硅线石耐火材料及其制备方法和硅线石砖与流程

本发明涉及耐火材料的，特别是涉及一种硅线石耐火材料及其制备方法和硅线石砖。

背景技术：

1、玻璃熔窑的生产质量、使用寿命和节能降耗是目前玻璃产业所要面临的重要问题。蓄热室是玻璃熔窑的废气余热利用设备，其一般利用耐火材料作为蓄热体，蓄积从窑内排出的烟气的预热，用来预热煤气和空气，从而保证窑内火焰有足够高的温度，以达到提高产能、节约燃料、降低成本的目的。

2、蓄热室所使用的耐火材料的性能是影响玻璃熔窑使用寿命的关键因素之一。为了提升玻璃熔窑的使用寿命，玻璃企业对蓄热室所使用的耐火材料的性能提出了更高的要求。然而，目前蓄热室常用的耐火材料存在着气孔率高和抗高温蠕变性差的问题，导致大部分玻璃熔窑仅有6年～8年的实际使用寿命，难以满足部分玻璃企业所要求的10年～12年的使用周期。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种硅线石耐火材料及其制备方法和硅线石砖，以解决蓄热室所使用的耐火材料气孔率高和抗高温蠕变性差的问题。

2、本发明的上述目的是通过如下技术方案进行实现的：

3、本发明第一方面，提供一种硅线石耐火材料，包括如下质量分数的原料：粉料40.3％～46.7％和骨料53.3％～59.7％；

4、所述粉料包括如下质量份的原料：硅线石类矿物粉11份～15.4份，电熔莫来石粉8份～14份，铝硅锆粉6份～13份，致密锆英石粉6份～8份，锆莫来石粉0～3份，锆刚玉粉0～3份和黏土2份～6份；

5、所述骨料包括如下质量份的原料：体积密度≥2.8g/cm2的合成莫来石粉35.6份～43.6份，电熔莫来石粉0～10.4份，锆莫来石粉7份～11.5份，锆刚玉粉0～3.5份和焦宝石粉0～4.4份。

6、在其中一个实施例中，所述合成莫来石粉的制备方法包括以下步骤：混合氧化铝粉、焦宝石粉、黏土和水，得第一混合料；对所述第一混合料进行研磨、压滤和成型处理，得泥坯；将所述泥坯烧成，得熟坯；粉碎所述熟坯，得合成莫来石粉。

7、在其中一个实施例中，所述合成莫来石粉的制备方法满足以下条件中的一个或多个：

8、1)将所述泥坯烧成的烧成温度为1700℃～1720℃；

9、2)将所述泥坯烧成的保温时间为10h～12h；

10、3)氧化铝粉、焦宝石粉和黏土的质量比为(5～6)：(2～3)：2。

11、在其中一个实施例中，所述合成莫来石粉包括第一合成莫来石粉35.6份～37.6份和第二合成莫来石粉0～6份；第一合成莫来石粉的原料包括质量比为5：3：2的氧化铝粉、焦宝石粉和黏土；第二合成莫来石粉的原料包括质量比为6：2：2的氧化铝粉、焦宝石粉和黏土。

12、在其中一个实施例中，所述合成莫来石粉包括粒径为3mm～5mm的第三合成莫来石粉22份～24份和粒径为1mm～3mm的第四合成莫来石粉13.6份～19.6份。

13、在其中一个实施例中，满足以下条件中的一个或多个：

14、1)所述硅线石类矿物粉包括红柱石粉、硅线石粉和蓝晶石粉中的一种或多种；

15、2)所述硅线石类矿物粉的粒径≤0.25mm；

16、3)所述粉料中的电熔莫来石粉、铝硅锆粉、致密锆英石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉和黏土各自独立地满足以下条件：中值粒径为3μm～30μm；

17、4)所述骨料的粒径为0.074mm～5mm。

18、在其中一个实施例中，满足以下条件中的一个或多个：

19、1)所述粉料还包括第一结合剂；

20、2)所述骨料还包括第二结合剂。

21、在其中一个实施例中，满足以下条件中的一个或多个：

22、1)所述粉料还包括第一结合剂1份～1.5份；

23、2)所述骨料还包括第二结合剂1份～1.5份；

24、3)所述第一结合剂和所述第二结合剂各自独立地选自木质素、木质素磺酸盐、桃胶、树胶、糊精、聚乙烯醇和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

25、本发明第二方面，提供一种硅线石耐火材料的制备方法，其包括以下步骤：

26、按照上述所述的硅线石耐火材料准备原料；

27、制备含有粉料和骨料的成型料；

28、将所述成型料压制成型，得坯体；

29、将所述坯体烧成，得硅线石耐火材料。

30、在其中一个实施例中，所述坯体的烧成条件满足以下条件中一个或多个：

31、1)烧成温度为1470℃～1480℃；

32、2)保温时间为8h～12h。

33、在其中一个实施例中，制备含有粉料和骨料的成型料包括以下步骤：

34、制备含有硅线石类矿物粉、电熔莫来石粉、铝硅锆粉、致密锆英石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉和黏土的粉料；

35、制备含有合成莫来石粉、电熔莫来石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉和焦宝石粉的骨料；

36、混合所述粉料和所述骨料，得第二混合料；

37、对所述第二混合料进行干燥和困料处理，得成型料。

38、在其中一个实施例中，制备含有硅线石类矿物粉、电熔莫来石粉、铝硅锆粉、致密锆英石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉和黏土的粉料包括以下步骤：混合硅线石类矿物粉、电熔莫来石粉、铝硅锆粉、致密锆英石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉、黏土和第一结合剂，得粉料。

