本發明公開了一種高鋁磚的制備方法，屬于耐火材料制備技術領域。
背景技術：
耐火材料是指耐火度不低于1500℃的無機非金屬材料，用作高溫窯爐與高溫容器等熱工設備的結構及高溫裝置中的元部件材料。耐火材料是為高溫技術服務的基礎材料，主要應用與鋼鐵行業、有色金屬行業、建筑材料行業、石油化學行業、機械工業等部門。
高鋁磚是目前比較理想的隔熱耐火材料之一，是鋁碳質耐火材料的一種，具有耐壓強度高、導熱系數低、保溫性能好、價格低廉等特點，現已廣泛應用于陶瓷隧道窯、輥道窯、梭式窯、墻體窯，也用于鋼鐵行業的各種加熱爐、焦化爐及其它熱工設備、熱處理內襯材料等。
目前，大多采用優質礬土熟料為骨料，以磷酸或磷酸鹽為結合劑，再引入微膨脹原料，如：石英、蠟石、藍晶石、硅線石、紅柱石等，經高壓成型后，再在低于1000℃下進行熱處理，從而制得高鋁磚。然而，現有方法制備的高鋁磚抗剝落和抗侵蝕性能不足，同時現有高鋁磚氣孔率大，耐磨性不理想，導致其使用壽命較短。因此，尋求一種性能全面、結構致密的高鋁磚成為業內亟待解決的問題。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對現有的高鋁磚抗剝落和抗侵蝕性能不足，同時現有高鋁磚原高鋁磚在使用過程中，因體積穩定性差、磚收縮大，因而造成鋼水侵蝕擴大，使用壽命較短的問題，提供了一種高鋁磚的制備方法。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：
（1）按質量比1:1:2:2，分別稱取高嶺石、勃姆石、莫來石和高鋁礬土，依次加入粉碎機中粉碎，粉碎后得混合礦石粉末，將混合礦石粉末加入氣流粉碎機中粉碎，過篩，得混合超細礦石粉末，按質量比1:6將混合超細礦石粉末和水混合后加入勻漿機中，勻漿后得懸濁液；
（2）按質量比1:3將懸濁液與無水乙醇混合得混合液，向混合液中依次加入環氧氯丙烷和十二胺，繼續攪拌反應3～4h后過濾，收集濾渣并放入烘箱中干燥，得干燥物；
（3）按重量份數計，分別稱取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份溫石棉和15～25份芳綸纖維，加入粉碎機中粉碎，過篩后得混合添加劑；
（4）按重量份數計，分別選取90～100份干燥物、6～10份混合添加劑、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸鈉和6～10份水，加入攪拌機中，攪拌混合1～2h后得混合物料，再將混合物料加入模具中，使用壓磚機壓制成型，壓制后得磚坯；
（5）將成型后的磚坯置于蒸壓釜內，蒸壓養護后降至室溫，取出養護后的磚坯放入烘箱中干燥，再將干燥后的磚坯放入隧道窯燒結，燒結后自然冷卻至室溫，即可得到高鋁磚。
步驟（1）中所述的混合超細礦石粉末的目數為2800～2900目。
步驟（1）中所述的勻漿機的轉速為8000～10000r/min，勻漿時間為10～15min。
步驟（2）中所述的環氧氯丙烷質量為混合液質量6～9%，十二胺質量為混合液質量3～5%。
步驟（4）中所述的壓磚機的壓力為40～60mpa，壓制時間為30～60s。
步驟（5）中所述的蒸壓釜的溫度為250～300℃，壓力為0.5～0.7mpa，蒸壓養護時間為6～8h。
步驟（5）中所述的燒結溫度為1450～1500℃，燒結時間為4～5h。
本發明的有益效果是：
（1）本發明先將高嶺石、勃姆石、莫來石等礦石粉碎得混合超細礦石粉末，再將混合超細礦石粉末和水混合后勻漿處理制得懸濁液，本發明利用高嶺石等礦石混合后作為原料，原料之間具有很好的協同的作用，在制備高鋁磚的高溫燒結中，當磚坯發生體積收縮后，可以利用高鋁礬土和高嶺石的微膨脹性，抵消高鋁磚的體積變化，使得最終得到的高鋁磚體積穩定；
（2）本發明制備得到懸濁液加入無水乙醇中，混合后依次加入環氧氯丙烷和十二胺，攪拌混合后過濾，收集濾渣并干燥得干燥物，本發明利用環氧氯丙烷和十二胺在無水乙醇為溶劑的調節下進行反應，在懸濁液的超細礦石顆粒間生成陽離子表面活性劑，可對礦石顆粒表面進行改性，增強顆粒表面的吸附性能，從而提高礦石顆粒間的結合力，得到體積穩定的高鋁磚；
