一種輕質(zhì)耐火磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)耐火磚，晶相包括剛玉莫來石相和鎂鋁尖晶石相，由包括粉料、無機結(jié)合劑和造孔劑的原料燒制得到：所述粉料包括以下組分：13wt％～28wt％的結(jié)合粘土；20wt％～35wt％的鎂鋁尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高溫氧化鋁；3wt％～10wt％的膨脹劑；5wt％～15wt％的活性氧化鋁；以所述粉料的總質(zhì)量為基準，所述無機結(jié)合劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為2wt％～10wt％，所述造孔劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為1wt％～15wt％。本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚具有較高的耐高溫性能。
【專利說明】一種輕質(zhì)耐火磚及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種輕質(zhì)耐火磚及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)窯爐對輕質(zhì)耐火材料需求量日益增大，窯爐熱面內(nèi)襯材料設(shè)計選材也越來越傾向于使用低容重耐高溫輕質(zhì)耐火磚。目前，工業(yè)窯爐熱面襯里使用的耐火材料主要為耐火陶瓷纖維、輕質(zhì)高鋁磚、輕質(zhì)莫來石磚、氧化鋁空心球磚和剛玉莫來石磚等。
[0003]以上各種耐火材料使用在不同溫度的窯爐中，使用效果各有優(yōu)劣。例如耐火陶瓷纖維使用在中低溫窯爐熱面襯里，節(jié)能效果顯著但使用溫度低；輕質(zhì)高鋁磚和輕質(zhì)莫來石磚使用在中溫窯爐熱面襯里，節(jié)能效果較好但使用溫度存在一定局限；氧化鋁空心球磚使用在高溫窯爐熱面襯里，使用溫度較高但是成本以及能耗較高；剛玉莫來石磚使用溫度雖然較高，但是體積密度較大，用其砌筑的爐襯蓄熱量較大，爐體重量大，節(jié)能效果較差。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)一直致力于開發(fā)出適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)窯爐生產(chǎn)的低容量、耐高溫、輕質(zhì)耐火磚。如申請?zhí)枮?01310171084的中國專利公開了 “一種新型輕質(zhì)莫來石磚及其制備方法，其以高強莫來石骨料、結(jié)合粘土、硅微粉、氧化鋁粉、聚乙烯醇溶液作為原料，采用315噸摩擦壓力機壓制生產(chǎn)輕質(zhì)莫來石磚，燒成溫度為1350?1450°C。但是該專利公開的產(chǎn)品使用溫度偏低，難以在使用溫度為1450°C以上的窯爐中使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種輕質(zhì)耐火磚及其制備方法，本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚具有較高的耐高溫效果。
[0006]本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)耐火磚，晶相包括剛玉莫來石相和鎂鋁尖晶石相，由包括粉料、無機結(jié)合劑和造孔劑的原料燒制得到:
[0007]所述粉料包括以下組分
[0008]13wt%?28?1:%的結(jié)合粘土 ；
[0009]20wt%?35￥七％的鎂鋁尖晶石；
[0010]20wt % ?40wt % 的骨料；
[0011]5wt%? 25wt%的高溫氧化銷；
[0012]3wt%? 10wt% 的膨脹劑；
[0013]5wt%? 15wt%的活性氧化銷；
[0014]以所述粉料的總質(zhì)量為基準，所述無機結(jié)合劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為2wt%?1wt %，所述造孔劑的質(zhì)量占所述粉料的質(zhì)量分數(shù)為Iwt %?15wt%。
[0015]優(yōu)選的，所述鎂鋁尖晶石的粒度為250目?500目。
[0016]優(yōu)選的，以鎂鋁尖晶石的質(zhì)量為基準，所述鎂鋁尖晶石包括以下組分:
[0017]65wt%? 80wt% 的 Al2O3;
[0018]20wt % ?35wt % 的 MgO ；
