本發(fā)明屬于耐火材料領域，具體涉及一種高溫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(yè)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(yè)需要解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高溫耐火材料及其制備方法，高溫耐火材料的生產工藝簡單，制得的高溫耐火材料具有導熱系數低、在高溫還原性氣氛下的穩(wěn)定性好、抗堿侵蝕能力、抗渣侵蝕能力好、強度高、壽命長、成本低和節(jié)能效率高的優(yōu)點。

本發(fā)明提供了如下的技術方案：

一種高溫耐火材料，包括以下重量份數的原料：鈣長石28-30份、六鋁酸鈣49-50份、白剛玉6-8份、棕剛玉6-7份、鈣鈦礦7-9份、高嶺土5-9份、氣凝膠5-7份、鎂鋁尖晶石7-8份、納米碳化硅3-4份、漂珠6-9份、高鋁礬土6-8份和炭黑造孔劑3-4份。

原料中添加了納米碳化硅，納米碳化硅具有耐高溫、強度高、抗沖擊性好和耐火性好的優(yōu)點。

原料中添加了高嶺土，高嶺土具有化學穩(wěn)定性好、粘結性好和耐火性好的優(yōu)點。

原料中添加了漂珠，漂珠具有顆粒細、中空、質輕、強度高、耐高溫、保溫和耐火的優(yōu)點。

原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱系數低、密度小、柔韌性好和防火的優(yōu)點。

原料中添加了鎂鋁尖晶石，鎂鋁尖晶石具有抗腐蝕性好、耐高溫性好和耐火性好的特點。

優(yōu)選地，包括以下重量份數的原料：鈣長石29份、六鋁酸鈣49.5份、白剛玉7份、棕剛玉6.5份、鈣鈦礦8份、高嶺土7份、氣凝膠6份、鎂鋁尖晶石7.5份、納米碳化硅3.5份、漂珠7.5份、高鋁礬土7份和炭黑造孔劑3.5份。

優(yōu)選地，所述白剛玉中al2o3的含量≥99.1wt.％，k2o和na2o的含量≤0.3wt.％，fe2o3的含量≤0.2wt.％，磁性物的含量≤0.05wt.％，sio2的含量≤0.04wt.％；所述白剛玉的顆粒直徑為0.1-4mm，所述白剛玉的真密度≥3.5g/cm3。

優(yōu)選地，所述棕剛玉中al2o3的含量≥95wt.％，sio2的含量≤1wt.％，fe2o3的含量≤0.2wt.％，tio2的含量≤3.1％；所述棕剛玉的顆粒直徑為4-5mm，所述棕剛玉的真密度≥3.9g/cm。

優(yōu)選地，所述高溫耐火材料還包括重量份數為4-5份的膨脹石墨，膨脹石墨是由天然石墨鱗片經插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的疏松多孔的蠕蟲狀物質，膨脹石墨柔韌性好、可塑性好、抗高溫性好、耐火性好、抗低溫性好、抗腐蝕性好、抗輻射性好和抗老化性好的優(yōu)點。

優(yōu)選地，所述高溫耐火材料還包括重量份數為4-6份的納米二氧化鈦，納米二氧化鈦具有良好的分散性、穩(wěn)定性、阻燃性和耐候性。

優(yōu)選地，所述納米二氧化鈦為金紅石型納米二氧化鈦。

一種高溫耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照高溫耐火材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將原料混合均勻并成型，得到高溫耐火材料生坯；

(3)對高溫耐火材料生坯進行干燥；

(4)對干燥后的復合高溫耐火材料生坯進行煅燒，得到所述復合高溫耐火材料。

優(yōu)選地，所述步驟(3)對高溫耐火材料生坯進行干燥的步驟為將生坯自然干燥12-20h，然后將生坯在50℃-100℃的烘干窯中進行烘干，有利于制備高品質的高溫耐火材料。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明高溫耐火材料的生產工藝簡單，制得的高溫耐火材料具有導熱系數低、在高溫還原性氣氛下的穩(wěn)定性好、抗堿侵蝕能力、抗渣侵蝕能力好、強度高、壽命長、成本低和節(jié)能效率高的優(yōu)點。

2、本發(fā)明的原料中添加了納米碳化硅，納米碳化硅具有耐高溫、強度高、抗沖擊性好和耐火性好的優(yōu)點。

3、本發(fā)明的原料中添加了高嶺土，高嶺土具有化學穩(wěn)定性好、粘結性好和耐火性好的優(yōu)點。

4、本發(fā)明的原料中添加了漂珠，漂珠具有顆粒細、中空、質輕、強度高、耐高溫、保溫和耐火的優(yōu)點。

5、本發(fā)明的原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱系數低、密度小、柔韌性好和防火的優(yōu)點。

