專利名稱：一種燒結鋁硅質耐火材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種燒結鋁硅質耐火材料及其制備方法。
背景技術：
我國是世界最大的水泥生產國。2011年，中國水泥產量達到20億噸，約占全球水泥產量的60%，而且新型干法水泥生產技術已得到大量推廣。所以，中國水泥工業大體上反映了世界水泥制造的平均水平。目前，我國水泥回轉窯的過渡帶冷端主要采用硅莫磚，分解帶主要采用抗剝落高鋁磚，窯尾預熱器主要采用耐堿磚。硅莫磚采用優質特級高鋁礬土和碳化硅為主要原料制成，常常摻加剛玉、莫來石、紅柱石、氧化鋁微粉等特種耐火原料。硅莫磚的主要依靠碳化硅物理化學性質獲得良好的性能。碳化娃的高導熱性賦予了娃莫磚良好的抗熱震性；碳化娃的高硬度賦予了娃莫磚較好的耐磨性；碳化娃的可氧化性賦予娃莫磚良好的抗侵蝕性和一定的耐高溫性。隨著碳化硅的氧化，形成一氧化硅氣體，一氧化硅擴散至磚面形成二氧化硅。由此，新生的二氧化硅堵塞氣孔，并隨后和侵蝕物反應形成高粘度液相延緩侵蝕。另外，一氧化硅在磚內形成二氧化硅，二氧化硅和周圍的氧化鋁反應，形成莫來石。由此，反應伴隨的膨脹抵消了耐火材料的高溫收縮，可以提高耐火材料的耐高溫抗性。但是，大量加入碳化硅后，不僅價格很高，氧化產生過大膨脹而不利于提高磚材壽命。另外，碳化硅含量過大，提高了耐火材料導熱能力。按現有標準，硅莫磚的氧化鋁含量必須大于60%，過高的氧化鋁含量也增大了耐火材料的導熱性。導熱性過高，增大了窯襯的散熱，不利于節能減排。抗剝落高鋁磚采用優質特級高鋁礬土和鋯英石為主要原料制成，但有時也采用藍晶石、紅柱石、硅線石等代替鋯英石制成。在燒成中，抗剝落高鋁磚依靠鋯英石和磚內氧化鋁反應形成鋯-莫來石復合基質。莫來石有利于提高抗熱震性。斜鋯石有利于形成微裂紋，一方面提高抗熱震性，另一方面也有利于提高抗侵蝕性。但是，按現有標準，硅莫磚的氧化鋁含量必須大于70%，過高的氧化鋁含量也不利于耐火材料的導熱性。此外，鋯為一種稀有元素，在原子能工業能部門有重要用途。我國的鋯英石不能自給，需要大量進口。幾十年來，鋯英石的價格大幅攀升，從1000元/噸以下，猛漲至10000元/噸以上。耐堿磚采用高娃粘土熟料、高娃耐火粘土和具有良好結合性的軟質耐火粘土制成。耐堿磚主要依靠磚中的二氧化硅和堿反應，形成高硅玻璃相，堵塞氣孔而獲得良好的耐堿性。如果氧化鋁含量大于35%，鋁硅質耐火材料的耐堿性將受到損害。為提高耐堿性，要求耐堿磚含有較多的K20、Na2O,以快速形成R2O-Al2O3玻璃相，這就損害了耐火材料的耐高溫性。按現有標準，耐堿磚的氧化鋁含量為25-30%。從資源的角度來講，我國鋁礬土的儲量占世界第5位，但消耗為世界第I位。由于長期掠奪式開采和大量出口，鋁礬土資源遭到嚴重破壞，耐火材料礬土熟料，特別是優質特級礬土的供應十分緊張，價格不斷攀升。由此，水泥工業現用鋁硅質耐火磚中，硅莫磚、抗剝落磚的氧化鋁含量大于60%，耐堿磚的氧化招含量小于30%。沒有氧化招含量為30%-60%的耐火材料。一方面,娃莫磚的價格貴、導熱高、高溫體積穩定性差，消耗稀缺的特級礬土；抗剝落磚導熱高、耐堿性差，不僅消耗稀缺的特級礬土，還消耗稀缺的鋯英石。耐堿磚的耐高溫性差。所以，需要發展特級鋁礬土和鋯英石的資源替代技術，開發一系列氧化鋁含量為30-60%的新型鋁硅質耐火材料。
發明內容
本發明的目的之一在于提供一種氧化招含量位于30-60%之間的招娃質耐火材料。所述耐火材料的氧化鋁含量為30-60%，采用合成莫來石、一級高鋁礬土、二級高鋁礬土、碳化硅、氧化鋁微粉或礬土微粉，軟泥或硅灰，有機結合劑和減水劑組成。所述耐火材料具有良好的耐高溫、抗侵蝕、耐熱震、耐磨 損、低導熱性能，可用于水泥回轉窯的分解帶、窯尾和三次風管溫度較高的部位，替代了現有的抗剝落高鋁磚和耐堿磚，提高了耐火材料耐高溫性、抗堿蝕性和抗熱震性，延長了耐火材料的壽命，增加了水泥企業的經濟效益。為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案本發明所述燒結鋁硅質耐火材料，包括骨料、粉料和外加劑，其具體組成如下所述所述骨料包括莫來石和/或礬土和碳化硅。