[发明专利]一种致密钙长石质耐火材料的制备方法

说明书

一种致密钙长石质耐火材料的制备方法，属于耐火材料领域，包括混合粉体制备、混合粉体预处理、制浆、造粒、压制成型、烧结；本发明制备出了体积密度高，耐压强度高，抗折强度高，导热系数低，重烧线变化率低的致密钙长石质耐火材料；得到的耐火材料的体积密度为2.43~2.52g/cm³，常温抗折强度为1.82~1.97MPa，常温耐压强度为22.6~24.1MPa，重烧线变化率为‑0.45~‑0.64%，200℃、400℃、600℃下导热系数分别为0.069~0.083W·m^‑1·K^‑1、0.097~0.106 W·m^‑1·K^‑1、0.124~0.131 W·m^‑1·K^‑1。

技术领域

本发明涉及一种致密钙长石质耐火材料的制备方法，属于耐火材料领域。

背景技术

钙长石具有高熔点（1550℃）、低介电常数、低热膨胀系数、低导热系数等特性，因此用作耐火材料不仅具有优异的耐高温和隔热性能，还具备很好的抗含碳还原气氛作用、抗热冲击性能、抗水蒸气腐蚀性能、体积稳定性和电绝缘性，能广泛应用于多种高温工业环境。由于钙长石与钠长石呈完全类质同象存在，纯净的钙长石很少富集成矿，因此工业上所采用的钙长石均为人工合成。通常，钙长石质耐火材料是由含有氧化钙、氧化硅和氧化铝的如球状粘土、石英、长石、方解石等各种天然原料的混合物，通过混合烧结而成。近年来，工业废弃物的再生利用成为热点，工业制造过程中产生的残留物作为耐火材料的替代原材料，如何再利用已成为一个重要问题。已有研究主要利用工业含钙废物，如石灰泥、方解石废物、蛋壳废物、粉煤灰、钢渣、高炉渣、再生纸加工残渣和石膏模废物等作为钙源制备钙长石质耐火材料。

然而，轻质多孔隔热耐火材料是近年钙长石质耐火材料的研发重点品种，多作为隔热层材料，钙长石质耐火材料的致密性和机械强度限制了其作为用耐火工作衬应用，无法充分发挥其低导热等特性。因此，为充分发掘钙长石质耐火材料在高温工业中的应用价值，支撑高温工业“双碳”行动，亟需研发能用于高温工业炉热面的高强度致密钙长石质耐火材料。

中国专利CN114195532A公开了一种气孔均匀的钙长石轻质耐火材料及其制备方法，通过调整不同原料的混合顺序，先加入煤矸石类粉料、叶腊石，再加入耐火黏土、碳酸钙，最后加入高铝水泥、促凝剂、发泡剂，可以有效调整料浆的状态，使料浆在浇注后的坯体中气泡分布更加均匀，进而有利降低产品的导热系数。该专利得到的耐火材料耐压强度低，导热系数过高，不适合高温工业领域的节能环保。

中国专利CN114195550A公开了一种闭孔结构的钙长石耐火材料及其制备方法，该专利中的轻质钙长石耐火材料，具有特定微观结构，且具有钙长石和莫来石复合晶相，并以钙长石相作为主晶相，晶相占比达到90％以上；具有闭孔结构，其孔径分布均匀，具有特定的孔径尺寸分布范围(孔径大小500~700微米，孔径分布均匀)。该专利得到的耐火材料，耐压强度低，抗折强度差，导热系数较高，不适合耐火工作衬应用要求。

以上可以看到，钙长石质耐火材料仍存在耐压强度低，抗折强度差，导热系数高等问题，难以在高温工业中得到普遍应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种致密钙长石质耐火材料的制备方法，实现以下发明目的：制备出体积密度高，耐压强度高，抗折强度高，导热系数低，重烧线变化率低的致密钙长石质耐火材料。

为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

一种致密钙长石质耐火材料的制备方法，包括混合粉体制备、混合粉体预处理、制浆、造粒、压制成型、烧结。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

步骤1、混合粉体制备

将糖厂工业滤饼渣粉、焦宝石粉、有机硅钙肥、硅铝酸钠粉末、铝酸钙粉末、硅酸钙粉末混合后，球磨成平均粒径10~25微米的混合粉末，得到混合粉体；