[发明专利]一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用，该捣打料是以电熔镁砂、镁砂微粉、氧化铬微粉、鳞片石墨细粉为原料通过与结合剂、镁铝溶胶混合后制得。本发明隔热抗侵蚀耐火捣打料具有耐碱性侵蚀能力强、隔热保温性好等优点，作为永久层隔热材料时，不仅能有效阻断碱性蒸汽的向外渗透，增强炉衬耐火材料的抗碱性侵蚀能力，又能起到良好的隔热保温作用，使得高温氮窑的维修周期延长50％以上，设备能耗降低100kw·h以上，且能够提高设备稳定性以及生产效率，有着较高的使用价值和较好的应用前景，其制备方法具有操作方便、成本低廉、制备效率高、产品均匀性好等优点，适合于大规模制备，利于工业化利用。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，涉及一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用。

背景技术

钒氮合金作为钢铁生产的添加剂，能显著提高钢的韧性、延展性以及抗热疲劳等综合性能。并且钒氮合金替代传统的钒铁作为钢铁添加剂，避免了生产钒铁时产生的大量温室气体和粉尘，显著提高钢材的整体质量及可靠性。随着国家对钢铁性能要求的提高，钢材生产时钒氮合金的添加量也在逐步增加。

然而，钒氮合金的制备工艺过程具有反应温度高、烧结时间长、气氛条件苛刻等特点，这对烧结设备提出很高要求，设备性能直接影响钒氮合金产品的质量和产量。高温氮气氛保护推板窑炉(简称高温氮窑)作为钒氮合金材料制备过程中必备的规模化连续式烧结设备，其使用寿命普遍较短，大修周期一般为8-12个月，尤其是升温段会有大量碱性腐蚀物(主要是K₂O和Na₂O)以及二氧化碳气体产生，这对炉体升温段耐火材料造成恶劣侵蚀损坏，部分高温氮窑升温段炉衬使用6个月后便需要进行修理，大幅降低高温氮窑的使用寿命，造成巨大的经济损失，严重制约我国钒氮合金产业的健康发展。因此，高温氮窑升温段炉衬耐火材料的抗碱性腐蚀问题，已成为影响高温氮窑使用寿命的关键技术瓶颈。

传统的高温氮窑升温段炉衬材料选用镁砖作为工作层、空心球砖为永久层、硅酸铝纤维板为隔热层。虽然镁砖作为工作层可以一定程度上抵抗碱性腐蚀，空心球砖作为永久层起到耐高温、隔热的作用，但是炉内腐蚀性高温碱性蒸汽会透过工作层镁砖，渗入永久层并与空心球砖反应生成β-Al₂O₃，伴随剧烈的体积膨胀而损坏炉体结构，严重降低高温氮窑的使用寿命，影响钒氮合金的生产效率。

因此，有必要研发出一种高性能耐碱性侵蚀的耐火材料，既能防止碱性蒸汽的渗透和腐蚀，又能起到良好的隔热保温作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐碱性侵蚀能力强、隔热保温性好的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，所述纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料包括原料、结合剂和镁铝溶胶；所述结合剂的用量为原料质量的2％～3％；所述镁铝溶胶的用量为原料和结合剂质量之和的2％～5％；

所述原料按质量百分含量计包括以下组分：

上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，进一步改进的，所述电熔镁砂按质量百分含量计包括以下不同粒径的电熔镁砂颗粒：

粒径小于1mm的电熔镁砂颗粒 20％～40％，

粒径大于等于1mm且小于3mm的电熔镁砂颗粒 20％～40％，

粒径大于等于3mm且小于5mm的电熔镁砂颗粒 30％～50％。

上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，进一步改进的，所述电熔镁砂中MgO的质量百分含量≥97％。