的阻隔CaF2、硫化物等有害物质对浇注料本体的渗透及侵蚀，也从而提升烟道内衬本体的抗侵蚀能力。
所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料辐射率0.6~1.0，粘结强度1~3MPa，线变化-1~1%。
本发明具有生产成本低，工艺简单，节约资源和保护环境的特点，所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料具有辐射率高、耐冲刷、抗侵蚀性能优良、保存时间长、粘结强度高及抗气体侵蚀能力强的特点，用本发明的热辐射涂料碳素焙烧炉烟道使用寿命更长。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步地说明。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及到的原料的粒径统一描述如下，在实施例中不再赘述。
所述的碳化硅中的SiC≥97wt%，碳化硅粒径＜1mm；软质粘土为苏州土、广西白泥和高岭土的一种，软质粘土的粒径＜0.074mm；SiO2≥92wt%，硅微粉的粒径＜0.005μm；；Si≥97wt%，硅微粉的粒径＜0.074μmm助烧剂为钾长石和锂辉石的一种及其以上，助烧剂的粒径＜0.074mm。
实施例1：
先以50~60wt%的碳化硅、30~40wt%的软质粘土、5~10wt%的硅灰和0~1wt%的金属硅粉为原料，再外加所述原料8~12wt%的磷酸二氢铝、1~3wt%的钾长石和0.5~1.0wt%的水玻璃，混合均匀，困料6~10小时，即得碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料。
本实施例1所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料辐射率0.6~0.7，粘结强度1~1.5MPa，线变化-1~-0.5%。
实施例2：
先以60~70wt%的碳化硅、20~30wt%的软质粘土、0~5wt%的硅灰和1~2wt%的金属硅粉为原料，再外加所述原料12~16wt%的磷酸二氢铝、3~6wt%的锂辉石和1.0~1.5wt%的木质素磺酸钠，混合均匀，困料10~14小时，即得碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料。
本实施例2所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料辐射率0.7~0.8，粘结强度1.5~2.0MPa，线变化-0.5~-0.1%。
实施例3：
先以70~80wt%的碳化硅、10~20wt%的软质粘土和5~10wt% 的 硅 灰 和2~3wt%的金属硅粉为原料，再外加所述原料16~20wt%的磷酸二氢铝、6~9wt%的锂辉石和1.5~2.0wt%的羧甲基纤维素，混合均匀，困料14~18小时，即得碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料。
本实施例3所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料辐射率0.8~0.9，粘结强度2.0~2.5MPa，线变化-0.1~-0.5%。
实施例4：
先以50~65wt%的碳化硅、25~40wt%的软质粘土、5~10wt%的硅灰和3~4wt%的金属硅粉为原料，再外加所述原料20~24wt%的磷酸二氢铝、4~6wt%的锂辉石和2.0~3.0wt%的糊精，混合均匀，困料18~22小时，即得碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料。
本实施例4所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料辐射率0.9~1.0，粘结强度2.5~3.0MPa，线变化0.5~-1.0%。
实施例5：
先以65~80wt%的碳化硅、10~25wt%的软质粘土、0~10wt%的硅灰和4~5wt%的金属硅粉为原料，再外加所述原料24~28wt%的磷酸二氢铝、6~10wt%的钾长石和3.0~3.5wt%的糊精，混合均匀，困料22~24小时，即得碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料。
本实施例5所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料辐射率0.8~1.0，粘结强度2.5~3.0MPa，线变化0.5~-1.0%。
实施例6：
先以55~70wt%的碳化硅、20~35wt%的软质粘土、0~10wt%的硅灰和3~5wt%的金属硅粉为原料，再外加所述原料28~32wt%的磷酸二氢铝、6~8wt%的锂辉石和3.5~5.0wt%的水玻璃，混合均匀，困料22~24小时，即得碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料。
本实施例6所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料辐射率0.7~0.9，粘结强度2.5~3.0MPa，线变化0.4~-0.8%。
本发明生产工艺简单，原料混合均匀后经困料即可使用；采用碳化硅、软质粘土、锂辉石（钾长石）、硅微粉，金属硅粉和结合剂为原料制成浆料， 喷涂或涂刷在烧炉烟道内衬本体，干燥后即可与烟道内衬本体牢固粘附。在工作温度条件下，涂料中的金属硅粉会转成SiO2或SiO蒸汽并封闭烟道内衬本体表面的绝大部分气孔，大幅度提高硫化物腐蚀程度，使烟道本体可以长期保持较高的强度；更重要的是高温下助烧剂等低熔相的形成，显著的阻隔沥青气体、硫化物等有害物质对浇注料本体的渗透及侵蚀，也从而提升烟道内衬本体的抗侵蚀能力。所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料辐射率0.6~1.0，粘结强度1~3MPa，线变化-1~1%。
本发明具有生产成本低，工艺简单，节约资源和保护环境的特点，所制得的碳素焙烧炉烟道内衬用热辐射涂料具有辐射率高、粘结强度高及抗气体侵蚀能力强的特点。