[发明专利]一种环保型不定型耐火材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种环保型不定型耐火材料及其制备方法，所述环保型不定型耐火材料由以下重量份的原料制成：骨料60~85份，粉料20~40份，复合结合剂12.5~16份和稀土化合物0.5~2份，所述骨料为电熔半稳定型氧化锆颗粒和电熔镁砂的一种或两种，粒度为5~20mm。本发明的环保型不定型耐火材料的抗热震能力和抗渗透性得到有效提高；使用含有甲醛捕捉剂的复合结合剂，绿色环保，安全性能高；延长窑炉的使用周期，延长寿命，降低企业成本；生产周期短，热能消耗较低，制备工艺简单，易产业化。

技术领域

本发明涉及不定形耐火材料技术领域，尤其涉及一种用于捣打料的环保型不定型耐火材料及其制备方法。

背景技术

捣打料主要应用于耐火砖砌筑不到或者砌筑困难的窑炉部位，捣打料的施工相对简单，用于填充炉身冷却设备与砌体间隙或砌体找平层用填充料。目前，传统的捣打料为石英砂为主料，加入一定量的沥青粉，加入焦油或酚醛树脂作为结合剂混合而成的硅质捣打料，具有成本低、制备工艺简单的优点。传统的硅质捣打料的抗渗透损坏性能不佳,使炉底损蚀快，寿命短，所用酚醛树脂结合剂具有游离酚、游离醛等有害物质，所用沥青在高温下会散发出黄色的有毒烟雾，施工条件恶劣，严重损害工人的健康。

中国专利文献上公开了一种“炼铜鼓风炉用镁铁硅质捣打料”，其公告号为CN1962550A，该发明以氧化镁为主料，以柴油为润湿剂，避免材料水化，根据紧密堆积原理配料、混合、搅拌、装袋制成。但是，该发明的镁质捣打料的抵抗熔渣和铜液渗透的能力较弱，依然存在着使炉底损蚀快，寿命短等缺点。

发明内容

本发明为了克服传统捣打料对环境有害、抗渗透损坏性能差的问题，提供了一种用于捣打料的环保型不定型耐火材料。

本发明还提供了一种工艺简单的环保型不定型耐火材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保型不定型耐火材料，所述环保型不定型耐火材料由以下重量份的原料制成：骨料60~85份，粉料20~40份，复合结合剂12.5~16份和稀土化合物0.5~2份，所述骨料为电熔半稳定型氧化锆颗粒和电熔镁砂的一种或两种，粒度为5~20mm。

本发明打破不定型耐火材料以碳化硅为主料的传统设计，引入电熔半稳定型氧化锆颗粒和电熔镁砂作为不定型耐火材料的主要原料，使本发明不定型耐火材料的抗热震性得到进一步改善。其原理在于半稳定型氧化锆只有一部分氧化锆与稳定剂生成了固溶体，由高温冷却到常温时，仍有一部分氧化锆发生相变，由立方相或四方相转化为单斜相，并伴随发生一定的体积变化。由于此体积变化较小，所以不会造成制品烧结体的破坏。相反，由于此体积的变化，可在制品烧结体内产生一定量的显微裂纹，这种显微裂纹在材料受到热应力作用时，能起到吸收裂纹扩展能量的作用，抑制裂纹的扩展，提高不定型耐火材料的抗热震能力。

电熔镁砂由菱镁矿、水镁矿或从海水中提取的氢氧化镁经高温煅烧而成，具有很强的抗水化能力，在骨料中混入适量的电熔镁砂能够增强环保型不定型耐火材料的抗水化能力，进一步提高不定型耐火材料材料的抗渗透性。

在环保型不定型耐火材料中加入稀土化合物，可以引入少量的稀土元素，稀土元素具有优异的延展性，有利于增强环保型不定型耐火材料的抗弯强度和耐热震性。主要原理如下：稀土元素有未充满的4f电子，可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光，发射每种光区的范围小，加入少量稀土，可以确保环保型不定型耐火材料具有优异的抗弯强度和耐热震性，提高其抗渗透损坏性，延长窑炉的使用寿命。

作为优选，所述复合结合剂由以下重量份的原料制成：酚醛树脂7~8份，无水乙醇5~6份，改性白炭黑0.5~1.5份，甲醛捕捉剂0.05~0.5份，所述甲醛捕捉剂为含有伯胺基团的化合物。