[0019]彡0.5界七％的 Fe203。
[0020]優(yōu)選的，所述骨料為低鐵高鋁磚磚砂，所述低鐵高鋁磚磚砂包括三氧化二鋁和三氧化—鐵；
[0021]所述三氧化二鋁在所述低鐵高鋁磚磚砂中的質(zhì)量含量多90wt% ；
[0022]所述二氧化一■鐵在所述低鐵尚銷磚磚砂中的質(zhì)量含量< lwt%。
[0023]優(yōu)選的，所述骨料包括粒度< Imm的低鐵高銷磚磚砂和粒度> Imm且< 3mm的低鐵尚銷磚磚砂。
[0024]優(yōu)選的，所述骨料的體積密度< 1.5g/cm3。
[0025]本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述輕質(zhì)耐火磚的制備方法，包括以下步驟:
[0026]將結(jié)合粘土、高溫氧化鋁、膨脹劑、鎂鋁尖晶石、活性氧化鋁和造孔劑混合，得到混合物料；
[0027]將骨料、無機結(jié)合劑的40wt%? 60wt%、所述混合物料、余量無機結(jié)合劑和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料；
[0028]將所述泥料壓制成磚坯；
[0029]將所述磚坯依次進行烘干和煅燒，得到輕質(zhì)耐火磚。
[0030]優(yōu)選的，所述造孔劑包括木肩、木炭和石油焦。
[0031]優(yōu)選的，所述烘干包括低溫烘干和高溫烘干；
[0032]所述低溫烘干的溫度為30°C?60 °C ;
[0033]所述高溫烘干的溫度為90°C?150°C。
[0034]優(yōu)選的，所述煅燒的溫度為1600°C?1700°C。
[0035]本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)耐火磚，晶相包括剛玉莫來石相和鎂鋁尖晶石相，由包括粉料、無機結(jié)合劑和造孔劑的原料燒制得到:所述粉料包括以下組分:13wt%?28?1:%的結(jié)合粘土 ；20wt%? 35wt%的鎂銷尖晶石；20wt%? 40wt%的骨料；5wt%? 25wt%的高溫氧化銷；3wt%? 1wt %的膨脹劑；5wt%?15?1:%的活性氧化銷；以所述粉料的總質(zhì)量為基準，所述無機結(jié)合劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為2wt%? 1wt %，所述造孔劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為lwt%? 15wt%。本發(fā)明以鎂鋁尖晶石為原料，且包括高溫氧化鋁和活性氧化鋁，使得在提供的輕質(zhì)耐火磚的晶相包括主晶相剛玉莫來石相和次晶相鎂鋁尖晶石相，此晶相的存在使得到的輕質(zhì)耐火磚具有較高的耐高溫性能，能夠用于較高溫度的窯爐中。而且本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚還具有輕質(zhì)、低導熱和高強度的優(yōu)良性能。本發(fā)明實施例2得到的輕質(zhì)耐火磚的體積密度為1.21g/cm3，最高使用溫度為1600°C，常溫耐壓強度為12.6MPa，1600°C重燒線變化-0.49%，350°C導熱系數(shù)為0.488ff/m.k。

【具體實施方式】
[0036]本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)耐火磚，晶相包括剛玉莫來石相和鎂鋁尖晶石相，由包括粉料、無機結(jié)合劑和造孔劑的原料燒制得到:
[0037]所述粉料包括以下組分:
[0038]13wt%?28界1:%的結(jié)合粘土 ；
[0039]20wt%?35￥七％的鎂鋁尖晶石；
[0040]20wt % ?40wt % 的骨料；
[0041]5wt%? 25wt%的高溫氧化銷；
[0042]3wt % ?1wt % 的膨脹劑；
[0043]5wt%? 15wt%的活性氧化銷；
[0044]以所述粉料的總質(zhì)量為基準，所述無機結(jié)合劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為2wt%? 1wt %，所述造孔劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為Iwt %?15wt%。
[0045]本發(fā)明以鎂鋁尖晶石為原料，且包括高溫氧化鋁和活性氧化鋁，使得在提供的輕質(zhì)耐火磚的晶相包括主晶相剛玉莫來石相和次晶相鎂鋁尖晶石相，此晶相的存在使得到的輕質(zhì)耐火磚具有較高的耐高溫性能。而且本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚還具有輕質(zhì)、低導熱和高強度的優(yōu)良性能。
