一种轻质耐火砖及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：所述粉料包括以下组分：13wt％～28wt％的结合粘土；20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高温氧化铝；3wt％～10wt％的膨胀剂；5wt％～15wt％的活性氧化铝；以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1wt％～15wt％。本发明专利技术提供的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料
，尤其涉及一种轻质耐火砖及其制备方法。
技术介绍
工业窑炉对轻质耐火材料需求量日益增大，窑炉热面内衬材料设计选材也越来越倾向于使用低容重耐高温轻质耐火砖。目前，工业窑炉热面衬里使用的耐火材料主要为耐火陶瓷纤维、轻质高铝砖、轻质莫来石砖、氧化铝空心球砖和刚玉莫来石砖等。以上各种耐火材料使用在不同温度的窑炉中，使用效果各有优劣。例如耐火陶瓷纤维使用在中低温窑炉热面衬里，节能效果显著但使用温度低；轻质高铝砖和轻质莫来石砖使用在中温窑炉热面衬里，节能效果较好但使用温度存在一定局限；氧化铝空心球砖使用在高温窑炉热面衬里，使用温度较高但是成本以及能耗较高；刚玉莫来石砖使用温度虽然较高，但是体积密度较大，用其砌筑的炉衬蓄热量较大，炉体重量大，节能效果较差。现有技术一直致力于开发出适应现代工业窑炉生产的低容量、耐高温、轻质耐火砖。如申请号为201310171084的中国专利公开了“一种新型轻质莫来石砖及其制备方法，其以高强莫来石骨料、结合粘土、硅微粉、氧化铝粉、聚乙烯醇溶液作为原料，采用315吨摩擦压力机压制生产轻质莫来石砖，烧成温度为1350～1450℃。但是该专利公开的产品使用温度偏低，难以在使用温度为1450℃以上的窑炉中使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轻质耐火砖及其制备方法，本专利技术提供的轻质耐火砖具有较高的耐高温效果。本专利技术提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：所述粉料包括以下组分13wt％～28wt％的结合粘土；20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高温氧化铝；3wt％～10wt％的膨胀剂；5wt％～15wt％的活性氧化铝；以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的质量分数为1wt％～15wt％。优选的，所述镁铝尖晶石的粒度为250目～500目。优选的，以镁铝尖晶石的质量为基准，所述镁铝尖晶石包括以下组分：65wt％～80wt％的Al2O3；20wt％～35wt％的MgO；≤0.5wt％的Fe2O3。优选的，所述骨料为低铁高铝砖砖砂，所述低铁高铝砖砖砂包括三氧化二铝和三氧化二铁；所述三氧化二铝在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量≥90wt％；所述三氧化二铁在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量≤1wt％。优选的，所述骨料包括粒度≤1mm的低铁高铝砖砖砂和粒度＞1mm且≤3mm的低铁高铝砖砖砂。优选的，所述骨料的体积密度≤1.5g/cm3。本专利技术提供了上述技术方案所述轻质耐火砖的制备方法，包括以下步骤：将结合粘土、高温氧化铝、膨胀剂、镁铝尖晶石、活性氧化铝和造孔剂混合，得到混合物料；将骨料、无机结合剂的40wt％～60wt％、所述混合物料、余量无机结合剂和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料；将所述泥料压制成砖坯；将所述砖坯依次进行烘干和煅烧，得到轻质耐火砖。优选的，所述造孔剂包括木屑、木炭和石油焦。优选的，所述烘干包括低温烘干和高温烘干；所述低温烘干的温度为30℃～60℃；所述高温烘干的温度为90℃～150℃。优选的，所述煅烧的温度为1600℃～1700℃。本专利技术提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：所述粉料包括以下组分：13wt％～28wt％的结合粘土；20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高温氧化铝；3wt％～10wt％的膨胀剂；5wt％～15wt％的活性氧化铝；以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1wt％～15wt％。本专利技术以镁铝尖晶石为原料，且包括高温氧化铝和活性氧化铝，使得在提供的轻质耐火砖的晶相包括主晶相刚玉莫来石相和次晶相镁铝尖晶石相，此晶相的存在使得到的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能，能够用于较高温度的窑炉中。而且本专利技术提供的轻质耐火砖还具有轻质、低导热和高强度的优良性能。本专利技术实施例2得到的轻质耐火砖的体积密度为1.21g/cm3，最高使用温度为1600℃，常温耐压强度为12.6MPa，1600℃重烧线变化-0.49％，350℃导热系数为0.488W/m.k。具体实施方式本专利技术提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：所述粉料包括以下组分：13wt％～28wt％的结合粘土；20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高温氧化铝；3wt％～10wt％的膨胀剂；5wt％～15wt％的活性氧化铝；以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1wt％～15wt％。本专利技术以镁铝尖晶石为原料，且包括高温氧化铝和活性氧化铝，使得在提供的轻质耐火砖的晶相包括主晶相刚玉莫来石相和次晶相镁铝尖晶石相，此晶相的存在使得到的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能。而且本专利技术提供的轻质耐火砖还具有轻质、低导热和高强度的优良性能。本专利技术提供的轻质耐火砖的原料包括粉料，所述粉料包括13wt％～28wt％的结合粘土，优选为15wt％～25wt％，更优选为18wt％～22wt％。本专利技术对所述结合粘土的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的结合粘土即可。在本专利技术中，所述结合粘土优选包括苏州土。在本专利技术中，以苏州土的质量为基准，所述苏州土优选包括≥35wt％的氧化铝，更优选为37wt％～39wt％；所述苏州土优选包括≥42wt％的二氧化硅，更优选为46wt％～48wt％；所述苏州土优选包括≤0.9wt％的三氧化二铁，更优选≤0.5wt％。在本专利技术中，所述粉料包括20wt％～35wt％的镁铝尖晶石，优选为22wt％～32wt％，更优选为25wt％～30wt％。在本专利技术中，所述镁铝尖晶石的粒度优选为250目～500目，更优选为300目～450目，最优选为325目～400目；所述镁铝尖晶石的熔点优选为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：所述粉料包括以下组分：13wt％～28wt％的结合粘土；20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高温氧化铝；3wt％～10wt％的膨胀剂；5wt％～15wt％的活性氧化铝；以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1wt％～15wt％。

【技术特征摘要】
1.一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉
料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：
所述粉料包括以下组分：
13wt％～28wt％的结合粘土；
20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；
20wt％～40wt％的骨料；
5wt％～25wt％的高温氧化铝；
3wt％～10wt％的膨胀剂；
5wt％～15wt％的活性氧化铝；
以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质
量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1
wt％～15wt％。
2.根据权利要求1所述的轻质耐火砖，其特征在于，所述镁铝尖晶石的
粒度为250目～500目。
3.根据权利要求1所述的轻质耐火砖，其特征在于，以镁铝尖晶石的质
量为基准，所述镁铝尖晶石包括以下组分：
65wt％～80wt％的Al2O3；
20wt％～35wt％的MgO；
≤0.5wt％的Fe2O3。
4.根据权利要求1所述的轻质耐火砖，其特征在于，所述骨料为低铁高
铝砖砖砂，所述低铁高铝砖砖砂包括三氧化二铝和三氧化二铁；
所述三氧化二铝在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量≥90wt％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宽心，代绪岚，谢宜，周生，王明娟，
申请(专利权)人：山东鲁阳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37