本發明屬于高溫材料技術領域，具體涉及一種耐火材料及其制備方法。
背景技術：
耐火材料種類繁多，通常按耐火度高低分為普通耐火材料、高級耐火材料和特級耐火材料；按化學特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外，還有用于特殊場合的耐火材料；目前耐火材料泛指應用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生產設備內襯的無機非金屬材料，隨著耐火材料在各行各業中的廣泛應用，以及需求量的不斷增大，簡單的生產工藝，降低成本，提高生產產量是目前該行業需要解決的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種耐火材料及其制備方法，耐火材料的生產工藝簡單，制得的耐火材料具有導熱系數低、在高溫還原性氣氛下的穩定性好、強度高、壽命長和成本低的優點。
本發明提供了如下的技術方案：
一種耐火材料，包括以下重量份數的原料：耐火泥40-50份、石英砂20-28份、氧化鎂10-12份、納米二氧化鈦3-5份、膨脹珍珠巖9-11份、氮化硼4-6份、氮化鋁2-3份、氫氧化鎂14-18份、羧甲基纖維素鈉3-5份、蓖麻油酸2-4份、十二烷基苯磺酸鈉1-3份、硅微粉3-5份、玻璃棉6-10份、莫來石粉2-4份、滑石粉3-7份、氮化硅4-6份、膨脹劑2-4份、減水劑0.1-0.3份和水6-10份。
原料中添加了硅微粉，硅微粉具有耐高溫、導熱性差、化學性能穩定和耐火的優點。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉具有體積密度小、保溫隔熱性好、耐腐蝕性好、化學性能穩定和耐火的優點。
原料中添加了莫來石粉，莫來石粉具有耐高溫、強度高、導熱系數小和耐火性好的優點。
原料中添加了滑石粉，滑石粉具有潤滑性好、耐火性好、抗腐蝕性好和化學性質穩定的優點。
原料中添加了氮化硅，氮化硅具有強度高、耐熱和耐火的優點。
優選地，包括以下重量份數的原料：耐火泥45份、石英砂24份、氧化鎂11份、納米二氧化鈦4份、膨脹珍珠巖10份、氮化硼5份、氮化鋁2.5份、氫氧化鎂16份、羧甲基纖維素鈉4份、蓖麻油酸3份、十二烷基苯磺酸鈉2份、硅微粉4份、玻璃棉8份、莫來石粉3份、滑石粉5份、氮化硅5份、膨脹劑3份、減水劑0.2份和水8份。
優選地，所述膨脹劑為藍晶石或紅柱石，用于補償耐火材料硬化過程收縮，防止開裂。
優選地，所述減水劑為三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉，減少用水量，提高原料混合攪拌過程中的流動性。
優選地，所述耐火材料還包括重量份數為4-5份的碳化硼，碳化硼具有密度低、強度高、耐高溫、化學穩定性好和耐火性好的優點。
優選地，所述耐火材料還包括重量份數為4-6份的空心玻璃微珠，空心玻璃微珠具有抗壓強度高、耐火性好和防腐蝕的優點。
優選地，所述耐火材料還包括重量份數為1-5份的硅酸鋁，硅酸鋁具有導熱性差、熱穩定性好、化學穩定性好和耐火性好的優點。
一種耐火材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照耐火材料原料的重量份數稱取原料；
(2)先將石英砂粉碎后與耐火泥混合，放于400-500℃高溫爐中煅燒2-3h，然后取出冷卻再研磨粉碎,即得粉碎料；