[0046]本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚的原料包括粉料，所述粉料包括13wt%? 28wt%的結(jié)合粘土，優(yōu)選為15wt%? 25wt%，更優(yōu)選為18wt%?22wt%。本發(fā)明對所述結(jié)合粘土的種類和來源沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的結(jié)合粘土即可。在本發(fā)明中，所述結(jié)合粘土優(yōu)選包括蘇州土。在本發(fā)明中，以蘇州土的質(zhì)量為基準，所述蘇州土優(yōu)選包括彡35wt %的氧化銷，更優(yōu)選為37wt %?39wt % ;所述蘇州土優(yōu)選包括彡42wt %的二氧化娃，更優(yōu)選為46wt%? 48wt% ;所述蘇州土優(yōu)選包括< 0.9wt%的三氧化二鐵，更優(yōu)選
0.5wt%。
[0047]在本發(fā)明中，所述粉料包括20wt%? 35wt%的鎂鋁尖晶石，優(yōu)選為22wt %?32wt%，更優(yōu)選為25wt%? 30wt%。在本發(fā)明中，所述鎂銷尖晶石的粒度優(yōu)選為250目?500目，更優(yōu)選為300目?450目，最優(yōu)選為325目?400目；所述鎂鋁尖晶石的熔點優(yōu)選為2135°C。在本發(fā)明中，以鎂鋁尖晶石的質(zhì)量為基準，所述鎂鋁尖晶石優(yōu)選包括以下組分:
[0048]65wt % ?80wt % 的 Al2O3;
[0049]20wt % ?35wt % 的 MgO ；
[0050]< 0.5wt% 的 Fe203。
[0051]在本發(fā)明中，以鎂鋁尖晶石的質(zhì)量為基準，所述鎂鋁尖晶石優(yōu)選包括65wt%?80wt %的三氧化二銷，更優(yōu)選為70wt %?75wt % ;所述鎂銷尖晶石優(yōu)選包括20wt %?35界1:%的MgO，更優(yōu)選為25wt%? 30wt% ;所述鎂銷尖晶石優(yōu)選包括< 0.5?1:%的Fe2O3,更優(yōu)選< 0.3wt%o本發(fā)明對所述鎂鋁尖晶石的來源沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鎂鋁尖晶石的市售商品即可。
[0052]在本發(fā)明中，所述粉料包括20wt%? 40wt%的骨料，優(yōu)選為25wt%? 35wt%，更優(yōu)選為28wt%? 32wt%。在本發(fā)明中，所述骨料優(yōu)選為低鐵高鋁磚磚砂；所述低鐵高鋁磚磚砂包括三氧化二鋁和三氧化二鐵，所述三氧化二鋁在所述低鐵高鋁磚磚砂中的質(zhì)量含量優(yōu)選多90wt%，更優(yōu)選多92wt%，最優(yōu)選多95wt% ;所述三氧化二鐵在所述低鐵高銷磚磚砂中的質(zhì)量含量優(yōu)選< lwt%，更優(yōu)選< 0.8wt%，最優(yōu)選< 0.5wt%。
[0053]在本發(fā)明中，所述骨料優(yōu)選包括粒度< Imm的低鐵高鋁磚磚砂和粒度> Imm且(3mm的低鐵高銷磚磚砂，所述粒度< Imm的低鐵高銷磚磚砂與所述粒度> 11111]1且< 3mm的低鐵高鋁磚磚砂的質(zhì)量比優(yōu)選為(I?10): (10?I)，更優(yōu)選為(3?8): (8?3)，最優(yōu)選為(5?6): (5?6)。在本發(fā)明中，所述骨料的體積密度優(yōu)選< 1.5g/cm3，更優(yōu)選< 1.0g/cm3。本發(fā)明對所述骨料的來源沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述骨料的市售商品即可。
[0054]在本發(fā)明中，所述粉料包括5wt %?25wt %的高溫氧化銷，優(yōu)選為1wt %?20wt%，更優(yōu)選為12wt%? 18wt%。在本發(fā)明中，所述高溫氧化銷優(yōu)選包括彡99wt%的三氧化一■銷、< 0.04界1:%的二氧化一■鐵和< 0.3wt%的氧化納。本發(fā)明對所述尚溫氧化銷的來源沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的高溫氧化鋁的市售商品即可。
