一种复合耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合耐火材料，包括莫来石衬底层和复合在所述莫来石衬底层上的钙长石材料层；本发明专利技术以莫来石砖湿坯作为衬底，在莫来石砖衬底上通过浇注钙长石砖料浆形成钙长石砖与莫来石砖的复合耐火砖，解决了钙长石轻质耐火砖在制备过程中出现的气泡大小不一的问题，以及钙长石轻质耐火砖在制备过程中出现的底部开裂的问题，干燥后的砖坯裂纹率由13％降低到4.5％；提高了产品在生产过程中的成品率，成品率从75％提高至95％。本发明专利技术还提供了一种复合耐火材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种复合耐火材料及其制备方法
本专利技术属于耐火材料
，尤其涉及一种复合耐火材料及其制备方法。
技术介绍
钙长石砖具有高气孔率、低体积密度、良好的绝热性能，被普遍应用于各种工业窑炉内部耐火砖与筒体之间空间的保温隔热填充材料。用以减少窑炉的热量散失从而获得高的能量利用效率。钙长石熔点为1550℃，具有密度小、热膨胀系数小、热导率低、在还原性气氛中可稳定存在等特点，可部分替代工作温度在1000～1300℃的粘土质、硅质及高铝质耐火材料，并实现节能减排。现有钙长石轻质耐火砖，孔径密度小，孔径分布均匀性较差，进而影响了其体积密度以及隔热保温效果，增加了在使用过程中热能的损失。并且，现有钙长石轻质耐火砖在制备和使用过程中容易出现底部开裂的现象，影响产品的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合耐火材料及其制备方法，本专利技术中复合耐火材料解决了钙长石轻质耐火砖在制备和使用过程中湿坯出现的底部开裂的问题，提高了产品生产过程中的成品率，同时提高了产品在使用过程中的耐火性能。本专利技术提供一种复合耐火材料，包括莫来石衬底层和复合在所述莫来石衬底层上的钙长石材料层；所述钙长石材料层由以下质量分数的组分制成：第一煤矸石48～55％、蓝晶石3～6％，第一叶腊石4.5～6.5％、第一耐火粘土10～14.5％、碳酸钙9.5～15.5％、高铝水泥5～10％，促凝剂4～8％和发泡剂1～5％；所述莫来石衬底层由以下质量分数的组分制成：第二耐火粘土42.5～50％、第二叶腊石12.5～16.5％和第二煤矸石42～50％；所述莫来石衬底层的厚度为所述复合耐火材料厚度的20～50％。优选的，所述钙长石材料层中，氧化铝的质量分数为36～40％、氧化钙的质量分数为10～15％、氧化硅的质量分数为38～45％。优选的，所述莫来石衬底层中，氧化铝的质量分数为39～48％、氧化钙的质量分数为0.5～1.0％、氧化硅的质量分数为48～58％。本专利技术提供一种复合耐火材料的制备方法，包括以下步骤：A)以质量分数计，将48～55％第一煤矸石、3～6％蓝晶石，第一叶腊石4.5～6.5％、9.5～15.5％碳酸钙、10～14.5％第一耐火粘土、5～10％高铝水泥，4～8％促凝剂和1～5％发泡剂混合，得到浇注料；B)以莫来石材料湿坯为沉底，使用浇注料浇注成型，脱模后依次进行干燥和烧制，得到复合耐火材料；所述莫来石材料湿坯的含水量为30～45％；由以下质量分数的组分制成：第二耐火粘土42.5～50％、第二叶腊石12.5～16.5％和第二煤矸石42～50％。优选的，所述步骤A)具体为：以质量分数计，将48～55％第一煤矸石、3～6％蓝晶石，第一叶腊石4.5～6.5％和9.5～15.5％碳酸钙球磨混合，得到球磨浆料；将10～14.5％第一耐火粘土加入球磨浆料中，搅拌得到混合浆料；将5～10％高铝水泥，4～8％促凝剂和1～5％发泡剂加入所述混合浆料中，得到浇注料。优选的，所述莫来石材料湿坯由挤泥成型法制成。优选的，所述浇注的温度为25～29℃；所述浇注的时间为10～16min。优选的，所述干燥的温度为75～120℃，所述干燥的时间为96～120小时。优选的，所述干燥共设置64～80小时烘干时间，低温段(0～75℃)设置5～7个升温段，每5～8小时上升15℃；高温段(75～120℃)设置3～6个升温段，每9～12小时上升15℃，直至温度达到120℃，由120℃降至室温需要12～15小时，烘干完毕。优选的，所述烧制的温度为1240～1280℃；所述烧制的时间为2～5小时，所述烧制的升温时间为45～50小时。本专利技术提供了一种复合耐火材料，包括莫来石衬底层和复合在所述莫来石衬底层上的钙长石材料层；所述钙长石材料层由以下质量分数的组分制成：第一煤矸石48～55％、蓝晶石3～6％，第一叶腊石4.5～6.5％、第一耐火粘土10～14.5％、碳酸钙9.5～15.5％、高铝水泥5～10％，促凝剂4～8％和发泡剂1～5％；所述莫来石衬底层由以下质量分数的组分制成：第二耐火粘土42.5～50％、第二叶腊石12.5～16.5％和第二煤矸石42～50％；所述莫来石衬底层的厚度为所述复合耐火材料厚度的20～50％。本专利技术以莫来石砖湿坯作为衬底，在莫来石砖衬底上通过浇注钙长石砖料浆形成钙长石砖与莫来石砖的复合耐火砖，解决了钙长石轻质耐火砖在制备过程中出现的气泡大小不一的问题，以及钙长石轻质耐火砖在制备过程中出现的底部开裂的问题，干燥后的砖坯裂纹率由13％降低到4.5％；提高了产品在生产过程中的成品率，成品率从75％提高至95％。