耐火內(nèi)襯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐火內(nèi)襯材料及其制備方法，尤其是涉及水泥回轉(zhuǎn)窯高溫帶用耐火材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界最大的水泥生產(chǎn)國。目前水泥回轉(zhuǎn)窯高溫帶常用鎂鉻磚、鎂鋁尖晶石磚、鎂鈣磚或鎂鋯磚等，燒成帶主要用鎂鉻磚。這些磚有的燃燒后對(duì)環(huán)境有危害，有的價(jià)格貴、高溫體積穩(wěn)定性差，耐堿性差，不僅消耗稀缺的特級(jí)礬土，還消耗稀缺的鋯英石。
[0003]因此，有必要研發(fā)一種掛窯皮性能好、熱震穩(wěn)定性能好、且對(duì)環(huán)境無危害的耐火材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有耐火材料對(duì)環(huán)境有危害、價(jià)格貴、高溫體積穩(wěn)定性差、耐堿性差等問題，本發(fā)明提供一種耐火內(nèi)襯材料及其制備方法，提高耐火材料的掛窯皮性能和熱震穩(wěn)定性能。
[0005]本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種耐火內(nèi)襯材料，由下列質(zhì)量份的組分組成: Sn02溶膠10?20份、
核殼結(jié)構(gòu)載體30?50份、
菱鎂礦50?70份、
莫來石20?40份。
[0006]所述Sn02S膠是將SnCl 4.5Η20與水按質(zhì)量比為10?15: 2.5?4進(jìn)行混合，配成SnOyK溶液，再在攪拌條件下，按SnCl 4.5Η20與濃氨水(質(zhì)量濃度是25?28%)的質(zhì)量比為10?15: 2.5?6滴加濃氨水，即得到深褐色的Sn02溶膠。
[0007]所述核殼結(jié)構(gòu)載體是經(jīng)過下列各步驟制得:
(1)研磨鎂至1?500nm的納米級(jí)微球；
(2)將步驟(1)的納米微球按1?10g/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成懸池液，將此懸濁液在超聲波條件下攪拌，使納米微球均勻分散在溶液中；
(3)將步驟(2)所得懸濁液在攪拌條件下，與氨水一同并流緩慢滴加入到ΤΒ0Τ中，至懸池液pH值=9?11 ;
(4)將硝酸鐵與硝酸鋁按3: 2的質(zhì)量比溶于去離子水中，使鹽的濃度為0.5?2mol/
L ；
(5)按體積比為1: 1，在70°C下將步驟(4)配制的溶液逐滴加入到步驟(3)所得懸濁液中，滴加過程中持續(xù)攪拌，生成沉淀物；
(6)將步驟(5)所得沉淀物進(jìn)行離心處理，并依次以無水乙醇和去離子水洗滌沉淀物，將沉淀物在環(huán)境溫度下干燥12?24h，然后以110?120°C中干燥6?12h ;
(7)將步驟(6)干燥后的物料經(jīng)550?950°C焙燒2?6h，即得核殼結(jié)構(gòu)載體。
[0008]所述步驟(2)中的CTAB和乙醇的混合液是將CTAB溶于無水乙醇中，使混合溶液中CTAB的濃度為0.08?0.25mol/Lo
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種耐火內(nèi)襯材料的制備方法，經(jīng)過下列各步驟:
A、按下列質(zhì)量份的組分備料:
Sn02溶膠10?20份、
核殼結(jié)構(gòu)載體30?50份、
菱鎂礦50?70份、
莫來石20?40份；
B、將步驟A中的菱鎂礦和莫來石磨細(xì)至100?300目；
C、將步驟A中的Sn02溶膠、核殼結(jié)構(gòu)載體混合均勻，再與步驟B磨細(xì)后的鎂礦和莫來石混合，經(jīng)常規(guī)混煉、壓制成型，干燥后煅燒，即得到耐火內(nèi)襯材料。
[0010]本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:
