[发明专利]矾土-钛铝酸钙-碳化硅复相耐火材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种矾土‑钛铝酸钙‑碳化硅复相耐火材料及其制备方法。其技术方案是：以40~45wt%的特级矾土颗粒、20~30wt%的特级矾土细粉、10~20wt%的钛铝酸钙颗粒、4~9wt%的碳化硅颗粒、4~9wt%的碳化硅细粉、1~2wt%的单质硅、2~5wt%的活性α‑Al₂O₃细粉、2~6wt%的广西白泥细粉和0.5~1.5wt%的Y₂O₃细粉为原料，外加所述原料3~4wt%的结合剂，混辗，得到混合料。将所述混合料困料，机压成型，脱模，静置，干燥，在马弗炉中于空气气氛和1400~1530℃条件下保温180~240分钟，随炉冷却，制得矾土‑钛铝酸钙‑碳化硅复相耐火材料。本发明成本低廉、工艺简单和成品率高；所制制品体积密度大、抗折耐压强度大、导热系数小和热震稳定性优良。

技术领域

本发明属于矾土-碳化硅复相耐火材料技术领域。具体涉及一种矾土-钛铝酸钙-碳化硅复相耐火材料及其制备方法。

背景技术

随着天然的矿石原料的消耗以及各种冶炼行业产生大量废渣的堆积，用钛铝酸钙替换特级矾土制备耐火材料具有重大的意义。当前，水泥回转窑过渡带主要使用的是高铝矾土结合碳化硅、莫来石结合碳化硅和塞隆结合碳化硅等各类制品；如“一种莫来石碳化硅复相耐火材料及其制备方法”（CN201610637867.7）专利技术，采用莫来石、碳化硅、矾土和红柱石等作为原料制备莫来石碳化硅复相耐火材料，虽然降低了材料的导热系数，有利于水泥回转窑的节能保温，但所引入的轻质莫来石骨料较多，大大提高了材料的成本，且材料的抗热震性能不优；再如“一种磷酸盐结合低铝硅莫砖及其制备方法”（CN201410444238.3）专利技术，通过用三级高铝矾土替换当前紧缺的特级或者一级矾土，虽降低了制备成本，但制备的磷酸盐结合低铝硅莫砖的显气孔率过大和强度不高。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种工艺简单、成本低廉和成品率高的矾土-钛铝酸钙-碳化硅复相耐火材料的制备方法，用该方法制备的矾土-钛铝酸钙-碳化硅复相耐火材料体积密度大、抗折耐压强度大、导热系数小和热震稳定性优良。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案的具体步骤是：

第一步、以40~45wt%的特级矾土颗粒、20~30wt%的特级矾土细粉、10~20wt%的钛铝酸钙颗粒、4~9wt%的碳化硅颗粒、4~9wt%的碳化硅细粉、1~2wt%的单质硅、2~5wt%的活性α-Al₂O₃细粉、2~6wt%的广西白泥细粉和0.5~1.5wt%的Y₂O₃细粉为原料，外加所述原料3~4wt%的结合剂，混辗8~10min，得到混合料。

第二步、将所述混合料在室温条件下困料4~5小时，在160~180MPa条件下机压成型，脱模，室温条件下静置12~20小时，再于90~110℃条件下干燥24~30小时；然后置于马弗炉中，于空气气氛和1400~1530℃条件下保温180~240分钟，随炉冷却，制得矾土-钛铝酸钙-碳化硅复相耐火材料。

所述特级矾土的主要化学成分是：Al₂O₃含量≥85.5wt%，SiO₂含量≥8.61wt%，TiO₂含量≥3.33wt%，Fe₂O₃含量≥1.25wt%，CaO含量≤0.27wt%；

所述特级矾土颗粒的密度为3.46g/cm³，显气孔率为14.5%，粒度为≤3mm；所述特级矾土细粉的粒度为≤0.088mm。