[0055]在本發(fā)明中，所述粉料包括3wt %?1wt %的膨脹劑，優(yōu)選為5wt %?8wt %。在本發(fā)明中，所述膨脹劑優(yōu)選包括硅線石粉；所述硅線石粉的粒度優(yōu)選< 0.2mm，更優(yōu)選^ 0.1mm,最優(yōu)選< 0.05mm。在本發(fā)明中，所述娃線石粉優(yōu)選包括50wt%? 60wt%的三氧化二銷，更優(yōu)選為54wt%? 58wt% ;所述娃線石粉優(yōu)選還包括< 1.0wt%的三氧化二鐵，更優(yōu)選<0.5wt% ;所述硅線石粉優(yōu)選還包括余量的二氧化硅。本發(fā)明對所述膨脹劑的來源沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述膨脹劑的市售商品即可。
[0056]在本發(fā)明中，所述粉料包括5wt %?15wt %的活性氧化銷，優(yōu)選為8wt %?12wt%。在本發(fā)明中，所述活性氧化銷優(yōu)選包括多98wt%的P-Al2O3，更優(yōu)選多99wt%，最優(yōu)選彡99.5wt % ;所述活性氧化銷優(yōu)選還包括< 0.04wt %的三氧化二鐵，更優(yōu)選(0.02wt%。本發(fā)明對所述活性氧化鋁的來源沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述活性氧化鋁的市售商品即可。
[0057]本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚的原料包括無機結(jié)合劑，以上述技術(shù)方案所述粉料的總質(zhì)量為基準，所述無機結(jié)合劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為2wt%? 10wt%，優(yōu)選為5wt%? 8wt%。在本發(fā)明中，所述無機結(jié)合劑優(yōu)選為磷酸二氫鋁溶液；所述磷酸二氫鋁溶液的比重優(yōu)選為1.3g/cm3?1.55g/cm3，更優(yōu)選為1.4g/cm3?1.5g/cm3。
[0058]本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚的原料包括造孔劑，以上述技術(shù)方案所述粉料的總質(zhì)量為基準，所述造孔劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量為Iwt %?15wt %，優(yōu)選為3wt %?12wt%，更優(yōu)選為5wt%? 10wt%。在本發(fā)明中，所述造孔劑優(yōu)選為復合有機造孔劑，更優(yōu)選包括木肩粉、木炭粉和石油焦；在本發(fā)明中，所述木肩粉、木炭粉和石油焦的質(zhì)量比優(yōu)選為(2?8):(0.5?3):1，更優(yōu)選為(4?6): (I?2):1。在本發(fā)明中，所述木肩粉的粒徑優(yōu)選< 2mm，更優(yōu)選< Imm ;所述木炭粉的粒徑優(yōu)選< 0.045mm,更優(yōu)選< 0.025mm ;所述石油焦的粒徑優(yōu)選< 0.045mm，更優(yōu)選< 0.025mm。
[0059]本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚的晶相包括主晶相剛玉莫來石相和次晶相鎂鋁尖晶石相。在本發(fā)明中，所述主晶相剛玉莫來石相的質(zhì)量含量優(yōu)選為55wt%? 70wt%，更優(yōu)選為60wt%? 65wt% ;所述次晶相鎂銷尖晶石相的質(zhì)量含量優(yōu)選為18wt%? 30wt%，更優(yōu)選為20wt%? 35wt%。在本發(fā)明中，由于上述主晶相和次晶相的存在，使得本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚具有較高的耐高溫性能，且還具有輕質(zhì)、低導熱和高強度的優(yōu)良性能。
[0060]本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述輕質(zhì)耐火磚的制備方法，包括以下步驟:
[0061]將結(jié)合粘土、高溫氧化鋁、膨脹劑、鎂鋁尖晶石、活性氧化鋁和造孔劑混合，得到混合物料；
[0062]將骨料、無機結(jié)合劑的40wt%? 60wt%、所述混合物料、余量無機結(jié)合劑和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料；
[0063]將所述泥料壓制成磚坯；
[0064]將所述磚坯依次進行烘干和煅燒，得到輕質(zhì)耐火磚。
