本發(fā)明涉及耐火材料領(lǐng)域，具體涉及一種燒結(jié)耐火磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
：耐火材料是工業(yè)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)性材料，目前鋼鐵的冶煉、爐焦、機(jī)械熱處理系統(tǒng)的工業(yè)爐窯及其內(nèi)襯都需耐火材料，爐窯內(nèi)及內(nèi)襯需要使用大量的耐火磚，現(xiàn)有的耐火磚大多為粘質(zhì)隔熱耐火磚，粘土磚主要由莫來(lái)石(25％～50％)、玻璃相(25％～60％)和方石英及石英(最高可達(dá)30％)所組成。通常以硬質(zhì)粘土為原料，預(yù)先煅燒成熟料，然后配以軟質(zhì)粘土，以半干法或可塑法成型，溫度在1300～1400c燒成粘土磚制品。也可以加少量的水玻璃、水泥等結(jié)合劑制成不燒制品和不定形材料?；饕獞?yīng)用于高爐、熱風(fēng)爐、加熱爐、動(dòng)力鍋爐、石灰窯、回轉(zhuǎn)窯、玻璃窯、陶瓷和耐火磚燒成窯中。該種粘土性耐火磚燃燒所需溫度高、能耗大、燃燒時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，制得的成品耐火磚導(dǎo)熱系數(shù)高、隔熱性能差、抗壓強(qiáng)度低，尤其是隨溫度的升高，其抗壓強(qiáng)度逐漸降低，抗熱震性能不足，進(jìn)而影響耐火磚的使用壽命及使用領(lǐng)域。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種燒結(jié)耐火磚及其制備方法，該種耐火磚制備簡(jiǎn)單方便，生產(chǎn)所需能耗低，時(shí)間少，制得的成品耐火磚具有抗壓強(qiáng)度高、抗熱震性優(yōu)良、導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)，有效地延長(zhǎng)了耐火磚在高溫爐內(nèi)及窯內(nèi)的使用壽命，適宜推廣應(yīng)用。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種燒結(jié)耐火磚，包括以下按重量份計(jì)的原料：改性石英粉30-40份、菱鎂礦渣25-35份、白云石粉15-25份、鋁礬土15-25份、透輝石粉10-20份、石灰乳5-15份、膨脹石墨6-12份、碳化鈮粉3-7份、氮化硼粉3-7份、磷化硅粉3-7份、碳化硅纖維4-8份、激發(fā)劑1-5份、減水劑1-3份、發(fā)泡劑1-5份和穩(wěn)泡劑1-5份；所述改性石英粉通過(guò)以下步驟制得：將石英砂放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡2-3h后，取出干燥，加入相當(dāng)于石英砂重量2-4％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量3-5％的聚亞苯基砜樹(shù)脂和相當(dāng)于石英粉重量1-3％的氧化鋁于300-500r/min下攪拌15-25min后研磨，過(guò)70-90目篩即得。進(jìn)一步地，所述耐火磚包括以下按重量份計(jì)的原料：改性石英粉35份、菱鎂礦渣30份、白云石粉20份、鋁礬土20份、透輝石粉15份、石灰乳10份、膨脹石墨9份、碳化鈮粉5份、氮化硼粉5份、磷化硅粉5份、碳化硅纖維6份、激發(fā)劑3份、減水劑2份、發(fā)泡劑3份和穩(wěn)泡劑3份。進(jìn)一步地，所述膨脹石墨為膨脹倍率大于250ml/g的80目可膨脹石墨。優(yōu)選地，所述激發(fā)劑為硫鋁酸鈣、硅酸鈉、硫酸亞鐵或水洗漿中的兩種或兩種以上。優(yōu)選地，所述減水劑為木質(zhì)素磺酸鈣、聚丙烯酸鈉或氨基磺酸鈉中的一種。優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為十二烷基硫酸鈉、鈉偶氮二異丁腈或偶氮二甲酰胺中的一種。優(yōu)選地，所述穩(wěn)泡劑為硅樹(shù)脂聚醚乳液、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇中的一種。