例如，所述骨料包括莫來石和碳化硅，或所述骨料包括礬土和碳化硅，或所述骨料包括莫來石、礬土和碳化硅。所述粉料包括軟泥或/和硅灰；外加劑包括有機結合劑。具有上述組成的耐火材料的氧化鋁含量為30 60wt%，例如32wt%、34wt%、36wt%、38wt%> 40wt%> 42wt%> 44wt%> 46wt%> 48wt%>50wt%>52wt%>54wt%>56wt%>58wt%>59wt%,優選35 60wt%,進一步優選40 60wt%。莫來石是Al2O3-SiO2 二元系中常壓下唯一穩定存在的二元化合物，化學式為3Al203-2Si02，天然莫來石非常少，通常用燒結法或電熔法等人工合成。所述莫來石為市售莫來石耐火材料原料，包括由氧化鋁原料合成的高純莫來石和由礬土代替氧化鋁合成的礬土基莫來石原料。高純莫來石的純度高、性能好，但價格貴。礬土基莫來石用于替代高純莫來石。莫來石為材料中的主要原料，用于保證耐火材料的基本性能,如耐高溫、抗熱震、抗侵蝕性能。優選地，所述莫來石為粒度為3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的莫來石中的一種或者至少兩種的混合物。所述混合物例如粒度為3-lmm和I-Omm的莫來石的混合物,粒度為3_1_和〈O. 088mm的莫來石的混合物，粒度為〈O. 088mm和I-Omm的莫來石的混合物，粒度為3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的莫來石的混合物。所述礬土為高鋁礬土，優選一級高鋁礬土或/和二級高鋁礬土。所述高鋁礬土為市售高鋁礬土耐火原料，本發明典型的但非限制性的指煅燒后氧化鋁含量在50%-90%的礬土耐火原料。本發明典型但非限制性的一級高鋁礬土指氧化鋁含量為70%-75%的礬土 ；本發明典型但非限制性的二級高鋁礬土指氧化鋁含量為60%-70%的礬土。礬土由天然礬土煅燒而成，因沒有經過均化、調配、細磨和高溫合成，其性能低于合成莫來石，但價格較低，礬土用于替代莫來石原料。所述高鋁礬土、一級高鋁礬土和二級高鋁礬土均可市售得到。優選地，所述帆土為粒度為3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的帆土中的一種或者至少兩種的混合物。所述混合物例如粒度為3-lmm和I-Omm的帆土的混合物，粒度為3-Imm和〈O. 088mm的帆土的混合物，粒度為〈O. 088mm和l-Omm的帆土的混合物，粒度為3_lmm、I-Omm和〈O. 088mm的帆土的混合物。所述碳化硅為市售同名原料，用來提高抗熱震和耐侵蝕性能。優選地，所述碳化硅的粒度為I-Omm或/和〈O. 088mm。所述碳化硅為市售碳化硅耐火原料。其中，碳化硅細粉氧化較快，主要用于封閉氣孔；碳化硅細粒氧化較慢，主要用于提高使用性能。< 0. 088mm碳化娃的氧化速度較快，主要用于封閉耐火材料表面的氣孔，使耐火材料內部的碳化娃呈活化氧化狀態，產生一氧化硅氣體；1-0. 088mm碳化硅氧化較慢，主要用于提高耐火材料的使用性能。本發明所述粉料可以僅包括軟泥或/和硅灰，作為優選技術方案，所述粉料還包括氧化鋁微粉或/和礬土微粉。例如，所述粉料包括軟泥和氧化鋁微粉，或所述粉料包括硅灰和氧化鋁微粉，或所述粉料包括軟泥和硅灰和礬土微粉，或所述粉料包括軟泥、硅灰、礬土微粉和氧化鋁微粉。所述軟泥為市售耐火材料軟質結合粘土，用于提高制磚泥料的成型性能，并作為 助燒結劑降低燒結溫度和顯氣孔率，提高制品的強度和密度的作用。所述礬土微粉為市售特級或/和一級高鋁礬土微粉，用于替代氧化鋁微粉，降低采購原料的費用和耐火材料的生產成本。本發明典型但非限制性的特級高鋁礬土微粉指Al2O3大于85%的礬土微粉。本發明典型但非限制性的一級高鋁礬土微粉指Al2O3為7(T85%的礬土微粉。