[0065]將上述技術(shù)方案所述結(jié)合粘土、高溫氧化鋁、膨脹劑、鎂鋁尖晶石、活性氧化鋁和造孔劑混合，得到混合物料。在本發(fā)明中，當所述造孔劑包括木肩粉、木炭粉和石油焦時，本發(fā)明優(yōu)選先將結(jié)合粘土、高溫氧化鋁、膨脹劑、鎂鋁尖晶石、活性氧化鋁、木肩粉和木炭粉混合，得到混合物料。本發(fā)明優(yōu)選將粉料混合攪拌，本發(fā)明對所述攪拌的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的攪拌的技術(shù)方案即可；在本發(fā)明中，所述攪拌的時間優(yōu)選為3min ?15min，更優(yōu)選為 5min ?1min0
[0066]在本發(fā)明中，所述結(jié)合粘土、高溫氧化鋁、膨脹劑、鎂鋁尖晶石、活性氧化鋁和造孔劑與上述技術(shù)方案所述的結(jié)合粘土、高溫氧化鋁、膨脹劑、鎂鋁尖晶石、活性氧化鋁和造孔劑一致，在此不再贅述。
[0067]得到混合物料后，本發(fā)明將骨料、無機結(jié)合劑的40wt%? 60wt%、所述混合物料、余量無機結(jié)合劑和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料。在本發(fā)明中，當所述造孔劑包括木肩粉、木炭粉和石油焦時，得到混合物料后，本發(fā)明優(yōu)選將木肩粉、料、無機結(jié)合劑的40wt %?6Owt %、所述混合物料、余量無機結(jié)合劑和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料。在本發(fā)明中，兩次加入無機結(jié)合劑的質(zhì)量比優(yōu)選為(40?60):(60?40)，更優(yōu)選為(45?55): (55?45)，最優(yōu)選為1:1。
[0068]在本發(fā)明中，所述骨料和無機結(jié)合劑與上述技術(shù)方案所述骨料和無機結(jié)合劑一致，在此不再贅述。
[0069]本發(fā)明對所述水的種類沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備耐火磚中用到的水即可，在本發(fā)明的實施例中，所述水可具體為清潔水。在本發(fā)明中，所述水占上述耐火磚原料總質(zhì)量的質(zhì)量百分數(shù)優(yōu)選為8wt%? 20wt%，更優(yōu)選為10wt%? 18wt%，最優(yōu)選為12wt%? 15wt%。
[0070]本發(fā)明對所述混合容器的種類沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于物料混合的容器即可，在本發(fā)明的實施例中，所述混合容器可具體為攪拌機。本發(fā)明將上述物料加入到混合容器中后，攪拌、困料，得到泥料。本發(fā)明對所述攪拌的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的攪拌的技術(shù)方案即可；在本發(fā)明中，所述攪拌時間優(yōu)選為5min?20min，更優(yōu)選為1min?15min。在本發(fā)明中，所述困料的時間優(yōu)選為20h?48h，更優(yōu)選為24h?36h。
[0071]得到泥料后，本發(fā)明將所述泥料壓制成磚坯。本發(fā)明對所述壓制成磚坯的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的壓制耐火磚磚坯的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明的實施例中，具體將所述泥料置于模具中，采用壓力機壓制成磚坯。本發(fā)明對所述壓力機的類型沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的壓力機即可；在本發(fā)明的實施例中，所述壓力機可具體為400T壓力機。
[0072]得到磚坯后，本發(fā)明將所述磚坯依次進行烘干和煅燒，得到輕質(zhì)耐火磚。本發(fā)明優(yōu)選將所述磚坯依次進行低溫烘干和高溫烘干。在本發(fā)明中，所述低溫烘干的溫度優(yōu)選為30°C?60°C，更優(yōu)選為35°C?55°C，最優(yōu)選為40°C?50°C ;所述低溫烘干的時間優(yōu)選為40h?72h，更優(yōu)選為45h?60h，最優(yōu)選為48h?54h。在本發(fā)明中，所述高溫烘干的溫度優(yōu)選為90°C?150°C，更優(yōu)選為100°C?140°C，最優(yōu)選為110°C?130°C ;所述高溫烘干的時間優(yōu)選為20h?48h，更優(yōu)選為22h?42h，最優(yōu)選為24h?36h。
