[发明专利]一种含轻质多孔骨料的铝硅质耐火砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种含轻质多孔骨料的铝硅质耐火砖及其制备方法。

背景技术

随着世界对降低能耗和节约能源的要求日益提高，对轻质保温材料的要求越来越高。但传统的轻质保温材料如硅藻土砖、石棉砖、蛭石砖、轻质粘土砖、轻质莫来石与轻质刚玉砖等不能使用在与液态或其他介质直接接触的部位。因为其易受到工作介质的侵蚀和冲刷(徐平坤，董应榜.刚玉耐火材料.北京：冶金工业出版社，1999；王维邦.耐火材料工艺学.北京：冶金工业出版社，1994)，影响使用寿命，甚至影响到高温窑炉或容器的安全生产。另一方面，在传统耐火材料中人们常以致密的材料为骨料，致密的骨料要求高温烧成，消耗大量的能源，而耐火材料在使用过程中，渣等溶剂首先侵蚀基质，基质包围着骨料，当基质被侵蚀成变质层，骨料就与基质一起从耐火材料剥落到熔渣中(W.E.Lee and S.Zhang，“Melt corrosion ofoxide and oxide-carbon refractories”International Materials Reviews 1999 Vol.44 No.377.)，因而致密骨料的优势作用并不明显，还会造成一定的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种显气孔率高、平均孔径小、热导率低和抗中性或酸性介质侵蚀能力强的含轻质多孔骨料的铝硅质耐火砖及其制备方法。该耐火砖既可以使用在高温窑炉或容器的永久层、又可以使用在高温窑炉或容器的工作层。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将30～70wt％的Al₂O₃-SiO₂系轻质多孔耐火材料、0～35wt％的Al₂O₃-SiO₂系致密耐火材料、5～25wt％的刚玉细粉、3～10wt％的α-Al₂O₃微粉、5～15wt％莫来石细粉、0～10wt％的粘土细粉混合，外加3～7wt％的结合剂，搅拌均匀，经压力机压制成型；或成型后的素坯在100～150℃条件下干燥12～48小时，或成型后的素坯在100～150℃条件下干燥12～48小时，经1400℃～1600℃条件下烧成，保温时间为2～5小时，自然冷却。

所述的Al₂O₃-SiO₂系轻质多孔耐火材料是轻质多孔刚玉、轻质多孔刚玉-莫来石、轻质多孔莫来石、轻质多孔矾土、轻质多孔粘土中的一种或一种以上；Al₂O₃-SiO₂系轻质多孔耐火材料颗粒级配是，5～3mm为15～35wt％、3～1mm为15～35wt％；显气孔率大于20％、平均孔径＜30μm。其中：轻质多孔刚玉的Al₂O₃含量≥97wt％，轻质多孔刚玉一莫来石的Al₂O₃含量≥76wt％，轻质多孔莫来石的Al₂O₃含量为66～76wt％，轻质多孔矾土的Al₂O₃含量为50～90wt％，轻质多孔粘土的Al₂O₃含量为30～50wt％。

所述的Al₂O₃-SiO₂系致密耐火材料是刚玉、莫来石、矾土中的一种或一种以上；粒径均为0～1mm。其中：刚玉的Al₂O₃含量≥95wt％、莫来石的Al₂O₃的含量为66～76wt％、矾土的Al₂O₃的含量为50～90wt％。

所述的刚玉细粉的Al₂O₃的含量≥95wt％、莫来石细粉的Al₂O₃的含量66～76wt％、粘土细粉的Al₂O₃的含量为30～50wt％，粒径均＜88μm；α-Al₂O₃微粉的Al₂O₃含量≥97wt％，粒径＜5μm。

所述的结合剂为纸浆废液、硅溶胶中的一种或两种；硅溶胶的浓度为20～40wt％；成型压力为100～150Mpa。