39、在其中一个实施例中，制备含有合成莫来石粉、电熔莫来石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉和焦宝石粉的骨料包括以下步骤：混合合成莫来石粉、电熔莫来石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉、焦宝石粉和第二结合剂的水溶液，得骨料。

40、本发明第三方面，提供一种硅线石砖，其含有上述所述的硅线石耐火材料。

41、本发明具有以下技术效果：

42、本发明将硅线石类矿物粉和电熔莫来石粉等原料以合适配比制成粉料，并将合成莫来石粉和电熔莫来石粉等原料以合适配比制成骨料，然后使粉料和骨料以特定配比进行协同合作，制成了气孔率低、抗高温蠕变性好的硅线石耐火材料。其中，合成莫来石粉的体积密度≥2.8g/cm2，能够大大降低了耐火材料的气孔率，不仅有利于提升其抗高温蠕变性，而且能够减少碱蒸汽和固体飞料的渗透和侵蚀，避免发生变形、软化、开裂或剥落等现象，表现出优异的抗碱蒸汽侵蚀能力和抗渣能力；硅线石类矿物粉在高温下具有一定的体积膨胀效应，能够在耐火材料内部产生一定的应力，起到抵抗荷重、增强抗蠕变性的作用；电熔莫来石具有气孔率低、晶粒大的特点，不仅能够降低耐火材料的高温蠕变率，而且在碱蒸汽的作用下能够维持良好的体积稳定性，大大提升了耐火材料的抗侵蚀性。此外，铝硅锆粉、致密锆英石粉、锆莫来石粉和锆刚玉粉可直接利用不同耐火材料生产过程中产生的废料制成，在提升抗蠕变性、抗热震性和抗侵蚀性的同时，能够大幅度降低原料成本和废料产出，经济性好。

技术特征：

1.一种硅线石耐火材料，其特征在于，包括如下质量分数的原料：粉料40.3％～46.7％和骨料53.3％～59.7％；

2.如权利要求1所述的硅线石耐火材料，其特征在于，所述合成莫来石粉的制备方法包括以下步骤：混合氧化铝粉、焦宝石粉、黏土和水，得第一混合料；对所述第一混合料进行研磨、压滤和成型处理，得泥坯；将所述泥坯烧成，得熟坯；粉碎所述熟坯，得合成莫来石粉。

3.如权利要求2所述的硅线石耐火材料，其特征在于，所述合成莫来石粉的制备方法满足以下条件中的一个或多个：

4.如权利要求3所述的硅线石耐火材料，其特征在于，所述合成莫来石粉包括第一合成莫来石粉35.6份～37.6份和第二合成莫来石粉0～6份；第一合成莫来石粉的原料包括质量比为5：3：2的氧化铝粉、焦宝石粉和黏土；第二合成莫来石粉的原料包括质量比为6：2：2的氧化铝粉、焦宝石粉和黏土。

5.如权利要求2所述的硅线石耐火材料，其特征在于，所述合成莫来石粉包括粒径为3mm～5mm的第三合成莫来石粉22份～24份和粒径为1mm～3mm的第四合成莫来石粉13.6份～19.6份。

6.如权利要求1～5任一项所述的硅线石耐火材料，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：

7.如权利要求1～5任一项所述的硅线石耐火材料，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：

8.如权利要求7所述的硅线石耐火材料，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：

9.一种硅线石耐火材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的硅线石耐火材料的制备方法，其特征在于，所述坯体的烧成条件满足以下条件中一个或多个：

11.如权利要求9所述的硅线石耐火材料的制备方法，其特征在于，制备含有粉料和骨料的成型料包括以下步骤：

12.如权利要求11所述的硅线石耐火材料的制备方法，其特征在于，制备含有硅线石类矿物粉、电熔莫来石粉、铝硅锆粉、致密锆英石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉和黏土的粉料包括以下步骤：混合硅线石类矿物粉、电熔莫来石粉、铝硅锆粉、致密锆英石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉、黏土和第一结合剂，得粉料。

13.如权利要求11所述的硅线石耐火材料的制备方法，其特征在于，制备含有合成莫来石粉、电熔莫来石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉和焦宝石粉的骨料包括以下步骤：混合合成莫来石粉、电熔莫来石粉、锆莫来石粉、锆刚玉粉、焦宝石粉和第二结合剂的水溶液，得骨料。

14.一种硅线石砖，其特征在于，含有如权利要求1～8任一项所述的硅线石耐火材料。

技术总结
本发明涉及一种硅线石耐火材料及其制备方法和硅线石砖。硅线石耐火材料包括如下质量分数的原料：粉料40.3％～46.7％和骨料53.3％～59.7％；所述粉料包括如下质量份的原料：硅线石类矿物粉11份～15.4份，电熔莫来石粉8份～14份，铝硅锆粉6份～13份，致密锆英石粉6份～8份，锆莫来石粉0～3份，锆刚玉粉0～3份和黏土2份～6份；所述骨料包括如下质量份的原料：体积密度≥2.8g/cm2的合成莫来石粉35.6份～43.6份，电熔莫来石粉0～10.4份，锆莫来石粉7份～11.5份，锆刚玉粉0～3.5份和焦宝石粉0～4.4份。该硅线石耐火材料具有气孔率低和抗高温蠕变性好的特点。

技术研发人员：符启慧,萧子良,刘华利,李超林
受保护的技术使用者：广东新岭南科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14