[0073]完成所述烘干后，本發(fā)明將烘干后的磚坯進行煅燒，得到輕質(zhì)耐火磚。本發(fā)明對所述煅燒的設(shè)備沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的耐火磚的燒制設(shè)備即可；在本發(fā)明的實施例中，具體將所述烘干后的磚坯裝窯煅燒。在本發(fā)明中，所述煅燒的溫度優(yōu)選為1600°C?1700°C，更優(yōu)選為1620°C?1680°C，最優(yōu)選為1640°C?1660°C ;所述煅燒的時間優(yōu)選為48h?96h，更優(yōu)選為54h?90h，最優(yōu)選為60h?84h ;升溫在上述煅燒溫度后，本發(fā)明優(yōu)選在所述煅燒溫度下保溫3h?10h，更優(yōu)選為4h?8h，最優(yōu)選為5h?6h。
[0074]在本發(fā)明中，所述鎂鋁尖晶石具有較好的高溫穩(wěn)定性，高溫時不分解，在本發(fā)明煅燒的過程中，晶相不會發(fā)生變化。本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚的晶相包括主晶相剛玉莫來石相和次晶相鎂鋁尖晶石相。
[0075]本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)耐火磚，晶相包括剛玉莫來石相和鎂鋁尖晶石相，由包括粉料、無機結(jié)合劑和造孔劑的原料燒制得到:所述粉料包括以下組分:13wt%?28?1:%的結(jié)合粘土 ；20wt%? 35wt%的鎂銷尖晶石；20wt%? 40wt%的骨料；5wt%? 25wt%的高溫氧化銷；3wt%? 1wt %的膨脹劑；5wt%?15?1:%的活性氧化銷；以所述粉料的總質(zhì)量為基準，所述無機結(jié)合劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為2wt%? 1wt %，所述造孔劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為lwt%? 15wt%。本發(fā)明以鎂鋁尖晶石為原料，且包括高溫氧化鋁和活性氧化鋁，使得在提供的輕質(zhì)耐火磚的晶相包括主晶相剛玉莫來石相和次晶相鎂鋁尖晶石相，此晶相的存在使得到的輕質(zhì)耐火磚具有較高的耐高溫性能。而且本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚還具有輕質(zhì)、低導熱和高強度的優(yōu)良性能。本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚能夠作為熱面襯里在高溫工業(yè)窯爐中使用，可部分或全部替代現(xiàn)有技術(shù)中的粘土重質(zhì)磚和氧化鋁空心球磚等產(chǎn)品。
[0076]本發(fā)明實施例2得到的輕質(zhì)耐火磚的體積密度為1.21g/cm3，最高使用溫度為1600°C，常溫耐壓強度為12.6MPa，1600°C重燒線變化-0.49 %，350°C導熱系數(shù)為0.488W/m.k0
[0077]為了進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚及其制備方法進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0078]下述實施例中的原料均為市售商品；在下述實施例中，結(jié)合粘土、鎂鋁尖晶石、骨料、高溫氧化鋁、膨脹劑和活性氧化鋁的質(zhì)量為100%，無機結(jié)合劑和造孔劑以上述粉料的總質(zhì)量為基準。
[0079]實施例1
[0080]將17wt %的蘇州土、15wt %的高溫氧化銷粉、5wt %娃線石粉、22wt %粒度為325目的鎂鋁尖晶石細粉、14wt%的活性氧化鋁粉、1.57wt%粒度彡0.045mm的木炭粉、1.57wt%粒度彡0.045mm的石油焦混合后，攪拌5min，得到混合物料；
[0081]將7.86wt%粒度< 2mm的木肩粉、10wt%粒度< Imm的輕質(zhì)低鐵高銷磚磚砂、17wt%粒度> 1臟且< 3mm的輕質(zhì)高銷磚磚砂、3wt%的磷酸二氫銷溶液、混合物料和另外3wt%的磷酸二氫鋁溶液依次加入到攪拌機中，攪拌3min后，再向其中加入12wt%的清潔水，攪拌5min后困料24小時，得到壓制磚還用的泥料；
[0082]將得到的泥料放入預先準備的模具中，通過400T壓力機壓制成磚坯；
[0083]將壓制成型的磚坯在40°C的低溫條件下烘干48h后，再在90°C的高溫條件下烘干24小時；
[0084]將烘干后的磚坯裝窯燒成，燒成溫度控制在1640°C ±50°C，煅燒48h后，得到輕質(zhì)耐火磚產(chǎn)品。
