[发明专利]一种质轻镁砖及其制备方法

说明书

技术领域

   本发明属于镁质耐火材料技术领域。尤其涉及一种质轻镁砖及其制备方法。

背景技术

   节能降耗是当前国家科学和技术发展规划纲要的主要内容之一，也是长期以来高温工业面临的一个重要课题。镁砖具有耐磨性能好、抗碱性渣侵蚀能力强、热容大和强度高等一系列优点，可用作高温工业窑炉和容器的内衬材料。

现有镁砖通常是以烧结镁砂为主要原料，以纸浆废液为结合剂进行搅拌和成型，然后经高温烧成。但这种镁砖生产出来后体积密度较大，重量较重。随着各行业对材料轻量化要求的提高，传统的镁砖制备工艺将难以满足轻量化的要求。再者，相当一部分的镁砖在使用时，所处的环境温度并不是很高，往往在1300~1450℃之间，而且当镁砖作为不与液态熔体接触的永久层使用时，主要起到的是隔热和保温作用，对耐磨和抗侵蚀等性能的要求不高。

但而现有的镁砖体积密度大，重量较大，其制备过程不仅浪费能源，且难以满足材料轻量化要求

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种质轻镁砖及其制备方法，所制备的质轻镁砖体积密度较小、热导率低、强度适中、抗碱性渣侵蚀能力强，兼具隔热性能和高熔点性能，有利于节能降耗和满足材料轻量化的要求。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先将30~85wt%的烧结镁砂、10~65wt%的菱镁矿、0.5~4wt%的二氧化硅细粉、0.5~2%的软质粘土和1~3%的结合剂搅拌均匀，压制成形，自然干燥24小时，再于110℃~300℃条件下保温8~24小时，然后在1350℃~1500℃条件下烧成3~12小时，制得镁砖。

所述烧结镁砂为颗粒、或为细粉、或为颗粒和细粉的混合物；所述菱镁矿或为颗粒、或为细粉、或为颗粒和细粉的混合物。

所述烧结镁砂中的MgO含量≥88wt%；烧结镁砂颗粒的粒径为0.2~11mm，烧结镁砂细粉的粒径为3~200μm。

所述菱镁矿中的MgO含量≥40wt%；菱镁矿颗粒的粒径为0.2~1mm，菱镁矿细粉的粒径为3~200μm。

所述二氧化硅细粉中的SiO₂含量≥90wt%，二氧化硅细粉的粒径为0.001~200μm。

所述软质粘土中的Al₂O₃含量≥35wt%，软质粘土的粒度为3~200μm 。

所述结合剂为可溶性聚乙烯醇纤维和水的混合物，聚乙烯醇纤维和水的比例为1∶60，混合时的水温为30~100℃。

由于采用上述技术方案，本发明在制备过程中加入了大量的菱镁矿原料，在高温烧成过程中，菱镁矿分解并释放出气体，在材料中形成气孔，从而降低了材料的热导率；再者，高温下菱镁矿分解形成的氧化镁和材料中的氧化硅微粉发生反应所形成的镁橄榄石，能保证材料的使用强度。

本发明所选择的结合剂，在干燥过程中会形成气体排除的通道，能避免高温下由于菱镁矿的分解而导致材料的开裂。

本发明所制备的镁砖由于具有质轻和较低的热导率，加之镁质材料的热容比较大，有利于蓄热和降低热量的散失，能起到节能降耗的作用。同时，由于菱镁矿分解在材料中形成了大量的气孔，使得材料的体积密度降低，有利于材料的轻量化。

因此，本发明所制备的质轻镁砖体积密度较小、热导率低、强度适中、抗碱性渣侵蚀能力强，兼具隔热性能和高熔点性能，且有利于节能降耗和满足材料的轻量化要求。适用于高温工业窑炉和容器的内衬

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

烧结镁砂颗粒的粒径为0.2~11mm，烧结镁砂细粉的粒径为3~200μm；烧结镁砂颗粒和烧结镁砂细粉中的MgO含量≥88wt%。

菱镁矿颗粒的粒径为0.2~1mm，菱镁矿细粉的粒径为3~200μm；菱镁矿颗粒和镁矿细粉中的MgO含量≥40wt%。

二氧化硅细粉中的SiO₂含量≥90wt%，二氧化硅细粉的粒径为0.001~200μm。

软质粘土中的Al₂O₃含量≥35wt%，软质粘土的粒度为3~200μm 。

结合剂为可溶性聚乙烯醇纤维和水的混合物，聚乙烯醇纤维和水的比例为1∶60，混合时的水温为30~100℃。

实施例1