(3)將氧化鎂、納米二氧化鈦、膨脹珍珠巖、氮化硼、氮化鋁、氫氧化鎂、硅微粉、玻璃棉、莫來石粉、滑石粉和氮化硅混合，然后研磨粉碎，再加入水，攪拌均勻，放置3-5天，即得混合料；
(4)將步驟(2)中的粉碎料和步驟(3)中的混合料混合，然后加入其它剩余組成原料，然后轉速控制在6000-6500r/min，攪拌時間控制在2-3h；以噴霧形式加入高速混料機中，攪拌15-20min后出料，烘干粉碎成粉末，然后壓制成坯；
(5)將步驟(4)的坯料放進燒結爐，在氮氣氛中，1500-1600℃溫度下焙燒25-30h，取出冷卻至室溫，再在溫度1400-1500℃溫度下焙燒30-40h，取出空冷至120-150℃，在冰水冷卻2-3h，即得耐火材料。
本發明的有益效果是：
1、本發明耐火材料的生產工藝簡單，制得的耐火材料具有導熱系數低、在高溫還原性氣氛下的穩定性好、強度高、壽命長和成本低的優點。
2、本發明的原料中添加了硅微粉，硅微粉具有耐高溫、導熱性差、化學性能穩定和耐火的優點。
3、本發明的原料中添加了玻璃棉，玻璃棉具有體積密度小、保溫隔熱性好、耐腐蝕性好、化學性能穩定和耐火的優點。
4、本發明的原料中添加了莫來石粉，莫來石粉具有耐高溫、強度高、導熱系數小和耐火性好的優點。
5、本發明的原料中添加了滑石粉，滑石粉具有潤滑性好、耐火性好、抗腐蝕性好和化學性質穩定的優點。
6、本發明的原料中添加了氮化硅，氮化硅具有強度高、耐熱和耐火的優點。
7、本發明中所述膨脹劑為藍晶石或紅柱石，用于補償耐火材料硬化過程收縮，防止開裂。
8、本發明中所述減水劑為三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉，減少用水量，提高原料混合攪拌過程中的流動性。
9、本發明中所述耐火材料還包括重量份數為4-5份的碳化硼，碳化硼具有密度低、強度高、耐高溫、化學穩定性好和耐火性好的優點。
10、本發明中所述耐火材料還包括重量份數為4-6份的空心玻璃微珠，空心玻璃微珠具有抗壓強度高、耐火性好和防腐蝕的優點。
11、本發明中所述耐火材料還包括重量份數為1-5份的硅酸鋁，硅酸鋁具有導熱性差、熱穩定性好、化學穩定性好和耐火性好的優點。
具體實施方式
實施例1
一種耐火材料，包括以下重量份數的原料：耐火泥45份、石英砂24份、氧化鎂11份、納米二氧化鈦4份、膨脹珍珠巖10份、氮化硼5份、氮化鋁2.5份、氫氧化鎂16份、羧甲基纖維素鈉4份、蓖麻油酸3份、十二烷基苯磺酸鈉2份、硅微粉4份、玻璃棉8份、莫來石粉3份、滑石粉5份、氮化硅5份、膨脹劑3份、減水劑0.2份和水8份。
原料中添加了硅微粉，硅微粉具有耐高溫、導熱性差、化學性能穩定和耐火的優點。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉具有體積密度小、保溫隔熱性好、耐腐蝕性好、化學性能穩定和耐火的優點。
原料中添加了莫來石粉，莫來石粉具有耐高溫、強度高、導熱系數小和耐火性好的優點。
原料中添加了滑石粉，滑石粉具有潤滑性好、耐火性好、抗腐蝕性好和化學性質穩定的優點。
原料中添加了氮化硅，氮化硅具有強度高、耐熱和耐火的優點。
膨脹劑為藍晶石，用于補償耐火材料硬化過程收縮，防止開裂。
減水劑為三聚磷酸鈉，減少用水量，提高原料混合攪拌過程中的流動性。
耐火材料還包括重量份數為4.5份的碳化硼，碳化硼具有密度低、強度高、耐高溫、化學穩定性好和耐火性好的優點。