（3）本發明將黑云母、氧化硅等粉碎過篩后得混合添加劑，將混合添加劑與干燥物、硅藻土等物質混合，混合后加入模具中壓制成磚坯，最后將磚坯蒸壓養護并烘干、高溫燒結，經冷卻即可得到高鋁磚，本發明在高鋁磚中添加混合添加劑，可以提高高鋁磚的耐腐蝕性能，再加入硅藻土等物質，可以與高鋁磚原料顆粒間發生反應，從而使磚坯基質的粘著力增大，抗侵蝕性增強；
（4）本發明制得的高鋁磚具有良好的熱震穩定性能、抗侵蝕性能，有效提高了高鋁磚的耐高溫物理性能，同時提高了高鋁磚的成形性，降低了磚體的顯氣孔率，使磚體結構更加致密，有效延長了高鋁磚的使用壽命。
具體實施方式
按質量比1:1:2:2，分別稱取高嶺石、勃姆石、莫來石和高鋁礬土，依次加入粉碎機中粉碎，粉碎后過50～60目篩得混合礦石粉末，隨后將混合礦石粉末加入氣流粉碎機中進行粉碎，粉碎后過2800～2900目篩，得混合超細礦石粉末，按質量比1:6將混合超細礦石粉末和水混合后加入勻漿機中，以8000～10000r/min轉速勻漿10～15min后得懸濁液，再按質量比1:3將懸濁液與無水乙醇混合，攪拌混合10～15min得混合液，向混合液中依次加入混合液質量6～9%環氧氯丙烷和混合液質量3～5%十二胺，繼續攪拌反應3～4h后過濾得濾渣，并將濾渣放入烘箱中，在100～120℃溫度下干燥6～8h，得干燥物，按重量份數計，分別稱取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份溫石棉和15～25份芳綸纖維，加入粉碎機中粉碎后過200～220目篩得混合添加劑，再按重量份數計，分別取90～100份干燥物、6～10份混合添加劑、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸鈉和6～10份水，使用攪拌機，以600～800r/min轉速攪拌混合1～2h，得混合物料后加入模具中，使用壓磚機在40～60mpa的壓力下壓制30～60s成型，壓制后得磚坯，再將成型后的磚坯置于蒸壓釜內，控制蒸壓釜溫度為250～300℃，壓力為0.5～0.7mpa，蒸壓養護6～8h后降至室溫，取出養護后的磚坯放入烘箱中，在150～200℃溫度下干燥6～10h，將干燥后的磚坯放入隧道窯中，在1450～1500℃溫度下燒結4～5h，燒結后自然冷卻至室溫，即可得到高鋁磚。
實例1
按質量比1:1:2:2，分別稱取高嶺石、勃姆石、莫來石和高鋁礬土，依次加入粉碎機中粉碎，粉碎后過50～60目篩得混合礦石粉末，隨后將混合礦石粉末加入氣流粉碎機中進行粉碎，粉碎后過2800～2900目篩，得混合超細礦石粉末，按質量比1:6將混合超細礦石粉末和水混合后加入勻漿機中，以8000～10000r/min轉速勻漿10～15min后得懸濁液，再按質量比1:3將懸濁液與無水乙醇混合，攪拌混合10～15min得混合液，向混合液中依次加入混合液質量6～9%環氧氯丙烷和混合液質量3～5%十二胺，繼續攪拌反應3～4h后過濾得濾渣，并將濾渣放入烘箱中，在100～120℃溫度下干燥6～8h，得干燥物，按重量份數計，分別稱取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份溫石棉和15～25份芳綸纖維，加入粉碎機中粉碎后過200～220目篩得混合添加劑，再按重量份數計，分別取90～100份干燥物、6～10份混合添加劑、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸鈉和6～10份水，使用攪拌機，以600～800r/min轉速攪拌混合1～2h，得混合物料后加入模具中，使用壓磚機在40～60mpa的壓力下壓制30～60s成型，壓制后得磚坯，再將成型后的磚坯置于蒸壓釜內，控制蒸壓釜溫度為250～300℃，壓力為0.5～0.7mpa，蒸壓養護6～8h后降至室溫，取出養護后的磚坯放入烘箱中，在150～200℃溫度下干燥6～10h，將干燥后的磚坯放入隧道窯中，在1450～1500℃溫度下燒結4～5h，燒結后自然冷卻至室溫，即可得到高鋁磚。
經檢測，本發明制得的高鋁磚體積密度為2.95g/cm3，顯氣孔率為10%，磚體導熱系數為0.22w/（m·k），具有較好的抗侵蝕性能及節能保溫效果，同時本發明高鋁磚強度較高，其中磚體常溫耐壓強度達110mpa，常溫抗折強度達25mpa，0.2mpa荷重軟化溫度達1750℃，且本發明高鋁磚耐磨、抗剝落性能較好，有效延長了高鋁磚使用壽命，使用壽命與傳統高鋁磚相比延長了6個月。
