耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖，它包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，所述耐火砖基体的原料包括：莫来石大颗粒20%～30%、红柱石小颗粒15%～25%、偏高岭土超细粉13%～24%、结合粘土5%～10%、膨胀石墨0.5%～1.5%、粉煤灰15%～20%、空心玻璃微珠3%～6%、余量为纸浆水；所述耐高温涂层的原料包括：二氧化硅气凝胶65%～70%、氧化钇凝胶15%～17%、纳米氮化硅5%～10%、六钛酸钾晶须1%～3%、乙醇余量为乙醇。本发明专利技术还提供一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖的制备方法，该方法步骤简单、易于自动化生产。

Corrosion resistant microporous mullite lightweight refractory brick and preparation method thereof

The invention provides a lightweight and microporous mullite lightweight refractory brick, which comprises a refractory brick matrix and a high temperature coating coated on the surface of the refractory brick matrix, in which the raw material of the refractory brick matrix consists of 20% to 30% mullite particles, 15% to 25% of the andalusite particles, 13% to 24% of the metalinite superfine powder, and combined adhesion. Soil 5% ~ 10%, expanded graphite 0.5% ~ 1.5%, fly ash 15% ~ 20%, hollow glass beads 3% ~ 6%, and the residue of the high temperature resistant coating include silica aerogel 65% ~ 70%, yttrium oxide gelatin 15% ~ 17%, nano silicon nitride 5% ~ 10%, potassium titanate whisker, ethanol. The invention also provides a method for preparing a corrosion resistant microporous mullite lightweight firebrick, which has simple steps and is easy to automate production.