耐火材料還包括重量份數為4.5份的空心玻璃微珠，空心玻璃微珠具有抗壓強度高、耐火性好和防腐蝕的優點。
耐火材料還包括重量份數為3份的硅酸鋁，硅酸鋁具有導熱性差、熱穩定性好、化學穩定性好和耐火性好的優點。
一種耐火材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照耐火材料原料的重量份數稱取原料；
(2)先將石英砂粉碎后與耐火泥混合，放于400-500℃高溫爐中煅燒2-3h，然后取出冷卻再研磨粉碎,即得粉碎料；
(3)將氧化鎂、納米二氧化鈦、膨脹珍珠巖、氮化硼、氮化鋁、氫氧化鎂、硅微粉、玻璃棉、莫來石粉、滑石粉和氮化硅混合，然后研磨粉碎，再加入水，攪拌均勻，放置3-5天，即得混合料；
(4)將步驟(2)中的粉碎料和步驟(3)中的混合料混合，然后加入其它剩余組成原料，然后轉速控制在6000-6500r/min，攪拌時間控制在2-3h；以噴霧形式加入高速混料機中，攪拌15-20min后出料，烘干粉碎成粉末，然后壓制成坯；
(5)將步驟(4)的坯料放進燒結爐，在氮氣氛中，1500-1600℃溫度下焙燒25-30h，取出冷卻至室溫，再在溫度1400-1500℃溫度下焙燒30-40h，取出空冷至120-150℃，在冰水冷卻2-3h，即得耐火材料。
該耐火材料的體積密度為1.53g/cm3，重燒線變化率為0.3％，耐壓強度為155mpa，耐火度為1640℃，800℃的熱導率為0.29w/m.k。
實施例2
一種耐火材料，包括以下重量份數的原料：耐火泥40份、石英砂20份、氧化鎂10份、納米二氧化鈦3份、膨脹珍珠巖9份、氮化硼4份、氮化鋁2份、氫氧化鎂14份、羧甲基纖維素鈉3份、蓖麻油酸2份、十二烷基苯磺酸鈉1份、硅微粉3份、玻璃棉6份、莫來石粉2份、滑石粉3份、氮化硅4份、膨脹劑2份、減水劑0.1份和水6份。
原料中添加了硅微粉，硅微粉具有耐高溫、導熱性差、化學性能穩定和耐火的優點。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉具有體積密度小、保溫隔熱性好、耐腐蝕性好、化學性能穩定和耐火的優點。
原料中添加了莫來石粉，莫來石粉具有耐高溫、強度高、導熱系數小和耐火性好的優點。
原料中添加了滑石粉，滑石粉具有潤滑性好、耐火性好、抗腐蝕性好和化學性質穩定的優點。
原料中添加了氮化硅，氮化硅具有強度高、耐熱和耐火的優點。
膨脹劑為紅柱石，用于補償耐火材料硬化過程收縮，防止開裂。
減水劑為六偏磷酸鈉，減少用水量，提高原料混合攪拌過程中的流動性。
耐火材料還包括重量份數為4份的碳化硼，碳化硼具有密度低、強度高、耐高溫、化學穩定性好和耐火性好的優點。
耐火材料還包括重量份數為4份的空心玻璃微珠，空心玻璃微珠具有抗壓強度高、耐火性好和防腐蝕的優點。
耐火材料還包括重量份數為1份的硅酸鋁，硅酸鋁具有導熱性差、熱穩定性好、化學穩定性好和耐火性好的優點。
一種耐火材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照耐火材料原料的重量份數稱取原料；
(2)先將石英砂粉碎后與耐火泥混合，放于400-500℃高溫爐中煅燒2-3h，然后取出冷卻再研磨粉碎,即得粉碎料；
(3)將氧化鎂、納米二氧化鈦、膨脹珍珠巖、氮化硼、氮化鋁、氫氧化鎂、硅微粉、玻璃棉、莫來石粉、滑石粉和氮化硅混合，然后研磨粉碎，再加入水，攪拌均勻，放置3-5天，即得混合料；