實例2
按質量比1:1:2:2，分別稱取高嶺石、勃姆石、莫來石和高鋁礬土，依次加入粉碎機中粉碎，粉碎后過50～60目篩得混合礦石粉末，隨后將混合礦石粉末加入氣流粉碎機中進行粉碎，粉碎后過2800～2900目篩，得混合超細礦石粉末，按質量比1:6將混合超細礦石粉末和水混合后加入勻漿機中，以8000～10000r/min轉速勻漿10～15min后得懸濁液，再按質量比1:3將懸濁液與無水乙醇混合，攪拌混合10～15min得混合液，向混合液中依次加入混合液質量6～9%環氧氯丙烷和混合液質量3～5%十二胺，繼續攪拌反應3～4h后過濾得濾渣，并將濾渣放入烘箱中，在100～120℃溫度下干燥6～8h，得干燥物，按重量份數計，分別稱取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份溫石棉和15～25份芳綸纖維，加入粉碎機中粉碎后過200～220目篩得混合添加劑，再按重量份數計，分別取90～100份干燥物、6～10份混合添加劑、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸鈉和6～10份水，使用攪拌機，以600～800r/min轉速攪拌混合1～2h，得混合物料后加入模具中，使用壓磚機在40～60mpa的壓力下壓制30～60s成型，壓制后得磚坯，再將成型后的磚坯置于蒸壓釜內，控制蒸壓釜溫度為250～300℃，壓力為0.5～0.7mpa，蒸壓養護6～8h后降至室溫，取出養護后的磚坯放入烘箱中，在150～200℃溫度下干燥6～10h，將干燥后的磚坯放入隧道窯中，在1450～1500℃溫度下燒結4～5h，燒結后自然冷卻至室溫，即可得到高鋁磚。
經檢測，本發明制得的高鋁磚體積密度為3.15g/cm3，顯氣孔率為12%，磚體導熱系數為0.25w/（m·k），具有較好的抗侵蝕性能及節能保溫效果，同時本發明高鋁磚強度較高，其中磚體常溫耐壓強度達120mpa，常溫抗折強度達32mpa，0.2mpa荷重軟化溫度達1800℃，且本發明高鋁磚耐磨、抗剝落性能較好，有效延長了高鋁磚使用周期，使用壽命與傳統高鋁磚相比延長了7個月。
實例3
按質量比1:1:2:2，分別稱取高嶺石、勃姆石、莫來石和高鋁礬土，依次加入粉碎機中粉碎，粉碎后過50～60目篩得混合礦石粉末，隨后將混合礦石粉末加入氣流粉碎機中進行粉碎，粉碎后過2800～2900目篩，得混合超細礦石粉末，按質量比1:6將混合超細礦石粉末和水混合后加入勻漿機中，以8000～10000r/min轉速勻漿10～15min后得懸濁液，再按質量比1:3將懸濁液與無水乙醇混合，攪拌混合10～15min得混合液，向混合液中依次加入混合液質量6～9%環氧氯丙烷和混合液質量3～5%十二胺，繼續攪拌反應3～4h后過濾得濾渣，并將濾渣放入烘箱中，在100～120℃溫度下干燥6～8h，得干燥物，按重量份數計，分別稱取20～40份黑云母、25～30份氧化硅、10～15份溫石棉和15～25份芳綸纖維，加入粉碎機中粉碎后過200～220目篩得混合添加劑，再按重量份數計，分別取90～100份干燥物、6～10份混合添加劑、5～10份工程渣土、3～5份硅藻土、1～3份十二烷基苯磺酸鈉和6～10份水，使用攪拌機，以600～800r/min轉速攪拌混合1～2h，得混合物料后加入模具中，使用壓磚機在40～60mpa的壓力下壓制30～60s成型，壓制后得磚坯，再將成型后的磚坯置于蒸壓釜內，控制蒸壓釜溫度為250～300℃，壓力為0.5～0.7mpa，蒸壓養護6～8h后降至室溫，取出養護后的磚坯放入烘箱中，在150～200℃溫度下干燥6～10h，將干燥后的磚坯放入隧道窯中，在1450～1500℃溫度下燒結4～5h，燒結后自然冷卻至室溫，即可得到高鋁磚。
經檢測，本發明制得的高鋁磚體積密度為3.35g/cm3，顯氣孔率為13%，磚體導熱系數為0.28w/（m·k），具有較好的抗侵蝕性能及節能保溫效果，同時本發明高鋁磚強度較高，其中磚體常溫耐壓強度達130mpa，常溫抗折強度達40mpa，0.2mpa荷重軟化溫度達1850℃，且本發明高鋁磚耐磨、抗剝落性能較好，有效延長了高鋁磚使用壽命，使用壽命與傳統高鋁磚相比延長了8個月。