一种轻质保温耐火砖及其制备方法技术

本发明专利技术涉及C04B35，更具体地，本发明专利技术涉及一种轻质保温耐火砖及其制备方法，轻质保温耐火砖的原料包括32

【技术实现步骤摘要】
一种轻质保温耐火砖及其制备方法


[0001]本专利技术涉及C04B35，更具体地，本专利技术涉及一种轻质保温耐火砖及其制备方法。

技术介绍

[0002]工业窑炉在材料煅烧制造中应用广泛。由于长时间经受高温，窑炉，尤其是窑衬的寿命受到了挑战。
[0003]专利号CN105132711B的专利提供了一种延长回转式阳极炉氧化还原口耐火砖使用寿命的方法，控制钢管进入炉膛的距离为100mm，同时控制填充料高岭土和白云石粉末的比例，使得耐火砖的使用寿命提高至80个炉期。专利号CN100491098的专利提供了一种用泥浆结合耐火砖的成型方法，矿石粉和粘土合理配比后与高铝土混合，使矿石粉和粘土被泥浆包裹完全，耐火砖不易掉角掉棱，使用寿命延长。
[0004]窑衬耐火砖的使用寿命和多种因素有关，且对于使用寿命的评判并无统一的严格标准，譬如有人认为只要窑炉加工出来的材料的质量未降低，即使窑衬已有一部分破损，但仍可以继续使用。不仅仅是窑衬在长期使用中会出现裂缝等破损，而且由于自身的重力导致窑衬出现凹陷或下沉倾斜的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一个方面提供了一种轻质保温耐火砖，所述轻质保温耐火砖的原料包括32
‑
45重量份粉煤灰，18
‑
30重量份硅藻土，7
‑
10重量份金属氧化物，6
‑
9重量份无机玻化微珠和0.25
‑
0.8重量份助剂。
[0006]优选的，所述轻质保温耐火砖的原料包括38
‑
43重量份粉煤灰，20
‑
25重量份硅藻土，7
‑
9重量份金属氧化物，6
‑
9重量份无机玻化微珠和0.25
‑
0.7重量份助剂。
[0007]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述助剂重量是粉煤灰和硅藻土的混合物的0.4
‑
0.95％。
[0008]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述粉煤灰的密度为1.8
‑
2.0g/cm3，粉煤灰中含有氧化镁，粉煤灰中氧化镁占比0.5
‑
1wt％。
[0009]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述硅藻土中含有二氧化硅和氧化铁，硅藻土中，二氧化硅含量78
‑
85wt％，氧化铁含量0.3
‑
0.7wt％。
[0010]为了获得轻量的耐火砖，改善窑衬由于自身的重力导致出现凹陷或下沉倾斜的现象，申请人想要通过粉煤灰和硅藻土来填充从而解决上述问题。然而，由于粉煤灰和硅藻土加入后，对外加剂的吸附作用大，体系的吸水性提高，不利于耐火砖的制备，同时粉煤灰还会使得体系的安定性影响，使得体系易发生收缩膨胀。为此，申请人进行了大量的实验论证和理论思考，发现当加入特定类型的粉煤灰和硅藻土，并控制其比例，即密度为1.8
‑
2.0g/cm3，氧化镁占比0.5
‑
1wt％的粉煤灰和二氧化硅含量78
‑
85wt％，氧化铁含量0.3
‑
0.7wt％的硅藻土的重量比为(32
‑
45)：(18
‑
30)，不仅使体系吸水性降低，耐火砖更易加工，而且还克服上述技术阻力，使得体系不易发生收缩膨胀，受热后收缩率降低。这可能是由于，粉煤
灰中结晶体形式存在的氧化镁的水化速度受到影响，对成型耐火砖的结构影响降低，同时密度为1.8
‑
2.0g/cm3的粉煤灰具有特定的松散程度，和具有多孔结构的硅藻土的接触面积改变，协同作用改变，由此也使得粉煤灰中玻璃体形式存在的氧化镁在一定量的氧化铁和二氧化硅作用下，在耐火砖高温煅烧冷却至常温时，玻璃体不易析出，稳定性增强。
[0011]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述金属氧化物选自氧化铝、氧化钙、氧化镁的一种或多种。
[0012]优选的，金属氧化物为氧化铝。
[0013]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述无机玻化微珠的质量含湿率为1.5
