專利名稱：一種耐火材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，尤其涉及一種用于工業(yè)窯爐中蓄熱體的耐火材料，還涉及該耐火材料的制備方法。
背景技術：
蓄熱式換熱技術是21世紀節(jié)能和環(huán)保最具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g之一。是國家重點推廣的節(jié)能環(huán)保項目。工業(yè)窯爐是我國耗能大戶，約占全國能耗的26%，節(jié)能潛力巨大，高溫熱處理工業(yè)窯爐中二次能源的有效利用備受關注和重視。當煙氣溫度為900-1300°C時，煙氣余熱占爐子總能耗的50%-70%，因此在生產過程中最大限度地利用能源可以充分節(jié)約人力和物力資源，從而獲得極大的經濟效益。 在工業(yè)窯爐燃燒系統(tǒng)中安裝蓄熱體將煙氣的余熱回收用來預熱助燃空氣減小空氣體污染物的排放，降低環(huán)境負荷。高溫空氣燃燒亦稱為無焰燃燒技術(FlamelessCombuation)是90年代以來發(fā)達國家開始推廣應用的一種新的燃燒技術.它是將高溫空氣噴入爐膛維持低氧狀態(tài)，同時將燃料輸送到氣流中產生的燃燒.空氣溫度遇熱到800-1IOO0C以上，燃燒區(qū)空氣含氧量在2% — 21%與傳統(tǒng)燃燒過程相比高溫空氣燃燒的最大特點是節(jié)省燃料減少CO2和NOx的排放，降低燃燒噪音和成本，被譽為21世紀關鍵技術之一。在蓄熱式高溫空氣燃燒技術(HTAC)技術中，一般選用陶瓷材料作蓄熱體。蓄熱體是高溫空氣燃燒技術中最關鍵的部件，也是最具有技術含量和體現(xiàn)工業(yè)制造水平的部件?，F(xiàn)有技術中，用作蓄熱體的材料，主要有粘土質、剛玉質、莫來石質、鋯英石質、鈦酸鋁質、碳化硅質和堇青石質等材料，都存在很大的缺陷。剛玉、莫來石質其抗熱震性差價格較貴熱導率低，使用效果部好。粘土質、堇青石質具有抗熱震性好和價格低廉等優(yōu)點，但是在高溫(1250°C)煙氣(尤其是含鈉等堿金屬蒸氣的煙氣和含SO2等酸性氣體的煙氣)對他們的腐蝕性特強，使粘土質、堇青石質蓄熱體發(fā)生熔融粘結和揮發(fā)，從而阻塞空氣流。最后使蓄熱體受損。因此，提供一種耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震性好的耐火材料及其制備方法是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發(fā)明內容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種耐火材料，其耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震性好，本發(fā)明的另一個目的是提供該耐火材料的制備方法。為了實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明提供一種耐火材料，該耐火材料包括以下重量比的成分
碳化硅20%-50% ;氧化鋁40%-75% ；白泥2%-18% ;硅微粉1%_10% ;硅溶膠溶液1%-20% ;硫酸鈉 O. 5%-15%ο優(yōu)選地，該耐火材料包括以下重量比的成分
碳化硅23%-36% ;氧化鋁44%-63% ；白泥7%_17% ;硅微粉2%_7% ;硅溶膠溶液3%-12% ;硫酸鈉 O. 5%-15%。相應的，為實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明還提供的一種制備耐火材料的方法，包括以下步驟按所述耐火材料成分的重量配比稱取各種材料，在容器內將碳化硅、氧化鋁、白泥、硅微粉混合均勻，再加入硫酸鈉和硅溶膠溶液攪拌均勻；將攪拌均勻后的材料放入高速混碾機中進行進一步混合；將高速混碾機中混合后的材料壓制成型、干燥；接著將成型、干燥后的毛坯放入窯內燒結。優(yōu)選地，所述毛坯燒結是按照如下燒結溫度進行的常溫一1460°C，其中在900°C下的燒結保持5-6. 5小時；常溫到900°C升溫時間為6-9小時；900°C到1460°C升溫時間為3-6小時。優(yōu)選地，將攪拌均勻后的材料放入高速混碾機中進行進一步混合的時間為25-32分鐘。 優(yōu)選地，材料壓制成型是使用摩擦壓力機進行壓制成型，材料干燥是微波干燥。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過對成分的調整，尤其是添加硫酸鈉和硅溶膠溶液，以及對燒結過程中相變的控制，既提高了耐高溫性、熱震穩(wěn)定性、熱導率、耐腐蝕性，又降低了密度。由于降低了密度，大大減少了蓄熱換熱器的體積，同時，提高了耐高溫性、熱震穩(wěn)定性、熱導率、耐腐蝕性，使得該耐火材料能夠在高溫下長期使用，能夠提高二次空氣的預熱冷度，降低了材料單耗，具有節(jié)能效果。實驗結果表明，本發(fā)明制備的耐火材料的耐火度為1750°C，體積密度為O. 8 g/cm3，熱導率為I. 3 ff/ (mk) -1，熱震性為1100°C水冷96次。
