[发明专利]一种富镁不定形耐火材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种富镁不定形耐火材料及其制备方法，耐火材料组成为：镁橄榄石40%‑60%，蛇纹石细粉20%‑30%，氧化钇5%‑15%，碳化硅5%‑10%，结合剂5%‑9%份，增塑剂1%‑5%。以镁橄榄石质量为100%计，镁橄榄石粒径配比为：8‑5 mm 20%‑30%，5‑3 mm 50%‑65%，3‑1 mm 10%‑15%，小于1mm≤5%。富镁矿物煅烧分解得到烧结的氧化镁，具有较高的耐火度和抗结渣能力。氧化钇使耐火材料机体致密化，防止炉渣对耐火材料层的浸透，抑制炉渣对耐火材料的腐蚀。碳化硅热膨胀系数小，可提高耐火材料抗热震性，同时碳化硅高温生成二氧化硅层膜，防止炉渣对耐火材料层的浸透。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种抗侵蚀性能优异、抗热震性能好、防结渣效果凸出的富镁不定形耐火材料及其制备方法。

背景技术

莫来石是一种高温下形成的铝硅酸盐矿物，作为一种优质耐火材料，具有强度高、熔点高、热导率低等优点，现被广泛应用于钢铁、有色、化工等各工业领域的窑炉、热工设备和构筑物中。但莫来石作为耐火材料使用时仍存在以下不足：1）莫来石是一种高铝矿物，其主要成份3Al₂O₃·2SiO₂，作为耐火材料在炼钢炉等具有碱性气氛的设备中使用时易受到侵蚀。2）莫来石在炼钢炉等设备上使用时抵抗铁渣、碱性泥渣的效果差。3）莫来石耐火材料制品的抗热震稳定性差。

中国专利CN2007103045733，专利名称高强低导热节能材料，申请日期2016年3月31日，公开了一种以微孔莫来石为骨料，添加活性氧化铝微粉、二氧化硅微粉、高温水泥与矾土细粉的耐火材料制品，具有导热系数小，热损失少的优点，但是该耐火材料中氧化铝的含量达到52%-81%，使该耐火材料抗结渣能力弱、抗侵蚀能力及抗热震性差，因而对于炼钢炉、冶金窑炉等设备的适用性差。

发明内容

针对莫来石等高铝矿物作为耐火材料的抗热震性、抗碱性气氛侵蚀能力以及防结渣能力差的问题，本发明的目的在于提供一种以镁橄榄岩等富镁矿物为原料的、抗热震性能好，抗侵蚀能力优异，防结渣效果凸出的富镁不定形耐火材料。

本发明的另一个目的在于提供该耐火材料的制备方法。

本发明提供如下的技术方案：

一种富镁不定形耐火材料，所述富镁不定形耐火材料的组成和相应的质量百分比为：镁橄榄石40%-55%，蛇纹石细粉20%-30%，氧化钇5%-15%，碳化硅5%-10%，结合剂5%-9%，增塑剂1%-5%。镁橄榄石的主要成份是2MgO·2SiO₂，是一种富镁矿物，具有耐高温、抗侵蚀、化学稳定性好等优点，镁橄榄石经煅烧分解得到氧化镁，氧化镁是一种碱性氧化物，有很好的耐火绝缘性能，经1000℃以上高温烧灼可转变为晶体，升至1500℃以上则变成烧结氧化镁，热导系数低，抗侵蚀和化学性能稳定，对碱性渣和铁渣具有很好的抵抗性。蛇纹石也是富镁硅酸盐矿物，其煅烧分解后的产物是氧化镁，将蛇纹石与镁橄榄石配合使用，可充分利用资源。氧化钇不溶于水和碱液，其熔点是2439℃，其沸点高达4300℃，氧化钇能够与氧化镁反应，使耐火材料的机体致密化，同时氧化钇与熔炉炉渣反应，使与耐火材料工作表面接触的炉渣的粘度增大，防止炉渣对耐火材料层的浸透，抑制对耐火材料的腐蚀。烧结后的氧化镁集中在氧化钇的晶界处，形成固溶体或者化合物，有助于氧化钇的致密化程度，促进烧结。碳化硅的热膨胀系数小，可以提高耐火材料的抗热震性，同时碳化硅高温下在耐火材料层生成二氧化硅层膜，可防止炉渣对耐火材料层的浸透，且碳化硅可与熔炉中的碱性气氛发生反应，产物熔融后玻璃化，防止炉内碱性气氛侵蚀耐火材料内部，增强耐火材料的抗侵蚀性能。

作为本发明的一种优选，以镁橄榄石的质量为100%计，所述镁橄榄石的粒径等级及相应的质量配比为：8-5 mm 20%-30%，5-3 mm 50%-65%，3-1 mm 10%-15%，小于1mm ≤5%。镁橄榄石的粒径主要在3mm以上，这样能够有效利用粒径较大的镁橄榄石，相应的降低原料的成本。