‑
1.8％，导热系数为0.04
‑
0.06W/(mk)。
[0014]为了进一步提高耐火砖的力学强度，尤其是抗压强度。申请人在体系中加入了质量含湿率为1.5
‑
1.8％，导热系数为0.04
‑
0.06W/(mk)的无机玻化微珠，结果显示抗压强度提升的同时，还意外提升了耐火砖的弹性模量，使得耐火砖不易脆裂的同时还具有较高的耐冲击性能。申请人推断，无机玻化微珠的1.5
‑
1.8％的含湿率反映了其具有特定的孔隙，在粉煤灰的协同作用下，无机玻化微珠和氧化铝以及助剂的作用受到影响，氧化铝以及助剂粉末的分散改变，同时由于无机玻化微珠的特定导热率，使得高温煅烧对氧化铝以及助剂粉末的作用改变，从而使复合材料的体系性能提升。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述助剂包括碳化物、碳酸盐和硫酸盐，碳化物、碳酸盐和硫酸盐的重量比为(3
‑
5)：(2
‑
4)：1。
[0016]为了更进一步利用上述陈述孔隙作用对耐火砖体系带来的积极影响，申请人加入一定比例的助剂，控制助剂重量为粉煤灰和硅藻土的混合物的0.4
‑
0.95％。另外，申请人还发现，加入碳化物、碳酸盐和硫酸盐的特定类型助剂，并使碳化物、碳酸盐和硫酸盐的重量比为(3
‑
5)：(2
‑
4)：1，不仅能够降低耐火砖的导热系数，而且还进一步降低了线变化率，延长了耐火砖的寿命。这可能是由于碳化物、碳酸盐在高温煅烧分解产生气体，且产生气体的速率不同，且硫酸盐促进碳化物、碳酸盐在体系中的分散，对体系结构进行了调整，因此使耐火砖的寿命延长。尤其是碳化物为碳化硅，碳酸盐为碳酸钙，硫酸盐为硫酸钙时，上述效果尤为明显。
[0017]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述碳化物选自碳化硼、碳化硅、碳化铬、碳化钒的一种或多种。
[0018]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述碳酸盐选自碳酸钙、碳酸钾、碳酸铵、碳酸钠的一种或多种；硫酸盐选自硫酸钙、月桂醇聚醚硫酸脂钠、硫酸铝的一种或多种。
[0019]本专利技术第二个方面提供了一种轻质保温耐火砖的制备方法，制备方法如下：(1)一次混合；(2)二次混合；(3)成型后，干燥，煅烧。
[0020]优选的，制备方法如下：(1)一次混合：粉煤灰、硅藻土混合后加入助剂，得到混合物A；(2)二次混合：在混合物A加入金属氧化物、无机玻化微珠和助剂，得到混合物B；(3)成型后，干燥，煅烧：混合物B注入模具中浇注成砖坯，干燥12h，在1100℃煅烧6
‑
8h，取出冷却，即得。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0022]本专利技术提供了一种轻质保温耐火砖，应用在窑衬上，不仅不会由于自身的重力导致窑衬出现凹陷或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质保温耐火砖，其特征在于，所述轻质保温耐火砖的原料包括32
‑
45重量份粉煤灰，18
‑
30重量份硅藻土，7
‑
10重量份金属氧化物，6
‑
9重量份无机玻化微珠和0.25
‑
0.8重量份助剂。2.根据权利要求1所述的轻质保温耐火砖，其特征在于，所述助剂重量是粉煤灰和硅藻土的混合物的0.4
‑
0.95％。3.根据权利要求2所述的轻质保温耐火砖，其特征在于，所述粉煤灰的密度为1.8
‑
2.0g/cm3，粉煤灰中含有氧化镁，粉煤灰中氧化镁占比0.5
‑
1wt％。4.根据权利要求3所述的轻质保温耐火砖，其特征在于，所述硅藻土中含有二氧化硅和氧化铁，硅藻土中，二氧化硅含量78
‑
85wt％，氧化铁含量0.3
‑
0.7wt％。5.根据权利要求1所述的轻质保温耐火砖，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝阳，吴一方，
申请(专利权)人：张家港市恒乐阳方高温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：