所述氧化鋁微粉為市售氧化鋁微粉，用于提高密集堆積程度，降低坯體的顯氣孔率，在燒結中和硅質原料快速反應，形成莫來石相，減少燒成變形，提高材料的耐高溫和抗熱震性能。所述硅灰為市售硅灰原料，用于替代軟泥。結合劑用于耐火材料中主要起結合制磚料的作用。結合劑按照種類可分為無機結合劑和有機結合劑。無機結合劑包括陶瓷結合劑，金屬結合劑，菱苦土結合劑。有機結合劑包括樹脂結合劑，橡膠結合劑。本發明所述有機結合劑選自亞硫酸紙漿廢液、聚乙烯醇的水溶液(PVA)、羧甲基纖維素的水溶液(CMC)中一種或者至少兩種的混合物。所述混合物例如羧甲基纖維素的水溶液和聚乙烯醇的水溶液的混合物，亞硫酸紙漿廢液和羧甲基纖維素的水溶液的混合物，聚乙烯醇的水溶液和亞硫酸紙漿廢液的混合物，羧甲基纖維素的水溶液、聚乙烯醇的水溶液和亞硫酸紙漿廢液的混合物。優選地,聚乙烯醇(PVA)的水溶液的濃度為2 10wt%,例如3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%,優選 2. 5 9wt%,進一步優選 3 8wt%。優選地，所述羧甲基纖維素(CMC)的水溶液的濃度為0. 5^5wt%,例如lwt%、
I.5wt%、2wt%、2. 5wt%、3wt%、3. 5wt%、4wt%、4. 5wt%,優選 I 4wt%,進一步優選 I 3wt%。優選地，外加劑還包括有機酸或/和減水劑。優選地，所述有機酸選自酒石酸、檸檬酸、草酸、順丁烯二酸中的一種或者至少兩種的混合物，所述混合物例如順丁烯二酸和草酸的混合物，檸檬酸和酒石酸的混合物，草酸和檸檬酸的混合物，酒石酸和順丁烯二酸的混合物，草酸、檸檬酸和酒石酸的混合物，順丁烯二酸、草酸和檸檬酸的混合物，酒石酸、順丁烯二酸和草酸的混合物，順丁烯二酸、草酸、檸檬酸和酒石酸的混合物，優選酒石酸、檸檬酸、草酸中的一種或者至少兩種的混合物。所述有機酸起結合水溶性高價金屬離子，提高粉體分散性，保持制磚料的成型性能作用。
優選地，所述減水劑選自第三代混凝土減水劑、第二代混凝土減水劑、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或者至少兩種的混合物。所述混合物例如六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉的混合物，聚丙烯酸和聚丙烯酸鈉的混合物，第二代混凝土減水劑和第三代混凝土減水劑的混合物，第三代混凝土減水劑和六偏磷酸鈉的混合物，三聚磷酸鈉和聚丙烯酸的混合物，聚丙烯酸鈉和第二代混凝土減水劑的混合物，六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉和聚丙烯酸的混合物，聚丙烯酸鈉、第二代混凝土減水劑和第三代混凝土減水劑的混合物，六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、聚丙烯酸和聚丙烯酸鈉的混合物，第二代混凝土減水劑、第三代混凝土減水劑、六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉的混合物。所述第三代混凝土減水劑和第二代混凝土減水劑均為已有產品，可市售得到。所述減水劑起提高粉體分散性的作用。作為優選方案，所述骨料按其各組分占骨料和粉料質量之和的重量百分比包括
3-lmm莫來石或/和帆土30~45%
I-Omm莫來石或/和研》土5 15%
I-Omm碳化桂5 15%
<0.088mm莫來石或/和礬土 10-30%
