[发明专利]一种不定形耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种不定形耐火材料及其制备方法。

背景技术

不定形高温耐火材料是高温炉体内常用的保温、隔热材料。几乎所有的高温容器和设备内部都需要配套耐火材料来实现高温的技术工艺条件和保护设备的长期稳定运行。高温设备内配套耐火材料的高温化学抗侵蚀性能直接影响着耐火材料的寿命和高温设备的工作寿命。目前，市场上的耐火材料及耐火砖一般耐受1600～1700℃的高温。

众所周知，耐火材料随温度的不断升高，其制作工艺及成本大幅上升，且受限于特殊的使用工况，在高温酸性渣侵蚀下，再特殊的耐火材料或耐火砖都不能抵抗侵蚀，只是侵蚀作用的快慢而已；更换耐火材料或耐火砖，无形中增加了生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不定形耐火材料及其制备方法，该耐火材料内衬于高温(大于1500℃)的熔炼炉中，熔炼炉内的气体含酸性或碱性成分，该耐火材料在以热态暴露于含有酸性或碱性成分气体或熔融态环境下使用，解决了传统冶金高温熔融及煤化工气化过程中，高温设备内配套的内衬耐火材料易受侵蚀，使用寿命短，维护成本高等技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种不定形耐火材料，包括主原料和辅助原料，其中，

所述主原料包含二氧化硅，三氧化二铝，氧化钙，氧化镁；

所述辅助原料包含氧化亚铁，二氧化钛，三氧化二铬中的至少一种。

进一步地，所述主原料的各组分的质量份数为：二氧化硅30～55份，三氧化二铝5～30份，氧化钙5～25份，氧化镁1-25份；

所述辅助原料的各组分的质量份数为：氧化亚铁5～10份，和/或二氧化钛1～5份，和/或三氧化二铬1-5份。

进一步地，所述主原料的各组分的质量份数为：二氧化硅34～38份，三氧化二铝25～30份，氧化钙15～20份，氧化镁1-5份；所述辅助原料的各组分的质量份数为：二氧化钛4～5份。

进一步地，所述主原料的各组分的质量份数为：二氧化硅30～45份，三氧化二铝5～25份，氧化钙5～10份，氧化镁20-25份；所述辅助原料的各组分的质量份数为：三氧化二铬1-4份。

进一步地，所述主原料的各组分的质量份数为：二氧化硅45～55份，三氧化二铝10～15份，氧化钙20～25份，氧化镁5-10份；所述辅助原料的各组分的质量份数为：氧化亚铁5～10份。

进一步地，所述不定形耐火材料的粒径为5-10mm。

进一步地，所述不定形耐火材料的粒径为6-8mm。

本发明还提供一种上述不定形耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)赤泥、铜渣、红土镍矿或铬铁矿经煤基转底炉直接还原后形成金属化球团；

(2)将所述金属化球团投入熔融装置中进行高温熔融，并对其进行渣/铁分离得到高温熔融的炉渣；

(3)将所述高温熔融的炉渣进行砂模铸造成型，或自然降温后破碎为颗粒，形成所述不定形耐火材料。

进一步地，所述熔融装置的温度为1500-1700℃。

进一步地，所述不定形耐火材料的粒径为5-10mm。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

(1)本发明的不定形耐火材料属废弃物二次利用，其制备原料为赤泥、铜渣、红土镍矿及铬铁矿等，因而其较市售特殊耐火材料具有较低的成本；

(2)本发明的不定形耐火材料铺设于温度大于1500℃的熔融装置的内衬，在以热态暴露于含有酸性或碱性成分气体或熔融态环境下使用时，上述不定形耐火材料呈现玻璃态，可以阻隔熔融态物料与熔融装置内配套的内衬耐火材料的接触，较大程度地保护了熔融装置内配套的内衬耐火材料，提高了熔融装置的使用寿命；

(3)本发明的不定形耐火材料更换、维护方便。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。