(4)將步驟(2)中的粉碎料和步驟(3)中的混合料混合，然后加入其它剩余組成原料，然后轉速控制在6000-6500r/min，攪拌時間控制在2-3h；以噴霧形式加入高速混料機中，攪拌15-20min后出料，烘干粉碎成粉末，然后壓制成坯；
(5)將步驟(4)的坯料放進燒結爐，在氮氣氛中，1500-1600℃溫度下焙燒25-30h，取出冷卻至室溫，再在溫度1400-1500℃溫度下焙燒30-40h，取出空冷至120-150℃，在冰水冷卻2-3h，即得耐火材料。
該耐火材料的體積密度為1.69g/cm3，重燒線變化率為0.2％，耐壓強度為173mpa，耐火度為1650℃，800℃的熱導率為0.31w/m.k。
實施例3
一種耐火材料，包括以下重量份數的原料：耐火泥50份、石英砂28份、氧化鎂12份、納米二氧化鈦5份、膨脹珍珠巖11份、氮化硼6份、氮化鋁3份、氫氧化鎂18份、羧甲基纖維素鈉5份、蓖麻油酸4份、十二烷基苯磺酸鈉3份、硅微粉5份、玻璃棉10份、莫來石粉4份、滑石粉7份、氮化硅6份、膨脹劑4份、減水劑0.3份和水10份。
原料中添加了硅微粉，硅微粉具有耐高溫、導熱性差、化學性能穩定和耐火的優點。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉具有體積密度小、保溫隔熱性好、耐腐蝕性好、化學性能穩定和耐火的優點。
原料中添加了莫來石粉，莫來石粉具有耐高溫、強度高、導熱系數小和耐火性好的優點。
原料中添加了滑石粉，滑石粉具有潤滑性好、耐火性好、抗腐蝕性好和化學性質穩定的優點。
原料中添加了氮化硅，氮化硅具有強度高、耐熱和耐火的優點。
膨脹劑為藍晶石，用于補償耐火材料硬化過程收縮，防止開裂。
減水劑為三聚磷酸鈉，減少用水量，提高原料混合攪拌過程中的流動性。
耐火材料還包括重量份數為5份的碳化硼，碳化硼具有密度低、強度高、耐高溫、化學穩定性好和耐火性好的優點。
耐火材料還包括重量份數為6份的空心玻璃微珠，空心玻璃微珠具有抗壓強度高、耐火性好和防腐蝕的優點。
耐火材料還包括重量份數為5份的硅酸鋁，硅酸鋁具有導熱性差、熱穩定性好、化學穩定性好和耐火性好的優點。
一種耐火材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照耐火材料原料的重量份數稱取原料；
(2)先將石英砂粉碎后與耐火泥混合，放于400-500℃高溫爐中煅燒2-3h，然后取出冷卻再研磨粉碎,即得粉碎料；
(3)將氧化鎂、納米二氧化鈦、膨脹珍珠巖、氮化硼、氮化鋁、氫氧化鎂、硅微粉、玻璃棉、莫來石粉、滑石粉和氮化硅混合，然后研磨粉碎，再加入水，攪拌均勻，放置3-5天，即得混合料；
(4)將步驟(2)中的粉碎料和步驟(3)中的混合料混合，然后加入其它剩余組成原料，然后轉速控制在6000-6500r/min，攪拌時間控制在2-3h；以噴霧形式加入高速混料機中，攪拌15-20min后出料，烘干粉碎成粉末，然后壓制成坯；
(5)將步驟(4)的坯料放進燒結爐，在氮氣氛中，1500-1600℃溫度下焙燒25-30h，取出冷卻至室溫，再在溫度1400-1500℃溫度下焙燒30-40h，取出空冷至120-150℃，在冰水冷卻2-3h，即得耐火材料。
該耐火材料的體積密度為1.81g/cm3，重燒線變化率為0.1％，耐壓強度為193mpa，耐火度為1680℃，800℃的熱導率為0.32w/m.k。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。