[发明专利]一种隔热耐火砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体而言涉及一种隔热耐火砖及其制备方法。

背景技术

目前的生产设备逐渐向大型化方向发展，因此现在如何在生产过程中增加产量、提高质量、降低成本成为能否增加生产效益的关键因素。在设备的使用过程中由于受化学侵蚀和渗透，以及急剧的周期性温度变化等影响，砖体容易变形。此时如果进行停炉维修则会造成大量的经济损失，因此需要延长砖体的使用寿命，而在其工作环境下要提高砖体的使用寿命，降低成本，就需要砖体具有优异耐热性和抗热震性。

但是目前生产的耐火砖耐压强度高，耐高温，但导热率高，存在隔热效果差，散热快，浪费能源的问题。

因此目前需要一种兼具有优异耐热性和抗热震性和较好的隔热能力的耐火砖。

发明内容

为了解决上述问题，提供一种兼具有优异耐热性和抗热震性和较好的隔热能力的耐火砖。本发明采用以下技术方案：

一种隔热耐火砖，包括以下重量份的原料：

废弃镁渣20~30份、钙长石20~30份、高岭土40~50份、石灰石5~10份、氧化铝30~40份、粘结剂20~30份、高铝水泥5~10份、莫来石5~10份、三聚磷酸铝15~18份、氧化钇10~15份、三氧化二铁粉2~5份、碳化硅粉末20~35份、石墨粉1~5份、氧化铈1~3份。

首先，本发明采用了废弃镁渣作为原料，废弃镁渣是金属镁厂在炼镁过程中排放的固体废弃物。废弃镁渣的晶体结构中存在着活性阳离子。结构中存在活性阳离子的原因或是由于不规则的配位和配位数的降低，或者是由于结构的变形，或者是由于它们在结构中电场分布的不均匀性，因此阳离子处于活性状态，即价键不饱和状态。由于镁渣是生产金属镁时排出的工业废渣，废渣产生后经过了急速冷却的过程，所以，镁渣内矿物是属于介稳的高温型结构，结构中存在活性的阳离子，所以镁渣本身具有很高的水化活性，可最后生成水化硅酸钙凝胶。碱胶凝材料在其水化过程及形成胶凝性的硬化体，是原料中铝硅酸盐玻璃体中高聚合度的共价键受氢氧根的作用而断裂，产生了聚合度较小的离子团或是单离子团，因此镁渣具有胶凝性和固化性，从而与本发明中的钙长石、高岭土及石灰石等相互配合作用可以提高本发明的机械强度、和抗热震能力。

另外本发明使用了氧化铈、氧化钇共同使用的方案，该方案可以提高本发明的性能，可以提高本发明的耐磨性，韧性，同时也提高了本发明的耐腐蚀能力，而且在双晶硬质本发明中加入了氧化铈后还起到维持本发明的内部纤维结构的作用，还通过用碳化硅和莫来石共用的方案，加强了本发明晶体之间的相互作用，增强了本发明的机械性能和抗热震性，而且通过粘结剂的使用防止在烧结过程产生的产品开裂等问题，此外氧化铈用量极少，可以减少稀土聚合物的产生，保证本发明的结构稳定以保证本发明的强度不会因为稀土聚合物的产生而降低。

而且本发明通过使用了三聚磷酸铝和高岭土降低了导热率，通过在本发明内形成多孔结构降低了导热率，从而增强了本发明的隔热能力，降低了使用本发明时成本。

作为优选，所述的废弃镁渣为硅热还原法中的皮江法生产金属镁时排出的工业废渣。

采用皮江法排出的工业废渣是因为此种镁渣经过高温煅炼，水化能力强，有助于提高本发明的机械能力和抗热震性。

作为优选，所述的镁渣在水中陈伏10~12天，然后球磨破碎过筛。

作为优选，所述的废弃镁渣、氧化铝、三氧化二铁粉、碳化硅粉末粒度均小于0.044mm，即均过300 目筛。

通过选用较小的粒度增强了本发明各组分的分散能力，有助于提高本发明的机械能力。

作为优选，所述的粘结剂采用环氧树脂，所述的环氧树脂经过以下步骤处理，将150~200重量份环氧树脂、20~30重量份的苯并嘧啶20~30重量份海岛型增韧剂进行水浴加热，水浴温度为50~60℃，搅拌后加入消泡剂，继续搅拌30~40min，继续搅拌10~15min，然后进行真空除气，真空度为0.05MPa。

本发明使用了环氧树脂，环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，在本发明中形成具有三向网状结构的高聚物，可以起到加强原料中各组分固定效果的作用。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，同时具有优异的粘接强度，与上述的莫来石纤维共同作用提高了材料的硬度，柔韧性，而且形成的多孔结构也有助于降低本发明的导热能力从而增强隔热能力。