【技术实现步骤摘要】
耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖及其制备方法
本专利技术属于耐火材料
，具体的说，涉及了一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖及其制备方法。
技术介绍
耐火材料由于对高温介质良好的抗侵蚀性，以及具有保温隔热的性能，在冶金、石化、玻璃等高温行业被广泛使用。随着我国对节能降耗的重视程度不断提高，具有良好保温隔热效果的轻质耐火材料得到了更多的研究与发展。不定形耐火材料由于具有施工便利、生产成本低，以及衬体的整体结构性好等优势，而受到了特别的关注，其中尤以耐火浇注料应用得最为广泛。通常使用的耐火浇注料主要为Al2O3-SiO2质材料，但这类耐火材料在石化等行业使用时，由于所处还原气氛环境的影响，会导致耐火材料的损毁加剧，从而使得材料的使用寿命降低。另外，由于传统的耐火骨料中气孔尺寸较大，孔径多处于毫米级，这样当该材料在高温环境中使用时，由于通过气孔内气体辐射传热与对流传热的加剧，会使耐火材料的导热系数升高，进而降低了耐火材料的隔热保温效果，增大了热能的流失，导致能源成本的上升。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种具有较高的抗热震性、较好的隔热保温效果的耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖，它包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，所述耐火砖基体的制备原料包括：莫来石大颗粒20%～30%、红柱石小颗粒15%～25%、偏高岭土超细粉13%～24%、结合粘土5%～10%、膨胀石墨0.5%～1.5%、粉煤灰15%～20%、空心玻璃微珠3%～6%、余量为纸浆水；所述耐高温涂层的制备原料包括：二氧化硅气凝胶65%～70%、氧化钇凝胶15%～17%、纳米氮化硅5%～10%、六钛酸钾晶须1%～3%、乙醇余量为乙醇。基于上述，所述莫来石大颗粒粒径为1mm～3mm、所述红柱石小颗粒粒径为0.5mm～1mm。基于上述，所述偏高岭土超细粉粒度小于0.043mm、所述空心玻璃微珠粒度小于1mm。本专利技术还提供一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖的制备方法，包括以下步骤：按照上述质量百分数的原料计算，将莫来石大颗粒、红柱石小颗粒、偏高岭土超细粉、结合粘土、膨胀石墨、粉煤灰、空心玻璃微珠和纸浆水进行混碾制得预制泥料，将所述混碾泥料压制成砖坯并干燥；将二氧化硅气凝胶、氧化钇凝胶、六钛酸钾晶须、纳米氮化硅和乙醇混合制得耐高温涂料，然后将干燥后的所述砖坯浸渍在所述耐高温涂料中制得涂覆砖坯，所述涂覆砖坯经干燥、煅烧后制得所述耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖。基于上述，将所述混碾泥料压制成砖坯，并将所述砖坯在自然干燥24小时后置于干燥窑内，在100℃～200℃的温度条件下干燥24小时～48小时；然后将干燥后的所述砖坯浸渍在所述耐高温涂料中制得涂覆砖坯，并在1100℃～1350℃的温度下对其进行煅烧10小时～24小时，从而制得所述耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖。本专利技术所提供的耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖原料中各成分的性能作用如下：莫来石大颗粒：是一系列铝硅酸盐组成的矿物统称，具有耐高温、强度高导热系数小，节能效果显著等特点，适用于石油裂解炉、冶金热风炉、陶瓷辊道窑、隧道窑、电瓷抽屉窑、玻璃坩埚窑及各种电炉的内衬，可直接接触火焰。红柱石小颗粒：晶体属正交（斜方）晶系的岛状结构硅酸盐矿物，红柱石在砖坯煅烧过程中会发生不可逆的晶体转化形成具有良好的莫来石网络的莫来石，从而使其具有1800℃以上的耐火性能，且耐骤冷骤热、机械强度大、抗热冲击力和抗渣性强、荷重转化点高，并具有极高的化学稳定性和极强的抗化学腐蚀性，从而使得制备的所述低蠕变红柱石复合耐火砖具有高荷软、低蠕变、高抗热震性能。偏高岭土超细粉：偏高岭土是高岭土在适当温度下脱乙醇形成的无乙醇硅酸铝。偏高岭土中原子排列顺序是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性。当温度升至925℃时开始结晶生成莫来石和方石英。晶体主要由硅氧四面体和氢氧八面体组成，其中硅氧四面体以共用顶角的方式沿着二维方向连结形成六方排列的网格层。高岭土具有强的耐酸性能、良好的电绝缘性和较高的耐火性能，耐火度与高岭土的化学组成有关，纯的高岭土的耐火度一般在1700℃左右，当乙醇云母、长石含量多，钾、钠、铁含量高时，耐火度降低，偏高岭土的耐火度最低不小于1500℃。结合粘土：是一种具有可塑性的耐火粘土，其组成矿物主要是高岭石、多乙醇高岭石、乙醇云母等且一般含Al2O3在20%～30%，SiO2在42%～73%，耐火度为1580℃～1670℃。空心玻璃微珠：空心玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能优异的新型材料，该产品的主要成分是硼硅酸盐，粒度为10-250微米、壁厚为1-2微米的空心球体。该产品具有质轻、低导热、强度高和良好的化学稳定性等优点，还具有绝缘、自润滑、隔音、不吸乙醇、耐火、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。空心玻璃微珠是由无机材料构成的，按化学成分有：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等。其粒径十到几百微米，为内部充斥CO2气体的封闭微型球体。空心玻璃微珠具有明显的减轻重量和隔音保温效果，使制品具有很好的抗龟裂性能和再加工性能，被广泛地使用在隔热涂料等领域。膨胀石墨：膨胀石墨是由天然石墨鳞片经插层、乙醇洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。其除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀150~300倍，由片状变为蠕虫状，从而结构松散，多孔而弯曲，表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强，蠕虫状石墨之间可自行嵌合，这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。纳米氮化硅：有α型和β型，相对密度3.18，熔点：1900℃，具有高强度、高弹性模量、低热膨胀率，以及优良的耐热性、电绝缘性、化学稳定性等特性。β型比α型在高温条件下稳定性更高，硬度大，纤维长5～200μm。常用作绝热材料使用。氧化钇凝胶：白色略带黄色粉末。不溶于乙醇和碱，溶于酸。主要用于制造单晶、钇铁柘榴石、钇铝钕柘榴石等复合氧化物，这些复合氧化物由于高频性能好，可作为微波用磁性材料及军事通讯工程用的重要材料。也可用作特种耐火材料。二氧化硅气凝胶：其分子式为SiO2·H2O具有大的比表面积和高的孔洞率，在乙醇性和溶剂型胶黏剂中均有良好的分散性和悬浮性以及增稠、触变、补强作用。六钛酸钾晶须：是精细钛酸钾纤维的商品名称，具有比玻璃纤维和石墨纤维更为优异的特性，具有质轻、低导热、强度高和良好的化学稳定性等优点。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术首先将不同粒度及长度的莫来石大颗粒、红柱石小颗粒、偏高岭土超细粉、结合粘土、膨胀石墨、粉煤灰、空心玻璃微珠进行混合，使得制备的砖坯各个部位成分配比搭配一致，保证了煅烧所得的耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖各部位性能的一致性，同时原料中含有大量棱角突出的粒度料，增大了临界粒度，为耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖提供了牢固的骨架结构使其在使用过程中不易产生变形。本专利技术将所述砖坯浸渍在由二氧化硅气凝胶、氧化钇凝胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖，其特征在于，它包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，所述耐火砖基体的制备原料包括：莫来石大颗粒20%～30%、红柱石小颗粒15%～25%、偏高岭土超细粉13%～24%、结合粘土5%～10%、膨胀石墨0.5%～1.5%、粉煤灰15%～20%、空心玻璃微珠3%～6%、余量为纸浆水；所述耐高温涂层的制备原料包括：二氧化硅气凝胶65%～70%、氧化钇凝胶15%～17%、纳米氮化硅5%～10%、六钛酸钾晶须1%～3%、乙醇余量为乙醇。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖，其特征在于，它包括耐火砖基体和涂覆在所述耐火砖基体表面的耐高温涂层；其中，所述耐火砖基体的制备原料包括：莫来石大颗粒20%～30%、红柱石小颗粒15%～25%、偏高岭土超细粉13%～24%、结合粘土5%～10%、膨胀石墨0.5%～1.5%、粉煤灰15%～20%、空心玻璃微珠3%～6%、余量为纸浆水；所述耐高温涂层的制备原料包括：二氧化硅气凝胶65%～70%、氧化钇凝胶15%～17%、纳米氮化硅5%～10%、六钛酸钾晶须1%～3%、乙醇余量为乙醇。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖，其特征在于，所述莫来石大颗粒粒径为1mm～3mm、所述红柱石小颗粒粒径为0.5mm～1mm。3.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀微孔莫来石轻质耐火砖，其特征在于，所述偏高岭土超细粉粒度小于0.043mm、所述空心玻璃微珠粒度小于1mm。4.一种耐腐蚀微孔莫来石轻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张微微，计富宝，吉飞虎，
申请(专利权)人：河南海纳德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41