6、本發(fā)明的原料中添加了鎂鋁尖晶石，鎂鋁尖晶石具有抗腐蝕性好、耐高溫性好和耐火性好的特點。

7、本發(fā)明中所述高溫耐火材料還包括重量份數為4-5份的膨脹石墨，膨脹石墨是由天然石墨鱗片經插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的疏松多孔的蠕蟲狀物質，膨脹石墨柔韌性好、可塑性好、抗高溫性好、耐火性好、抗低溫性好、抗腐蝕性好、抗輻射性好和抗老化性好的優(yōu)點。

8、本發(fā)明中所述高溫耐火材料還包括重量份數為4-6份的納米二氧化鈦，納米二氧化鈦具有良好的分散性、穩(wěn)定性、阻燃性和耐候性。

具體實施方式

實施例1

一種高溫耐火材料，包括以下重量份數的原料：鈣長石29份、六鋁酸鈣49.5份、白剛玉7份、棕剛玉6.5份、鈣鈦礦8份、高嶺土7份、氣凝膠6份、鎂鋁尖晶石7.5份、納米碳化硅3.5份、漂珠7.5份、高鋁礬土7份和炭黑造孔劑3.5份。

原料中添加了納米碳化硅，納米碳化硅具有耐高溫、強度高、抗沖擊性好和耐火性好的優(yōu)點。

原料中添加了高嶺土，高嶺土具有化學穩(wěn)定性好、粘結性好和耐火性好的優(yōu)點。

原料中添加了漂珠，漂珠具有顆粒細、中空、質輕、強度高、耐高溫、保溫和耐火的優(yōu)點。

原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱系數低、密度小、柔韌性好和防火的優(yōu)點。

原料中添加了鎂鋁尖晶石，鎂鋁尖晶石具有抗腐蝕性好、耐高溫性好和耐火性好的特點。

白剛玉中al2o3的含量≥99.1wt.％，k2o和na2o的含量≤0.3wt.％，fe2o3的含量≤0.2wt.％，磁性物的含量≤0.05wt.％，sio2的含量≤0.04wt.％；所述白剛玉的顆粒直徑為0.1-4mm，所述白剛玉的真密度≥3.5g/cm3。

棕剛玉中al2o3的含量≥95wt.％，sio2的含量≤1wt.％，fe2o3的含量≤0.2wt.％，tio2的含量≤3.1％；所述棕剛玉的顆粒直徑為4-5mm，所述棕剛玉的真密度≥3.9g/cm。

高溫耐火材料還包括重量份數為4.5份的膨脹石墨，膨脹石墨是由天然石墨鱗片經插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的疏松多孔的蠕蟲狀物質，膨脹石墨柔韌性好、可塑性好、抗高溫性好、耐火性好、抗低溫性好、抗腐蝕性好、抗輻射性好和抗老化性好的優(yōu)點。

高溫耐火材料還包括重量份數為5份的納米二氧化鈦，納米二氧化鈦具有良好的分散性、穩(wěn)定性、阻燃性和耐候性。

納米二氧化鈦為金紅石型納米二氧化鈦。

一種高溫耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照高溫耐火材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將原料混合均勻并成型，得到高溫耐火材料生坯；

(3)對高溫耐火材料生坯進行干燥；

(4)對干燥后的復合高溫耐火材料生坯進行煅燒，得到所述復合高溫耐火材料。

步驟(3)對高溫耐火材料生坯進行干燥的步驟為將生坯自然干燥12-20h，然后將生坯在50℃-100℃的烘干窯中進行烘干，有利于制備高品質的高溫耐火材料。

該高溫耐火材料的體積密度為1.75g/cm3，重燒線變化率為0.3％，耐壓強度為145mpa，耐火度為1630℃，800℃的熱導率為0.31w/m.k。

實施例2

一種高溫耐火材料，包括以下重量份數的原料：鈣長石28份、六鋁酸鈣49份、白剛玉6份、棕剛玉6份、鈣鈦礦7份、高嶺土5份、氣凝膠5份、鎂鋁尖晶石7份、納米碳化硅3份、漂珠6份、高鋁礬土6份和炭黑造孔劑3份。

原料中添加了納米碳化硅，納米碳化硅具有耐高溫、強度高、抗沖擊性好和耐火性好的優(yōu)點。

原料中添加了高嶺土，高嶺土具有化學穩(wěn)定性好、粘結性好和耐火性好的優(yōu)點。

原料中添加了漂珠，漂珠具有顆粒細、中空、質輕、強度高、耐高溫、保溫和耐火的優(yōu)點。

原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱系數低、密度小、柔韌性好和防火的優(yōu)點。

原料中添加了鎂鋁尖晶石，鎂鋁尖晶石具有抗腐蝕性好、耐高溫性好和耐火性好的特點。

白剛玉中al2o3的含量≥99.1wt.％，k2o和na2o的含量≤0.3wt.％，fe2o3的含量≤0.2wt.％，磁性物的含量≤0.05wt.％，sio2的含量≤0.04wt.％；所述白剛玉的顆粒直徑為0.1-4mm，所述白剛玉的真密度≥3.5g/cm3。