具體實施例方式為了進一步說明本發(fā)明的技術方案，下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為了進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權利要求的限制。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例中含量均為重量百分比。實施例I 稱取下列重量的原料；
碳化硅27%;氧化鋁48%;白泥11%;硅微粉4%;硅溶膠溶液9%;硫酸鈉1%;
將碳化硅、氧化鋁、白泥、硅微粉加入容器中進行混合，混合均勻后，將硫酸鈉和硅溶膠溶液加入容器中攪拌均勻；
攪拌均勻后加入高速混碾機中混合30分鐘后，通過400噸摩擦壓力機壓制成型并微波干燥；
將成型、干燥后所得毛坯放入窯內，從常溫開始升溫，7小時升溫至900°C，在900°C下保溫6小時，然后，5小時升溫至1460°C繼續(xù)燒結，得到耐火材料。對本實施例制備的耐火材料進行測定，經測試，該耐火材料的耐火度為1750°C，體積密度為O. 8g/cm3，熱導率為I. 3 ff/ (mk) ―1，熱震性為1100。。水冷96次。實施例2
碳化硅23%;氧化鋁62%;白泥2%;硅微粉2%;硅溶膠溶液8%;硫酸鈉3%;將碳化硅、氧化鋁、白泥、硅微粉加入容器中進行混合，混合均勻后，將硫酸鈉和硅溶膠溶液加入容器中攪拌均勻；
攪拌均勻后加入高速混碾機中混合27分鐘后，通過400噸摩擦壓力機壓制成型并微波干燥；
將成型、干燥后所得毛坯放入窯內，從常溫開始升溫，9小時升溫至900°C，在900°C下保溫5小時，然后，3小時升溫至1460°C繼續(xù)燒結，得到耐火材料。對本實施例制備的耐火材料進行測定，經測試，該耐火材料的耐火度為1800°C，體積密度為O. 78g/cm3，熱導率為I. 2 ff/ (mk) ―1，熱震性為1100°C水冷87次。
本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進、潤飾或變化，也可以將上述技術特征以適當?shù)姆绞竭M行組合；這些改進潤飾、變化或組合，或未經改進將發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種耐火材料，其特征在于，該耐火材料包括以下重量比的成分 碳化硅20%-50% ;氧化鋁40%-75% ；白泥2%-18% ;硅微粉1%_10% ;硅溶膠溶液1%-20% ;硫酸鈉 0. 5%-15%o
2.根據(jù)權利要求I所述的耐火材料，其特征在于，該耐火材料包括以下重量比的成分 碳化硅23%-36% ;氧化鋁44%-63% ；白泥7%_17% ;硅微粉2%_7% ;硅溶膠溶液3%-12% ;硫酸鈉 0. 5%-15%o
3.一種根據(jù)權利要求I或2所述的耐火材料的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟按所述耐火材料成分的重量配比稱取各種材料，在容器內將碳化硅、氧化鋁、白泥、硅微粉混合均勻，再加入硫酸鈉和硅溶膠溶液攪拌均勻；將攪拌均勻后的材料放入高速混碾機中進行進一步混合；將高速混碾機中混合后的材料壓制成型、干燥；接著將成型、干燥后的毛坯放入窯內燒結。
4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，毛坯燒結是按照如下燒結溫度進行的常溫一1460°C，其中在900°C下的燒結保持5-6. 5小時；常溫到900°C升溫時間為6_9小時；900°C到1460°C升溫時間為3-6小時。
5.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，將攪拌均勻后的材料放入高速混碾機中進行進一步混合的時間為，25-32分鐘。
6.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，材料壓制成型是使用摩擦壓力機進行壓制成型，材料干燥是微波干燥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐火材料及其制備方法，該耐火材料包括以下重量比的成分碳化硅20%-50%；氧化鋁40%-75%；白泥2%-18%；硅微粉1%-10%；硅溶膠溶液1%-20%；硫酸鈉0.5%-15%。該制備方法包括以下步驟按所述耐火材料成分的重量配比稱取各種材料，在容器內將碳化硅、氧化鋁、白泥、硅微粉混合均勻，再加入硫酸鈉和硅溶膠溶液攪拌均勻；將攪拌均勻后的材料放入高速混碾機中進行進一步混合；將高速混碾機中混合后的材料壓制成型、干燥；接著將成型、干燥后的毛坯放入窯內燒結。本發(fā)明提供的耐火材料耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震性好。
文檔編號C04B35/66GK102765955SQ20121028705
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權日2012年8月14日
發(fā)明者潘建中, 潘建華, 陳歷蕃 申請人:湖南仁?？萍疾牧习l(fā)展有限公司