<0.088mm 碳化桂0 12%。所述〈O. 088mm碳化硅重量百分比為(Tl2%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有〈O. 088mm碳化娃。3-lmm莫來石或/和礬土的重量百分比為30 45%，例如31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%。I-Omm莫來石或/和礬土的重量百分比為5 15%，例如6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%。I-Omm 碳化硅的重量百分比為 5 15%，例如 6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%。〈O. 088mm莫來石或/和礬土的重量百分比為10 30%，例如11%、13%、15%、17%、19%、21%、23%、25%、27%、29%。〈O. 088mm 碳化硅的重量百分比為 0 12%，例如 1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%。本發明所述骨料采用大小不同粒度的原料，粒度大的粗骨料占據了材料的大部空間，粒度小的細骨料充填粗骨料的空隙、〈O. 088mm的細粉充填粗細骨料的空隙，由此，形成所謂“密集堆積”的結構形式，而且，合適的粉料粒徑比有利于成形時的顆粒緊密堆積，提高成形生坯密度，有利于燒結。作為優選方案，所述粉料按其各組分占骨料和粉料質量之和的重量百分比包括軟泥或/和硅灰4 25%。優選地，所述粉料按其各組分占骨料和粉料質量之和的重量百分比包括 氧化鋁微粉或/和礬土微粉0 8%軟泥或/和硅灰4 25%。
所述軟泥或/和硅灰的重量百分比為4 25%，例如5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%。所述氧化鋁微粉或/和礬土微粉重量百分比為(T8%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有氧化鋁微粉或/和礬土微粉。所述氧化鋁微粉或/和礬土微粉的重量百分比為0 8%，例如0. 5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、7. 5%o作為優選方案，以骨料和粉料的質量之和為100%計，所述外加劑包括
有機結合劑4 8% ；優選地，以骨料和粉料的質量之和為100%計，所述外加劑包括有機結合劑4 8%有機酸0 1%減水劑0 0. 1%。所述有機酸重量百分比為(Tl%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有有機酸。所述減水劑重量百分比為(TO. 1%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有減水劑。所述有機結合劑的重量百分比為4 8%，例如4. 5%、5%、5. 5%、6%、6. 5%、7%、7. 5%。所述有機酸的重量百分比為(Tl%，例如0. 1%、0. 2%、0. 3%、0. 4%、0. 5%、0. 6%、0. 7%、0. 8%、0. 9%。所述減水劑的重量百分比為0 0. 1%，例如0. 01%、0. 02%、0. 03%、0. 04%、0. 05%、
0.06%、0. 07%、0. 08%、0. 09%o作為優選技術方案，以骨料和粉料的質量之和為100%計，所述耐火材料包括
3-lmm莫來石或/和礬土30 45%
I-Omm莫來石或/和礬土5 15%
I -Omm碳化桂5 15%
<0.088mm莫來石或/和礬土10 30%
<0.088mm碳化硅0 12%
氧化鋁微粉或/和礬土微粉0 8%
軟泥或/和硅灰4 25%
有機結合劑4 8% 有機酸0 1%
減水劑0-0.1% o所述〈O. 088mm碳化硅的重量百分比為(Tl2%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有〈O. 088mm碳化娃。