具体实施方式本专利技术提供了一种复合耐火材料，包括莫来石衬底层和复合在所述莫来石衬底层上的钙长石材料层；所述钙长石材料层由以下质量分数的组分制成：第一煤矸石48～55％、蓝晶石3～6％，第一叶腊石4.5～6.5％、第一耐火粘土10～14.5％、碳酸钙9.5～15.5％、高铝水泥5～10％，促凝剂4～8％和发泡剂1～5％；所述莫来石衬底层由以下质量分数的组分制成：第二耐火粘土42.5～50％、第二叶腊石12.5～16.5％和第二煤矸石42～50％；所述莫来石衬底层的厚度为所述复合耐火材料厚度的20～50％。在本专利技术中，所述莫来石衬底层的厚度优选为所述复合耐火材料总厚度的20～50％，更优选为25～45％，最优选为30～40％；所述复合耐火材料中，莫来石材料衬底的厚度需控制在上述范围内，若超出此范围会砖坯裂纹率则会提高10％。本专利技术中，钙长石材料是以发泡剂制成的细小的泡为成孔材料，在发泡料浆浇注完成后，在静置养护的过程中，因重力原因会导致底部料浆密度增大、气泡含量减少、含水率提高、整体结构不均匀，致使干燥过程中砖坯底部水分溢出速度快，因此极易产生底部裂纹的问题。而莫来石材料是以聚苯乙烯颗粒作为成孔材料，其湿坯结构相较钙长石砖更疏松，在其上层浇注钙长石砖后，莫来石砖层吸收了部分钙长石砖底部的水分，使砖坯整体结构的含水率更加均匀，干燥过程中水分溢出速率更加均匀，起到了防止底部开裂的作用。在本专利技术中，所述钙长石材料层由以下质量分数的组分制成：第一煤矸石48～55％、蓝晶石3～6％，第一叶腊石4.5～6.5％、第一耐火粘土10～14.5％、碳酸钙9.5～15.5％、高铝水泥5～10％，促凝剂4～8％和发泡剂1～5％；在本专利技术中，所述第一煤矸石中铝的含量优选≥48％，所述第一煤矸石的质量分数优选为48～55％，更优选为49～54％，最优选为50～53％，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是54％。所述蓝晶石中铝的含量优选为48～58％，所述蓝晶石的质量分数优选为3～6％，更优选为4～5％，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是5％。所述第一叶腊石的质量分数优选为4.5～6.5％，更优选为5～6％，具体的，在本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合耐火材料，包括莫来石衬底层和复合在所述莫来石衬底层上的钙长石材料层；/n所述钙长石材料层由以下质量分数的组分制成：/n第一煤矸石48～55％、蓝晶石3～6％，第一叶腊石4.5～6.5％、第一耐火粘土10～14.5％、碳酸钙9.5～15.5％、高铝水泥5～10％，促凝剂4～8％和发泡剂1～5％；/n所述莫来石衬底层由以下质量分数的组分制成：/n第二耐火粘土42.5～50％、第二叶腊石12.5～16.5％和第二煤矸石42～50％；/n所述莫来石衬底层的厚度为所述复合耐火材料厚度的20～50％。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合耐火材料，包括莫来石衬底层和复合在所述莫来石衬底层上的钙长石材料层；
所述钙长石材料层由以下质量分数的组分制成：
第一煤矸石48～55％、蓝晶石3～6％，第一叶腊石4.5～6.5％、第一耐火粘土10～14.5％、碳酸钙9.5～15.5％、高铝水泥5～10％，促凝剂4～8％和发泡剂1～5％；
所述莫来石衬底层由以下质量分数的组分制成：
第二耐火粘土42.5～50％、第二叶腊石12.5～16.5％和第二煤矸石42～50％；
所述莫来石衬底层的厚度为所述复合耐火材料厚度的20～50％。


2.根据权利要求1所述的复合耐火材料，其特征在于，所述钙长石材料层中，氧化铝的质量分数为36～40％、氧化钙的质量分数为10～15％、氧化硅的质量分数为38～45％。


3.根据权利要求1所述的复合耐火材料，其特征在于，所述莫来石衬底层中，氧化铝的质量分数为39～48％、氧化钙的质量分数为0.5～1.0％、氧化硅的质量分数为48～58％。


4.一种复合耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
A)以质量分数计，将48～55％第一煤矸石、3～6％蓝晶石，第一叶腊石4.5～6.5％、9.5～15.5％碳酸钙、10～14.5％第一耐火粘土、5～10％高铝水泥，4～8％促凝剂和1～5％发泡剂混合，得到浇注料；
B)以莫来石材料湿坯为沉底，使用浇注料浇注成型，脱模后依次进行干燥和烧制，得到复合耐火材料；
所述莫来石材料湿坯的含水量为30～45％；由以下质量分数的组分制成：...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆桂花，郭金胜，张成娟，唐锋，张成贺，
申请(专利权)人：山东鲁阳浩特高技术纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37