[发明专利]一种镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镁铝尖晶石耐火材料，所述镁铝尖晶石耐火材料包括如下重量份的组分：硅溶胶30～40份、复合镁砂20～30份、铝粉5～8份、镁粉6～10份、碳化硅3～8份、硅钙渣3～6份、空心玻璃微珠3～6份、钛酸铝2～5份、氧化镧粉0.5～1.5份、氧化铈粉0.5～1.5份、硅微粉1～3份和氧化锆2～3份。本发明提供的镁铝尖晶石耐火材料热振稳定性能强，解决了现有技术中镁铝尖晶石耐火材料热振稳定性能差的技术问题。本发明还提供了该镁铝尖晶石耐火材料的制备方法。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法。

背景技术

镁铝尖晶石(MA)是一种熔点高、抗弱碱性至中性物质侵蚀能力强的物质，其化学组成为Al2O3＝71.8％、MgO＝28.2％。如氧化铝含量过高，将形成富铝镁铝尖晶石(镁铝尖晶石-刚玉复相组织)；如氧化镁含量过高，将形成富镁铝尖晶石(镁铝尖晶石-方镁石复相组织)。

镁铝尖晶石耐火材料由于具有抗侵蚀、抗磨蚀、抗渣性能好的优点，广泛用于工业窑炉中，但现有技术所制备的镁铝尖晶石耐火材料，往往存在高温热态强度低、热振稳定性较差等缺陷。虽然通过技术改良，可以弥补该材料的一些性能缺陷：例如通过引入添加剂促进烧结致密化，可以改进材料强度，但添加剂的引入又导致材料高温液相的生成，反而削弱了镁铝尖晶石耐火材料的荷重软化温度和热振稳定性。耐火材料的热振稳定性差，在温度快速变化时可能会产生细小裂纹，影响其使用寿命。因此，需要提供一种热振稳定性能强的镁铝尖晶石耐火材料。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，本发明第一方面的目的在于，提出一种镁铝尖晶石耐火材料，该镁铝尖晶石耐火材料热振稳定性能强，能解决现有技术中镁铝尖晶石耐火材料热振稳定性能差的技术问题；本发明第二方面的目的在于，提出一种镁铝尖晶石耐火材料的制备方法，该制备方法工艺简单，反应条件温和。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种镁铝尖晶石耐火材料，所述镁铝尖晶石耐火材料包括如下重量份的组分：硅溶胶30～40份、复合镁砂20～30份、铝粉5～8份、镁粉6～10份、碳化硅3～8份、硅钙渣3～6份、空心玻璃微珠3～6份、钛酸铝2～5份、氧化镧粉0.5～1.5份、氧化铈粉0.5～1.5份、硅微粉1～3份和氧化锆2～3份。

第二方面，本发明提供了一种镁铝尖晶石耐火材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、按重量份备料；

S2、将所有组分混合，再经过静置后得到混合料；

S3、将所述混合料升温至600～800℃，再经过保温后冷却至400～500℃浇入预制模具中；

S4、将模具中的混合料进行冷却退火，得到镁铝尖晶石耐火材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、本发明提供的镁铝尖晶石耐火材料，以复合镁砂、硅钙渣和空心玻璃微珠作为骨料，以硅溶胶作为结合剂，通过硅溶胶与骨料之间聚结而产生强度，加入的铝粉和镁粉与硅微粉反应能将孔洞和缝隙等填满，增强骨料和硅溶胶间的固固结合，提高耐火材料的强度；加入的碳化硅具有良好的抗拉强度、传热能力和较低的热膨胀系数，能有效减小材料内部的内应力，增强材料的耐热震性，防止材料发生开裂的情况；氧化镧和氧化铈能改善耐火材料的强度，增强其韧性和硬度，从而增强耐火材料的耐磨性，且氧化镧、氧化铈和空心玻璃微珠能降低耐火材料的导热能力，与碳化硅协同作用，既能增强耐火材料的增强材料的耐热震性，又能改善耐火材料的强度；钛酸铝和氧化锆在高温状态下互相结合成为氧化锆-钛酸铝复相材料，能进一步提高耐火材料的耐热性、耐腐蚀性和机械强度；本发明提供的镁铝尖晶石耐火材料通过各组分按照一定的配比配合使用，既能提高镁铝尖晶石耐火材料的抗热震性，又能提高其耐腐蚀能力和耐磨性，且该镁铝尖晶石耐火材料的强度和韧性也较好；