棕剛玉中al2o3的含量≥95wt.％，sio2的含量≤1wt.％，fe2o3的含量≤0.2wt.％，tio2的含量≤3.1％；所述棕剛玉的顆粒直徑為4-5mm，所述棕剛玉的真密度≥3.9g/cm。

高溫耐火材料還包括重量份數為4份的膨脹石墨，膨脹石墨是由天然石墨鱗片經插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的疏松多孔的蠕蟲狀物質，膨脹石墨柔韌性好、可塑性好、抗高溫性好、耐火性好、抗低溫性好、抗腐蝕性好、抗輻射性好和抗老化性好的優(yōu)點。

高溫耐火材料還包括重量份數為4份的納米二氧化鈦，納米二氧化鈦具有良好的分散性、穩(wěn)定性、阻燃性和耐候性。

納米二氧化鈦為金紅石型納米二氧化鈦。

一種高溫耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照高溫耐火材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將原料混合均勻并成型，得到高溫耐火材料生坯；

(3)對高溫耐火材料生坯進行干燥；

(4)對干燥后的復合高溫耐火材料生坯進行煅燒，得到所述復合高溫耐火材料。

步驟(3)對高溫耐火材料生坯進行干燥的步驟為將生坯自然干燥12-20h，然后將生坯在50℃-100℃的烘干窯中進行烘干，有利于制備高品質的高溫耐火材料。

該高溫耐火材料的體積密度為1.79g/cm3，重燒線變化率為0.2％，耐壓強度為165mpa，耐火度為1650℃，800℃的熱導率為0.32w/m.k。

實施例3

一種高溫耐火材料，包括以下重量份數的原料：鈣長石30份、六鋁酸鈣50份、白剛玉8份、棕剛玉7份、鈣鈦礦9份、高嶺土9份、氣凝膠7份、鎂鋁尖晶石8份、納米碳化硅4份、漂珠9份、高鋁礬土8份和炭黑造孔劑4份。

原料中添加了納米碳化硅，納米碳化硅具有耐高溫、強度高、抗沖擊性好和耐火性好的優(yōu)點。

原料中添加了高嶺土，高嶺土具有化學穩(wěn)定性好、粘結性好和耐火性好的優(yōu)點。

原料中添加了漂珠，漂珠具有顆粒細、中空、質輕、強度高、耐高溫、保溫和耐火的優(yōu)點。

原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱系數低、密度小、柔韌性好和防火的優(yōu)點。

原料中添加了鎂鋁尖晶石，鎂鋁尖晶石具有抗腐蝕性好、耐高溫性好和耐火性好的特點。

白剛玉中al2o3的含量≥99.1wt.％，k2o和na2o的含量≤0.3wt.％，fe2o3的含量≤0.2wt.％，磁性物的含量≤0.05wt.％，sio2的含量≤0.04wt.％；所述白剛玉的顆粒直徑為0.1-4mm，所述白剛玉的真密度≥3.5g/cm3。

棕剛玉中al2o3的含量≥95wt.％，sio2的含量≤1wt.％，fe2o3的含量≤0.2wt.％，tio2的含量≤3.1％；所述棕剛玉的顆粒直徑為4-5mm，所述棕剛玉的真密度≥3.9g/cm。

高溫耐火材料還包括重量份數為5份的膨脹石墨，膨脹石墨是由天然石墨鱗片經插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的疏松多孔的蠕蟲狀物質，膨脹石墨柔韌性好、可塑性好、抗高溫性好、耐火性好、抗低溫性好、抗腐蝕性好、抗輻射性好和抗老化性好的優(yōu)點。

高溫耐火材料還包括重量份數為6份的納米二氧化鈦，納米二氧化鈦具有良好的分散性、穩(wěn)定性、阻燃性和耐候性。

納米二氧化鈦為金紅石型納米二氧化鈦。

一種高溫耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照高溫耐火材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將原料混合均勻并成型，得到高溫耐火材料生坯；

(3)對高溫耐火材料生坯進行干燥；

(4)對干燥后的復合高溫耐火材料生坯進行煅燒，得到所述復合高溫耐火材料。

步驟(3)對高溫耐火材料生坯進行干燥的步驟為將生坯自然干燥12-20h，然后將生坯在50℃-100℃的烘干窯中進行烘干，有利于制備高品質的高溫耐火材料。

該高溫耐火材料的體積密度為1.83g/cm3，重燒線變化率為0.1％，耐壓強度為190mpa，耐火度為1670℃，800℃的熱導率為0.34w/m.k。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)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(fā)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(fā)明的保護范圍之內。