所述氧化鋁微粉或/和礬土微粉重量百分比為(T8%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有礬土微粉。所述有機酸重量百分比為(Tl%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有有機酸。所述減水劑重量百分比為(T0. 1%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有減水劑。本發明所述的“包括”，意指其除所述組分外，還可以包括其他組分，這些其他組分賦予所述耐火材料不同的特性。除此之外，本發明所述的“包括”，還可以替換為封閉式的“為”或“由……組成”。不管本發明所述耐火材料包括何種成分，所述耐火材料的骨料和粉料的重量百分比之和為100%。本發明的目的之二在于提供如上所述的耐火材料的制備方法，所述方法為按照、配方量，將各原料混合后進行混煉、壓制成型，在干燥后進行煅燒，得到耐火材料。優選地，所述煅燒溫度為110(Tl500°C，例如 1150°C、1200°C、1250°C、1300°C、1350°C、1400°C、1450°C、優選 120(Tl450°C，進一步優選 128(Tl380°C。本發明所述的耐火材料在水泥回轉窯中具有重要用途，主要用于水泥回轉窯的分解帶和過渡帶冷端，同時，本發明所述耐火材料還可以用于高溫窯爐易磨損部位，如水泥窯余熱發電氣流管道彎頭、旋風筒錐體、三次風管閘板的襯料。與現有技術相比，本發明具有如下優異效果本發明通過采用莫來石或一級高鋁礬土或二級高鋁礬土、碳化硅、氧化鋁微粉或礬土微粉、軟泥或硅灰和有機結合劑配制而成，氧化鋁含量為30-60%，不僅價格較低，而且還具有良好的耐高溫、抗侵蝕、耐熱震、耐磨損、低導熱性能，可用于水泥回轉窯的分解帶和過渡帶冷端，可替代現有的抗剝落高鋁磚和硅莫磚，滿足了水泥窯對耐火材料低導熱、抗堿蝕的需求，降低散熱損失，提高了窯爐的壽命和經濟效益的需要。
具體實施例方式為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，本發明的典型但非限制性的實施例如下實施例I :原料為氧化鋁含量70%的礬土基莫來石、碳化硅、氧化鋁微粉、硅灰、采用濃度5%的PVA水溶液為結合劑、酒石酸和第三代混凝土減水劑為分散劑。重量百分比配方為3_lmm帆土基莫來石40%、I-Omm帆土基莫來石10%、I-CtamSiC 11%、〈O. 088mm高純莫來石28%、〈O. 088mmSIC 2%、氧化鋁微粉5%、硅灰4%，材料設計氧化鋁含量為59. 5%。外摻酒石酸0. 2%，第三代混凝土減水劑0. 05%, PVA水溶液5%，經過配合、混煉、壓制、干燥，在150(TC X8h燒成，制得耐火磚。經測試，體積密度2. 55g/cm3、顯氣孔率17%、耐壓強度80MPa，荷重軟化溫度1650°C，熱震穩定性20次，耐堿性2級。實施例2 原料為氧化鋁含量75%的一級高鋁礬土、碳化硅、氧化鋁含量85%的800目特級礬土微粉、氧化鋁含量30%的軟泥、采用亞硫酸紙漿廢液為結合劑。重量百分比配方為3-lmm一級高招帆土 35%、I-Omm —級高招帆土 10%、I-OmmSiC 15%、〈O. 088mm 一級高招帆土 10%、〈O. 088mmSIC 10%、礬土微粉5%、軟泥15%，材料設計氧化鋁含量為50. 0%。外摻紙漿廢液6%，經過配合、混煉、壓制、干燥，在1450°C X8h燒成，制得耐火磚。經測試，體積密度2.50g/cm3、顯氣孔率18%、耐壓強度70MPa，荷重軟化溫度1530°C，熱震穩定性25次，耐堿性I級。實施例3 原料為氧化鋁含量65%的二級高鋁礬土、碳化硅、氧化鋁含量85%的800目特級礬土微粉、氧化鋁含量30%的軟泥、采用亞硫酸紙漿廢液為結合劑。重量百分比配方為3-lmm二級高鋁礬土 35%、I-Omm 二級高鋁礬土 10%、I-OmmSiC 15%、〈O. 088mmSIC 10%、礬土微粉5%、軟泥25%，材料設計氧化鋁含量為41.0%。外摻紙漿廢液6%，經過配合、混煉、壓制、干燥，在1350°C X8h燒成，制得耐火磚。經測試，體積密度2. 50g/cm3、顯氣孔率18%、耐壓強度60MPa，荷重軟化溫度1400°C，熱震穩定性25次，耐堿性I級。實施例4