上述的一種燒結(jié)耐火磚的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：(1)按所述重量份配比預(yù)備原料；(2)將改性石英粉、菱鎂礦渣、白云石粉、鋁礬土、透輝石粉、膨脹石墨、碳化鈮粉、氮化硼粉、磷化硅粉和碳化硅纖維混合粉碎過(guò)80-120目篩，得粉料；(3)將粉料和剩余原料混合加入粉料質(zhì)量60-80％、溫度為75-85℃的熱水進(jìn)行攪拌混勻，混勻后靜置困料2-4天，得物料；(4)將物料輸送至磚體模具中，隨后壓制成磚坯，將磚坯置于烘培爐中烘干處理3-5h，烘干溫度為85-95℃；(5)將烘干后的磚坯置于窯爐中，以40-60℃/min的升溫速率將爐溫升至1080-1260℃焙燒8-12h，之后隨爐溫自然冷卻即可。本發(fā)明具有如下的有益效果：(1)本發(fā)明的燒結(jié)耐火磚制備簡(jiǎn)單方便，采用透輝石粉、白云石粉等低溫快燒的材料作為原料的一部分，降低了生產(chǎn)所需的燃燒能耗，提高了生產(chǎn)效率，具體的，與傳統(tǒng)的粘土性耐火磚相比，其焙燒所需溫度降低了20％以上，焙燒時(shí)間減少了4個(gè)小時(shí)以上；(2)本發(fā)明的燒結(jié)耐火磚通過(guò)對(duì)生產(chǎn)原料及工藝的改進(jìn)優(yōu)化，加入膨脹石墨、碳化硅纖維、改性石英粉等成分，再協(xié)同激發(fā)劑及發(fā)泡劑等外加助劑的輔助，使磚體結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)大量閉合微孔，具有牢固的骨架結(jié)構(gòu)，提高了成品耐火磚的抗壓強(qiáng)度和抗熱震性，降低了磚體的導(dǎo)熱系數(shù)，隔熱效果顯著，有效地延長(zhǎng)了耐火磚在高溫爐內(nèi)及窯內(nèi)的使用壽命，適宜推廣應(yīng)用。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1一種燒結(jié)耐火磚，預(yù)備以下原料待制備：改性石英粉30kg、菱鎂礦渣25kg、白云石粉15kg、鋁礬土15kg、透輝石粉10kg、石灰乳5kg、膨脹石墨6kg、碳化鈮粉3kg、氮化硼粉3kg、磷化硅粉3kg、碳化硅纖維4kg、激發(fā)劑1kg、減水劑1kg、發(fā)泡劑1kg和穩(wěn)泡劑1kg；所述改性石英粉通過(guò)以下步驟制得：稱取30kg石英砂放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡2h后，取出干燥，加入相當(dāng)于石英砂重量2％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量3％的聚亞苯基砜樹(shù)脂和相當(dāng)于石英粉重量1％的氧化鋁于300r/min下攪拌15min后研磨，過(guò)70目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性石英粉。其中，所述膨脹石墨為膨脹倍280ml/g的80目可膨脹石墨；上述的激發(fā)劑采用硫鋁酸鈣和硅酸鈉兩種混合物，且兩者之間的質(zhì)量比為1:2；減水劑采用木質(zhì)素磺酸鈣；發(fā)泡劑采用十二烷基硫酸鈉；穩(wěn)泡劑采用硅樹(shù)脂聚醚乳液。上述的一種燒結(jié)耐火磚的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：(1)先將改性石英粉、菱鎂礦渣、白云石粉、鋁礬土、透輝石粉、膨脹石墨、碳化鈮粉、氮化硼粉、磷化硅粉和碳化硅纖維混合，通過(guò)研磨機(jī)粉碎過(guò)80目篩，得粉料；(2)再將粉料和剩余原料混合加入粉料質(zhì)量60％、溫度為75℃的熱水進(jìn)行攪拌混勻，混勻后靜置困料2天，得物料；(3)之后將物料輸送至磚體模具中，隨后通過(guò)壓制機(jī)壓制成磚坯，將磚坯置于烘培爐中烘干處理3h，烘干溫度控制在85℃；(4)最后將烘干后的磚坯置于窯爐中，以40℃/min的升溫速率將爐溫升至1080℃焙燒8h，之后隨爐溫自然冷卻即制得本發(fā)明的燒結(jié)耐火磚。實(shí)施例2一種燒結(jié)耐火磚，預(yù)備以下原料待制備：改性石英粉35kg、菱鎂礦渣30kg、白云石粉20kg、鋁礬土20kg、透輝石粉15kg、石灰乳10kg、膨脹石墨9kg、碳化鈮粉5kg、氮化硼粉5kg、磷化硅粉5kg、碳化硅纖維6kg、激發(fā)劑3kg、減水劑2kg、發(fā)泡劑3kg和穩(wěn)泡劑3kg；所述改性石英粉通過(guò)以下步驟制得：稱取35kg石英砂放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡2.5h后，取出干燥，加入相當(dāng)于石英砂重量3％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量4％的聚亞苯基砜樹(shù)脂和相當(dāng)于石英粉重量2％的氧化鋁于400r/min下攪拌20min后研磨，過(guò)80目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性石英粉。