[发明专利]一种耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高温材料技术领域，具体涉及一种耐火材料及其制备方法。

背景技术

耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为普通耐火材料、高级耐火材料和特级耐火材料；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料；目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料，随着耐火材料在各行各业中的广泛应用，以及需求量的不断增大，简单的生产工艺，降低成本，提高生产产量是目前该行业需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐火材料及其制备方法，耐火材料的生产工艺简单，制得的耐火材料具有导热系数低、在高温还原性气氛下的稳定性好、强度高、寿命长和成本低的优点。

本发明提供了如下的技术方案：

一种耐火材料，包括以下重量份数的原料：耐火泥40-50份、石英砂20-28份、氧化镁10-12份、纳米二氧化钛3-5份、膨胀珍珠岩9-11份、氮化硼4-6份、氮化铝2-3份、氢氧化镁14-18份、羧甲基纤维素钠3-5份、蓖麻油酸2-4份、十二烷基苯磺酸钠1-3份、硅微粉3-5份、玻璃棉6-10份、莫来石粉2-4份、滑石粉3-7份、氮化硅4-6份、膨胀剂2-4份、减水剂0.1-0.3份和水6-10份。

原料中添加了硅微粉，硅微粉具有耐高温、导热性差、化学性能稳定和耐火的优点。

原料中添加了玻璃棉，玻璃棉具有体积密度小、保温隔热性好、耐腐蚀性好、化学性能稳定和耐火的优点。

原料中添加了莫来石粉，莫来石粉具有耐高温、强度高、导热系数小和耐火性好的优点。

原料中添加了滑石粉，滑石粉具有润滑性好、耐火性好、抗腐蚀性好和化学性质稳定的优点。

原料中添加了氮化硅，氮化硅具有强度高、耐热和耐火的优点。

优选地，包括以下重量份数的原料：耐火泥45份、石英砂24份、氧化镁11份、纳米二氧化钛4份、膨胀珍珠岩10份、氮化硼5份、氮化铝2.5份、氢氧化镁16份、羧甲基纤维素钠4份、蓖麻油酸3份、十二烷基苯磺酸钠2份、硅微粉4份、玻璃棉8份、莫来石粉3份、滑石粉5份、氮化硅5份、膨胀剂3份、减水剂0.2份和水8份。

优选地，所述膨胀剂为蓝晶石或红柱石，用于补偿耐火材料硬化过程收缩，防止开裂。

优选地，所述减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠，减少用水量，提高原料混合搅拌过程中的流动性。

优选地，所述耐火材料还包括重量份数为4-5份的碳化硼，碳化硼具有密度低、强度高、耐高温、化学稳定性好和耐火性好的优点。

优选地，所述耐火材料还包括重量份数为4-6份的空心玻璃微珠，空心玻璃微珠具有抗压强度高、耐火性好和防腐蚀的优点。

优选地，所述耐火材料还包括重量份数为1-5份的硅酸铝，硅酸铝具有导热性差、热稳定性好、化学稳定性好和耐火性好的优点。

一种耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照耐火材料原料的重量份数称取原料；

(2)先将石英砂粉碎后与耐火泥混合，放于400-500℃高温炉中煅烧2-3h，然后取出冷却再研磨粉碎,即得粉碎料；

(3)将氧化镁、纳米二氧化钛、膨胀珍珠岩、氮化硼、氮化铝、氢氧化镁、硅微粉、玻璃棉、莫来石粉、滑石粉和氮化硅混合，然后研磨粉碎，再加入水，搅拌均匀，放置3-5天，即得混合料；

(4)将步骤(2)中的粉碎料和步骤(3)中的混合料混合，然后加入其它剩余组成原料，然后转速控制在6000-6500r/min，搅拌时间控制在2-3h；以喷雾形式加入高速混料机中，搅拌15-20min后出料，烘干粉碎成粉末，然后压制成坯；

(5)将步骤(4)的坯料放进烧结炉，在氮气氛中，1500-1600℃温度下焙烧25-30h，取出冷却至室温，再在温度1400-1500℃温度下焙烧30-40h，取出空冷至120-150℃，在冰水冷却2-3h，即得耐火材料。

本发明的有益效果是：

1、本发明耐火材料的生产工艺简单，制得的耐火材料具有导热系数低、在高温还原性气氛下的稳定性好、强度高、寿命长和成本低的优点。

2、本发明的原料中添加了硅微粉，硅微粉具有耐高温、导热性差、化学性能稳定和耐火的优点。

3、本发明的原料中添加了玻璃棉，玻璃棉具有体积密度小、保温隔热性好、耐腐蚀性好、化学性能稳定和耐火的优点。

4、本发明的原料中添加了莫来石粉，莫来石粉具有耐高温、强度高、导热系数小和耐火性好的优点。