[0085]本發(fā)明檢測得到的輕質(zhì)耐火磚的性能，結(jié)果顯示，本實施例得到的輕質(zhì)耐火磚的體積密度為1.23g/cm3，最高使用溫度為1600°C，常溫耐壓強度為11.3MPa，1600°C重燒線變化-0.51%，350°C導熱系數(shù)為 0.471ff/m.k。
[0086]實施例2
[0087]將13wt%的蘇州土、17wt%的高溫氧化銷粉、7wt%的娃線石粉、25?1:%的粒度為325目的鎂鋁尖晶石細粉、6wt%的活性氧化鋁粉、1.28被％的粒度彡0.045mm的木炭粉和1.29?1:%的粒度彡0.045mm的石油焦混合，攪拌5min，得到混合物料；
[0088]將6.43wt%粒度< 2mm的木肩粉、16wt%粒度< Imm的輕質(zhì)低鐵高銷磚磚砂、16wt%粒度> 11111]1且< 3mm的輕質(zhì)高銷磚磚砂、4wt%的磷酸二氫銷溶液、混合物料和另外4界七％的磷酸二氫鋁溶液依次加入到攪拌機中攪拌3min后，再向其中加入12wt%的清潔水，攪拌5min后困料24h，得到壓制磚還用的泥料；
[0089]將得到的泥料放入預先準備的模具中，通過400T壓力機壓制成磚坯；
[0090]將壓制成型的磚坯在50°C的低溫條件下烘干48h后，再在100°C的高溫條件下烘干24小時；
[0091]將烘干后的磚坯裝窯燒成，燒成溫度控制在1650°C ±50°C，煅燒96h后，得到輕質(zhì)耐火磚產(chǎn)品。
[0092]本發(fā)明檢測得到的輕質(zhì)耐火磚的性能，結(jié)果顯示，本實施例得到的輕質(zhì)耐火磚的體積密度為1.21g/cm3，最高使用溫度為1600°C，常溫耐壓強度為12.6MPa，1600°C重燒線變化-0.49%，350°C導熱系數(shù)為 0.488ff/m.k。
[0093]實施例3
[0094]將15wt%的蘇州土、13wt%的高溫氧化銷粉、6wt%的娃線石粉、34wt%粒度為325目的鎂鋁尖晶石細粉、7wt%的活性氧化鋁粉、1.43wt%粒度彡0.045mm的木炭粉和1.43wt%粒度彡0.045mm的石油焦混合，攪拌5min，得到混合物料；
[0095]將7.14wt%粒度< 2mm的木肩粉、10wt%粒度< Imm的輕質(zhì)低鐵高銷磚磚砂、15wt%粒度> 1臟且< 3mm的輕質(zhì)高銷磚磚砂、5wt%的磷酸二氫銷溶液、混合物料和另外5界七％的磷酸二氫鋁溶液依次加入到攪拌機中攪拌3min后，再向其中加入12wt%的清潔水，攪拌5min后困料24h，得到壓制磚還用的泥料；
[0096]將得到的泥料放入預先準備的模具中，通過400T壓力機壓制成磚坯；
[0097]將壓制成型的磚坯在60°C的低溫條件下烘干48h后，再在120°C的高溫條件下烘干24小時；
[0098]將烘干后的磚坯裝窯燒成，燒成溫度控制在1700°C ±50°C，煅燒72h后，得到輕質(zhì)耐火磚產(chǎn)品。
[0099]本發(fā)明檢測得到的輕質(zhì)耐火磚的性能，結(jié)果顯示，本實施例得到的輕質(zhì)耐火磚的體積密度為1.25g/cm3，最高使用溫度1600°C，常溫耐壓強度為12.7MPa，1600°C重燒線變化-0.53%，350°C導熱系數(shù)為 0.479ff/m.k。
[0100]實施例4
[0101]將16wt%的蘇州土、19wt%的高溫氧化銷粉、1wt %的娃線石粉、30wt %粒度為325目的鎂鋁尖晶石細粉、9wt%的活性氧化鋁粉、1.14wt%粒度彡0.045mm的木炭粉和1.14wt%粒度彡0.045mm的石油焦混合，攪拌5min，得到混合物料；
[0102]將5.72wt%粒度彡2mm的木肩粉、13wt%粒度彡Imm的輕質(zhì)低鐵高鋁磚磚砂、13wt%粒度> Imm且< 3mm的輕質(zhì)低鐵高銷磚磚砂、4.5wt%的磷酸二氫銷溶液、混合物料和另外4.5￥七％的磷酸二氫鋁溶液依次加入到攪拌機中攪拌3min后，再向其中加入12wt%的清潔水，攪拌5min后困料24h，得到壓制磚坯用的泥料；
[0103]將得到的泥料放入預先準備的模具中，通過400T壓力機壓制成磚坯；
[0104]將壓制成型的磚坯在60°C的低溫條件下烘干48h后，再在150°C的高溫條件下烘干24小時；
[0105]將烘干后的磚坯裝窯燒成，燒成溫度控制在1650°C ±50°C，煅燒78h后，得到輕質(zhì)耐火磚產(chǎn)品。
[0106]本發(fā)明檢測得到的輕質(zhì)耐火磚的性能，結(jié)果顯示，本實施例得到的輕質(zhì)耐火磚的體積密度為1.20g/cm3,最高使用溫度1600°C，常溫耐壓強度為13.9MPa，1600°C重燒線變化-0.46%，350°C 導熱系數(shù) 0.492ff/m.k。