本發(fā)明采用Sn02惰性材料，具有良好的耐腐蝕和耐高溫性能；采用核殼結(jié)構(gòu)載體，其外殼和內(nèi)核以T1jl隔開，能實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，解決溫度不均且易出現(xiàn)熱點(diǎn)和換熱困難等問題，該核殼結(jié)構(gòu)載體在耐火內(nèi)襯材料應(yīng)用方面具有顯著的效果，并且該核殼結(jié)構(gòu)載體還同時(shí)具備很好的蓄熱能力，防止內(nèi)核與外層發(fā)生熔融反應(yīng)，并且提高了耐火內(nèi)襯材料的機(jī)械強(qiáng)度。本發(fā)明提供的耐火內(nèi)襯材料具有緊密堆積結(jié)構(gòu)，不僅掛窯皮性能好，而且熱震穩(wěn)定性能好，具有優(yōu)異的抗?jié)B透侵蝕性能，能夠阻擋空氣和煙氣污染物向耐火內(nèi)襯材料內(nèi)部擴(kuò)散，在高溫時(shí)有效保護(hù)耐火內(nèi)襯材料不被氧化。本發(fā)明提供的耐火內(nèi)襯材料使用壽命長、生產(chǎn)成本低，高溫體積穩(wěn)定性好、耐堿性強(qiáng)，燃燒后對(duì)環(huán)境無任何危害。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，操作方便，節(jié)能，環(huán)保，方便快速，成本低廉。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0012]實(shí)施例1
A、將SnCl4*5H20與水按質(zhì)量比為12: 3進(jìn)行混合，配成Sn02水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質(zhì)量濃度是25?28%)的質(zhì)量比為12: 4滴加濃氨水，即得到深褐色的Sn02溶膠；
B、經(jīng)過下列各步驟制得核殼結(jié)構(gòu)載體:
(1)研磨鎂至1?200nm的納米級(jí)微球；
(2)將步驟(1)的納米微球按8g/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成懸濁液，將此懸濁液在超聲波條件下攪拌，使納米微球均勻分散在溶液中；其中，CTAB和乙醇的混合液是將CTAB溶于無水乙醇中，使混合溶液中CTAB的濃度為0.lmol/L ;
(3)將步驟(2)所得懸濁液在攪拌條件下，與氨水一同并流緩慢滴加入到ΤΒ0Τ中，至懸池液pH值=10 ；
(4)將硝酸鐵與硝酸鋁按3: 2的質(zhì)量比溶于去離子水中，使鹽的濃度為lmol/L;
(5)按體積比為1: 1，在70°C下將步驟(4)配制的溶液逐滴加入到步驟(3)所得懸濁液中，滴加過程中持續(xù)攪拌，生成沉淀物；
(6)將步驟(5)所得沉淀物進(jìn)行離心處理，并依次以無水乙醇和去離子水洗滌沉淀物，將沉淀物在環(huán)境溫度下干燥20h，然后以115°C中干燥8h ;
(7)將步驟(6)干燥后的物料經(jīng)750°C焙燒4h，即得核殼結(jié)構(gòu)載體；
C、按下列質(zhì)量份的組分備料:
Sn02溶膠15份、
核殼結(jié)構(gòu)載體40份、
菱鎂礦60份、
莫來石30份；
D、將步驟C中的菱鎂礦和莫來石磨細(xì)至200目；
E、將步驟C中的Sn02溶膠、核殼結(jié)構(gòu)載體混合均勻，再與步驟D磨細(xì)后的鎂礦和莫來石混合，經(jīng)常規(guī)混煉、壓制成型，干燥后煅燒，即得到耐火內(nèi)襯材料。
[0013]在1350°C X8h燒成，制得耐火磚。經(jīng)測(cè)試，體積密度2.96g/cm3、顯氣孔率19%、耐壓強(qiáng)度80MPa，荷重軟化溫度1400°C，熱震穩(wěn)定性28次，耐堿性1級(jí)。
[0014]實(shí)施例2
A、將SnCl4*5H20與水按質(zhì)量比為10: 2.5進(jìn)行混合，配成SnOyK溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質(zhì)量濃度是25?28%)的質(zhì)量比為10: 2.5滴加濃氨水，即得到深褐色的Sn02溶膠；
B、經(jīng)過下列各步驟制得核殼結(jié)構(gòu)載體:
(1)研磨鎂至200?300nm的納米級(jí)微球；
(2)將步驟(1)的納米微球按lg/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成懸濁液，將此懸濁液在超聲波條件下攪拌，使納米微球均勻分散在溶液中；其中，CTAB和乙醇的混合液是將CTAB溶于無水乙醇中，使混合溶液中CTAB的濃度為0.08mol/L ;
(3)將步驟(2)所得懸濁液