原料為氧化鋁含量70%的礬土基莫來石、碳化硅、氧化鋁微粉、硅灰、采用濃度2%的PVA水溶液為結合劑、酒石酸和聚丙烯酸鈉減水劑。重量百分比配方為3-1_礬土基莫來石45%、I-Omm帆土基莫來石5%、I-OmmSiC 5%、〈0. 088mm高純莫來石20%、氧化招微粉8%、硅灰17%，材料設計氧化鋁含量為30%。外摻酒石酸1%，聚丙烯酸鈉減水劑0. 1%，PVA水溶液8%，經過配合、混煉、壓制、干燥，在1100°C X8h燒成，制得耐火磚。經測試，體積密度2. 55g/cm3、顯氣孔率17%、耐壓強度80MPa，荷重軟化溫度1400°C，熱震穩定性20次，耐堿性I級。實施例5 原料為氧化鋁含量75%的一級高鋁礬土、碳化硅、氧化鋁含量85%的800目特級礬土微粉、氧化鋁含量30%的軟泥、采用10被％的聚乙烯醇水溶液為結合劑。重量百分比配方為3_lmm —級高招帆土 30%、I-Omm 一級高招帆土 15%、I-OmmSiC 10%、〈O. 088mm 一級高招礬土 23%、〈O. 088mmSIC 12%、軟泥10%，材料設計氧化鋁含量為60. 0%。外摻聚乙烯醇水溶液4%，經過配合、混煉、壓制、干燥，在1500°C X 8h燒成，制得耐火磚。經測試，體積密度2. 50g/cm3、顯氣孔率18%、耐壓強度70MPa，荷重軟化溫度1650°C，熱震穩定性25次，耐堿性2級。實施例6:原料為氧化鋁含量65%的二級高鋁礬土、碳化硅、氧化鋁含量85%的800目特級礬土微粉、氧化鋁含量30%的軟泥、采用0. 05wt%的CMC溶液為結合劑。重量百分比配方為3-lmm 二級高鋁礬土 35%、I-Omm 二級高鋁礬土 10%、I-OmmSiC 15%、〈O. 088mmSIC 10%、礬土微粉5%、軟泥25%，材料設計氧化鋁含量為41. 0%。外摻CMC溶液6%，經過配合、混煉、壓制、干燥，在1350°C X8h燒成，制得耐火磚。經測試，體積密度2. 50g/cm3、顯氣孔率18%、耐壓強度60MPa，荷重軟化溫度1400°C，熱震穩定性25次，耐堿性I級。實施例7原料為氧化鋁含量75%的一級高鋁礬土、碳化硅、氧化鋁含量85%的800目特級礬土微粉、氧化鋁含量30%的軟泥、采用5wt9^^CMC溶液為結合劑。重量百分比配方為3-lmm一級高招帆土 30%、I-Omm 一級高招帆土 15%、I-OmmSiC 10%、〈O. 088mm 一級高招帆土 23%、〈O. 088mmSIC 12%、軟泥10%，材料設計氧化鋁含量為60. 0%。外摻CMC溶液4%，經過配合、混煉、壓制、干燥，在1420°C X8h燒成，制得耐火磚。經測試，體積密度2. 50g/cm3、顯氣孔率18%、耐壓強度70MPa，荷重軟化溫度1650°C，熱震穩定性25次，耐堿性2級。與硅莫磚比較，本發明所制產品具有更好的抗熱震性和耐堿性；與耐堿磚比較，本發明所制產品具有更好的耐高溫、抗熱震性能。至此，研究完全達到了目的。應該注意到并理解，在不脫離后附的權利要求所要求的本發明的精神和范圍的情況下，能夠對上述詳細描述的本發明做出各種修改和改進。因此，要求保護的技術方案的范圍不受所給出的任何特定示范教導的限制。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細方法，但本發明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的
添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種燒結鋁硅質耐火材料，包括骨料、粉料和外加劑，其特征在于，所述骨料包括莫來石和/或礬土和碳化硅；所述粉料包括軟泥或/和硅灰；外加劑包括有機結合劑。
2.如權利要求I所述的耐火材料，其特征在于，所述耐火材料的氧化鋁含量為30 60wt%,優選35 60wt%,進一步優選40 60wt% ； 優選地，所述莫來石為粒度為3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的莫來石中的一種或者至少兩種的混合物； 優選地，所述礬土為高鋁礬土，優選一級高鋁礬土或/和二級高鋁礬土 ； 優選地，所述帆土為粒度為3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的帆土中的一種或者至少兩種的混合物；優選地，所述碳化娃的粒度為1_0_或/和〈O. 088_。