[0107]由以上實施例可以看出，本發(fā)明以鎂鋁尖晶石為原料，且包括高溫氧化鋁和活性氧化鋁，使得在提供的輕質(zhì)耐火磚的晶相包括主晶相剛玉莫來石相和次晶相鎂鋁尖晶石相，此晶相的存在使得到的輕質(zhì)耐火磚具有較高的耐高溫性能。而且本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚還具有輕質(zhì)、低導熱和高強度的優(yōu)良性能。本發(fā)明提供的輕質(zhì)耐火磚能夠作為熱面襯里在高溫工業(yè)窯爐中使用，可部分或全部替代現(xiàn)有技術(shù)中的粘土重質(zhì)磚和氧化鋁空心球磚絕章口寺廣口口 O
[0108]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)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和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)耐火磚，晶相包括剛玉莫來石相和鎂鋁尖晶石相，由包括粉料、無機結(jié)合劑和造孔劑的原料燒制得到: 所述粉料包括以下組分: 13wt%?28?1:%的結(jié)合粘土 ； 20wt%? 35wt%的鎂鋁尖晶石； 20wt%?4(^1:%的骨料； 5wt%? 25wt%的高溫氧化銷； 3wt%? 1wt %的膨脹劑； 5wt%?15?1:%的活性氧化銷； 以所述粉料的總質(zhì)量為基準，所述無機結(jié)合劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為2wt%? 1wt %，所述造孔劑的質(zhì)量占所述粉料的總質(zhì)量分數(shù)為Iwt %?15wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐火磚，其特征在于，所述鎂鋁尖晶石的粒度為250目?500 目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐火磚，其特征在于，以鎂鋁尖晶石的質(zhì)量為基準，所述鎂鋁尖晶石包括以下組分:
65wt % ?80wt % 的 Al2O3;
20wt % ?35wt % 的 MgO ；
0.5界1:%的 Fe203。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐火磚，其特征在于，所述骨料為低鐵高鋁磚磚砂，所述低鐵尚銷磚磚砂包括二氧化一■銷和二氧化一■鐵； 所述二氧化一■銷在所述低鐵尚銷磚磚砂中的質(zhì)量含量多90wt% ； 所述二氧化一鐵在所述低鐵尚銷磚磚砂中的質(zhì)量含量< Iwt %。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的輕質(zhì)耐火磚，其特征在于，所述骨料包括粒度<Imm的低鐵高銷磚磚砂和粒度> Imm且< 3_的低鐵高銷磚磚砂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐火磚，其特征在于，所述骨料的體積密度<1.5g/cm 3o
7.一種權(quán)利要求1?6任意一項所述輕質(zhì)耐火磚的制備方法，包括以下步驟: 將結(jié)合粘土、高溫氧化鋁、膨脹劑、鎂鋁尖晶石、活性氧化鋁和造孔劑混合，得到混合物料； 將骨料、無機結(jié)合劑的40wt%? 60wt%、所述混合物料、余量無機結(jié)合劑和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料； 將所述泥料壓制成磚坯； 將所述磚坯依次進行烘干和煅燒，得到輕質(zhì)耐火磚。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述造孔劑包括木肩、木炭和石油焦。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述烘干包括低溫烘干和高溫烘干； 所述低溫烘干的溫度為30°C?60°C ; 所述高溫烘干的溫度為90°C?150°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的溫度為1600°C?1700。。。
【文檔編號】C04B38/06GK104478474SQ201410811655
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】張寬心, 代緒嵐, 謝宜, 周生, 王明娟 申請人:山東魯陽股份有限公司