其中，所述膨脹石墨為膨脹倍率300ml/g的80目可膨脹石墨；上述的激發(fā)劑采用硅酸鈉和硫酸亞鐵兩種混合物，且兩者之間的質(zhì)量比為1:1；減水劑采用聚丙烯酸鈉；發(fā)泡劑采用鈉偶氮二異丁腈；穩(wěn)泡劑采用聚丙烯酰胺。上述的一種燒結(jié)耐火磚的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：(1)先將改性石英粉、菱鎂礦渣、白云石粉、鋁礬土、透輝石粉、膨脹石墨、碳化鈮粉、氮化硼粉、磷化硅粉和碳化硅纖維混合，通過(guò)研磨機(jī)粉碎過(guò)100目篩，得粉料；(2)再將粉料和剩余原料混合加入粉料質(zhì)量70％、溫度為80℃的熱水進(jìn)行攪拌混勻，混勻后靜置困料3天，得物料；(3)之后將物料輸送至磚體模具中，隨后通過(guò)壓制機(jī)壓制成磚坯，將磚坯置于烘培爐中烘干處理4h，烘干溫度控制在90℃；(4)最后將烘干后的磚坯置于窯爐中，以50℃/min的升溫速率將爐溫升至1150℃焙燒10h，之后隨爐溫自然冷卻即制得本發(fā)明的燒結(jié)耐火磚。實(shí)施例3一種燒結(jié)耐火磚，預(yù)備以下原料待制備：改性石英粉40kg、菱鎂礦渣35kg、白云石粉25kg、鋁礬土25kg、透輝石粉20kg、石灰乳15kg、膨脹石墨12kg、碳化鈮粉7kg、氮化硼粉7kg、磷化硅粉7kg、碳化硅纖維8kg、激發(fā)劑5kg、減水劑3kg、發(fā)泡劑5kg和穩(wěn)泡劑5kg；所述改性石英粉通過(guò)以下步驟制得：稱取40kg石英砂放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡3h后，取出干燥，加入相當(dāng)于石英砂重量4％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量5％的聚亞苯基砜樹(shù)脂和相當(dāng)于石英粉重量3％的氧化鋁于500r/min下攪拌25min后研磨，過(guò)90目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性石英粉。其中，所述膨脹石墨為膨脹倍率320ml/g的80目可膨脹石墨；上述的激發(fā)劑采用硫酸亞鐵和水洗漿兩種混合物，且兩者之間的質(zhì)量比為2:1；減水劑采用氨基磺酸鈉；發(fā)泡劑采用偶氮二甲酰胺；穩(wěn)泡劑采用聚乙烯醇。上述的一種燒結(jié)耐火磚的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：(1)先將改性石英粉、菱鎂礦渣、白云石粉、鋁礬土、透輝石粉、膨脹石墨、碳化鈮粉、氮化硼粉、磷化硅粉和碳化硅纖維混合，通過(guò)研磨機(jī)粉碎過(guò)120目篩，得粉料；(2)再將粉料和剩余原料混合加入粉料質(zhì)量80％、溫度85℃的熱水進(jìn)行攪拌混勻，混勻后靜置困料4天，得物料；(3)之后將物料輸送至磚體模具中，隨后通過(guò)壓制機(jī)壓制成磚坯，將磚坯置于烘培爐中烘干處理5h，烘干溫度控制在95℃；(4)最后將烘干后的磚坯置于窯爐中，以60℃/min的升溫速率將爐溫升至1260℃焙燒12h，之后隨爐溫自然冷卻即制得本發(fā)明的燒結(jié)耐火磚。實(shí)施例4性能檢測(cè)對(duì)上述實(shí)施例1-3制得的耐火磚進(jìn)行性能檢測(cè)，與對(duì)比例4中的耐火磚進(jìn)行比較，具體的檢測(cè)項(xiàng)目及數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)下表1和表2；對(duì)比例4的耐火磚包括以下按重量百分比計(jì)的原料：耐火水泥(鋁酸鹽)40％-60％、鎂砂粒15％～25％、莫來(lái)石粉15％～25％、方石英硅微粉0％～10％。表1組別抗壓強(qiáng)度(mpa)導(dǎo)熱系數(shù)焙燒溫度(℃)焙燒時(shí)間(h)實(shí)施例138.30.1610808實(shí)施例242.10.14115010實(shí)施例340.50.15126012對(duì)比例425.40.48138015表2：耐火磚的抗熱震性檢測(cè)由上表1和表2所示，本發(fā)明的耐火磚相比市售普通的耐火磚具有更高的抗壓強(qiáng)度，更好的抗熱震性能，更優(yōu)良的隔熱效果，以及生產(chǎn)所需能耗低，時(shí)間短。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12