3.如權利要求I或2所述的耐火材料，其特征在于，所述粉料還包括氧化鋁微粉或/和礬土微粉； 優選地，所述礬土微粉為特級高鋁礬土微粉或/和一級高鋁礬土微粉。
4.如權利要求1-3之一所述的耐火材料，其特征在于，所述有機結合劑選自亞硫酸紙漿廢液、聚乙烯醇的水溶液、羧甲基纖維素的水溶液中一種或者至少兩種的混合物； 優選地，所述聚乙烯醇的水溶液的溶度為2 10wt%，優選2. 5^9wt%,進一步優選3"8wt% ； 優選地，所述羧甲基纖維素的水溶液的濃度為0. 5 5wt%，優選l 4wt%，進一步優選I 3wt% ； 優選地，外加劑還包括有機酸或/和減水劑； 優選地，所述有機酸選自酒石酸、檸檬酸、草酸、順丁烯二酸中的一種或者至少兩種的混合物，優選酒石酸、檸檬酸、草酸中的一種或者至少兩種的混合物； 優選地，所述減水劑選自第三代混凝土減水劑、第二代混凝土減水劑、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或者至少兩種的混合物。
5.如權利要求1-4之一所述的耐火材料，其特征在于，所述骨料按其各組分占骨料和粉料質量之和的重量百分比包括3-lmm莫來石或/和礬土30 45%I-Omm莫來石或/和礬土5 15%I-Omm碳化硅5 15%<0.088mm莫來石或/和礬土 10 30%<0.088min 碳化硅0 12%。
6.如權利要求1-5之一所述的耐火材料，其特征在于，所述粉料按其各組分占骨料和粉料質量之和的重量百分比包括 軟泥或/和硅灰4 25% ； 優選地，所述粉料按其各組分占骨料和粉料質量之和的重量百分比包括 氧化鋁微粉或/和礬土微粉01%軟泥或/和硅灰4 25%。
7.如權利要求1-6之一所述的耐火材料，其特征在于，以骨料和粉料的質量之和為.100%計，所述外加劑包括 有機結合劑4 8% ； 優選地，以骨料和粉料的質量之和為100%計，所述外加劑包括 有機結合劑4 8% 有機酸(Tl% 減水劑(To. 1%。
8.如權利要求1-7之一所述的耐火材料，其特征在于，以骨料和粉料的質量之和為.100%計,所述耐火材料包括 . 3-Imm莫來石或/和磯土30-45% . 1-Omm莫來石或/和磯土5 15% .1-Omm碳化桂5 15% <0.088mm莫來石或/和礬土10-30%<0.088mm碳化硅0 12%氧化鋁微粉或/和礬土微粉0 8%軟泥或/和硅灰4 25%有機結合劑4 8%有機酸0 1% 減水劑0 0.1%。
9.一種如權利要求1-8之一所述的耐火材料的制備方法，其特征在于，所述方法為 按照配方量，將各原料混合后進行混煉、壓制成型，在干燥后進行煅燒，得到耐火材料； 優選地，所述煅燒溫度為110(Tl500°C，優選120(Tl450°C，進一步優選128(Tl380°C。
10.一種如權利要求1-8之一所述的耐火材料在水泥回轉窯中的用途。
全文摘要
本發明涉及一種燒結鋁硅質耐火材料，包括骨料、粉料和外加劑，所述骨料包括莫來石或/和礬土和碳化硅；所述粉料包括軟泥或/和硅灰；外加劑包括有機結合劑。本發明還提供了上述耐火材料的制備方法。本發明所述耐火材料的氧化鋁含量為30-60%，不僅價格較低，而且還具有良好的耐高溫、抗侵蝕、耐熱震、耐磨損、低導熱性能，用于水泥回轉窯的分解帶和過渡帶冷端，可替代現有的抗剝落高鋁磚和硅莫磚，滿足水泥窯對耐火材料低導熱、抗堿蝕的需求，降低散熱損失，提高了窯爐的壽命和經濟效益。
文檔編號F27B7/20GK102701764SQ201210189310
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者周鍵, 張金龍, 李存弼, 汪雷, 王杰曾, 董舜杰 申請人:安徽瑞泰新材料科技有限公司