[发明专利]一种抗热震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，尤其涉及一种抗热震性能强，耐冲刷、隔热保温性能优异、高温体积稳定性好的耐火砖及其制备方法。

背景技术

随着能源的日益紧张，各国对高温工业用节能材料的研制、生产和使用日益重视。耐火砖由于具有荷重软化温度点高、高温体积稳定性好、长期使用不收缩等特性，在轻质耐火材料体系中被大量应用和研究。

由于硅石在加热过程中的快速晶型转变产生较大体积膨胀，使耐火砖的烧成比其他耐火材料困难。制造耐火砖的核心技术是矿化剂的选择与应用，其目的是为了控制耐火砖在烧成过程中，由于硅石的晶型转变在砖内产生较大应力引起的体积膨胀，避免耐火砖在烧成时开裂。耐火砖烧成时要求将石英尽可能的转变为稳定的高温矿物相鳞石英和方石英，为了促进这种转化，通常在制作耐火砖过程中加入矿化剂。矿化剂是可与二氧化硅反应生成液相的氧化物，其作用是在加速石英转化的同时不显著降低制品的耐火度，并能抑制砖坯烧成时因膨胀产生的应力，防止制品疏松或开裂。

目前制作耐火砖实际使用的矿化剂大多是氧化铁和氧化钙，它们不仅具有上述特点，且能保证耐火砖具有很好的高温力学性能。但是，生产中使用的氧化铁和氧化钙分别以细粉形式和石灰乳形式加入，前者粒度不够细，在耐火砖中分散不够均匀；后者实际上加入的是氢氧化钙，其石灰乳溶液容易絮凝，不易分散，因此作为矿化剂效果较差。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有耐火砖抗热震性能不够强，制作时粒度不够细，耐火砖中分散不够均匀，其石灰乳溶液容易絮凝，不易分散的缺陷，提供一种性能优良，耐冲刷、隔热保温性能优异、高温体积稳定性好的抗热震耐火砖。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗热震耐火砖，由以下重量份原料制成：莫来石粉15-30份、纳米二氧化硅20-40份、活性氧化铝5-10份、粘土6-12份、石墨烯4-8份、硅微粉1-3份、硫酸钡0.2-1份、结合剂2-5份与纳米氧化铁5-10份。

所述的莫来石粉的粒径为15-20μm。

所述硅微粉为200-300目。

所述结合剂为海藻提取物，该结合剂的制备方法如下：

1)清洗：海藻原料用45-50℃的自来水浸泡2-3小时，然后清洗干净；

2)粉碎、离心：清洗干净的海藻，真空破碎，加入海藻体积30倍的乙醇与丁二酯溶液浸泡并煮沸，乙醇与丁二酯的体积比为1:1，然后离心分离去渣得海藻清液，离心机的转速为4000～6000rpm，离心时间为15-20min；

3)纳滤：将海藻清液用5-10倍体积的纯水稀释，然后用纳滤膜进行透析浓缩，海藻清液透析浓缩至稀释前体积的0.1-0.2倍得纳滤浓缩液，所述纳滤膜的截留分子量为600-700Da；

4)浓缩干燥：纳滤浓缩液进一步真空浓缩至固形物含量为40-60份，然后在喷雾干燥器中喷雾干燥得含水量2-3份的粉末状海藻提取物。

5.根据权利要求1所述的抗热震耐火砖的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：各原料按以上配比称量，经混合、成型、用模压振动成型机制成砖坯，砖坯在550-650℃下烘烤20-25小时，然后将烘烤后的砖坯放入浸渍罐内抽真空处理，真空压力为0.05-0.08mpa，保压40-50分钟，然后加入浸渍剂，继续保压3-5小时，浸渍后的砖坯在1200-1285℃焙烧，保温时间75-85小时。

本发明的有益效果为：

本发明的耐火砖性能优良，抗热震性能强，耐冲刷、隔热保温性能优异、高温体积稳定性好；耐火砖内部均匀分散，能促进烧结，并使得耐火砖具有更均匀的组织结构，提高制品的强度和抗热震性能；纳米氧化铁的粒度细小，可以填充微细气孔，降低制品的气孔率，提高体积密度；本发明制备方法简单，原料丰富，适合工厂化生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步的解释，并非对其保护范围的限制。

本发明中，若非特指，所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

一种抗热震耐火砖，由以下重量份原料制成：莫来石粉15份、纳米二氧化硅20份、活性氧化铝5份、粘土6份、石墨烯4份、硅微粉1份、硫酸钡0.2份、结合剂2份与纳米氧化铁5份。

所述的莫来石粉的粒径为15μm。

所述硅微粉为200目。

所述结合剂为海藻提取物，该结合剂的制备方法如下：