一种轻量耐火材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105837243A(43)申请公布日2016.08.10(21)申请号201610172542.6(22)申请日2016.03.24(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市雁塔路13号(72)发明人尹洪峰辛亚楼高魁袁蝴蝶(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216代理人李郑建(51)Int.Cl.C04B38/00(2006.01)C04B35/66(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种轻量耐火材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种轻量耐火材料的制备方法，制备的轻量耐火材料在保持低导热率的情况下，提高了其高温使用性能。制法是选取镁砂和碳作为反应原料，压制好的试样至于气氛烧结炉中，对可控气氛炉抽真空，然后充入Ar作为保护，将炉体加热一定温度并通入O2，镁砂和碳发生碳热还原反应，生成Mg蒸汽，Mg蒸汽扩散与通入的O2反应，通过生成氧化镁或尖晶石等高温耐火相使试样基质部分产生结合。形成基质部分的密度梯度和结合强度梯度。使制备的轻量耐火材料外部致密，内部多孔，能很好地兼顾低导热和抗侵渗性能。该方法具有烧成温度较低、试样气孔率、体积密度可调，耐压强度和荷重软化温度高的特点。CN105837243ACN105837243A权利要求书1/1页1.一种轻量耐火材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一，选取镁砂和碳作为反应原料，将原料破碎到0.088～1mm，按照MgO和C摩尔比1:1混合均匀，作为耐火材料配料中细粉部分的一部分；步骤二，将耐火材料原料按着一定的颗粒级配进行配料，骨料部分是轻量骨料或者是致密骨料，骨料部分与细粉部分的比例为50～80:20～50之间，其中细粉部分包含步骤一混合好的MgO和C粉体，所述的MgO和C粉体占细粉部分的20％～70％；细粉部分需要共混30分钟至90分钟；步骤三，按着先加入骨料部分混合2～5分钟，再加入酚醛树脂稀释液混合3～5分钟，再加入细粉部分，混合5～20分钟，在混合机中混合时间总计在20～30分钟；混合后的物料置于密闭容器或塑料袋中睏料2小时至6小时；步骤四，经睏料后的物料采用半干法成型，压制成一定形状；步骤五，将成型好的试样自然凉晒半天至1天，然后在干燥设备中，采用阶段升温和保温方式进行干燥，最后在110℃保温6小时到24小时；步骤六，干燥后成型试样烧成在可控气氛炉中进行，首先对可控气氛炉抽真空，然后充入Ar作为保护气体，将炉体加热至1450℃～1650℃，到达该温度范围内即可进行保温，并通入O2，控制通入O2流速，保证碳热还原反应生成的Mg蒸汽反应完全，成型试样通过反应烧结，获得具有较低体积密度和较高强度的轻量耐火材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的镁砂为烧结镁砂或者电熔镁砂。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳为炭黑、石墨、焦炭、煤粉、废石墨电极或者冶金过程中不可利用的细焦炭颗粒。4.权利要求1至3其中之一制备的轻量耐火材料。5.如权利要求3所述的轻量耐火材料，其特征在于，所述的轻量耐火材料外部反应产物较多，而内部产物较少，从而形成基质部分的密度梯度和结合强度梯度；能够在保持轻量耐火材料低导热率的情况下，使材料具有较高强度和高温使用性能。2CN105837243A说明书1/5页一种轻量耐火材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及耐火材料生产技术领域，具体涉及一种轻量耐火材料的制备方法。背景技术[0002]高温窑炉工作衬用耐火材料一般由致密骨料和基质组成(熔铸耐火材料除外)，骨料相对致密，而基质较为疏松；通常侵蚀和损毁首先从基质开始，无论骨料是否损毁都会因变质层热物理性能变化产生剥落等而损毁，故重质骨料适当轻量化应该不会大幅度降低耐火材料的强度和抗介质侵蚀性能。为此在耐火材料界提出轻量耐火材料的概念，以区别于轻质耐火材料和重质耐火材料，通过引入具有较高气孔率(尤其是闭气孔率)骨料代替致密骨料，制备致密度高于轻质而低于重质耐火材料的一类耐火材料用于热工窑炉工作衬，意在不太影响耐火材料高温使用性能的前提下，达到保温隔热，节能降耗的目的，这一类耐火材料叫做轻量耐火材料。目前，关于轻量耐火材料的制备方法主要分为两大类，现综合评述如下：[0003](1)烧成轻量耐火材料的制备。一般采用粉末冶金的制备方法，也就是通过在配料中引入轻量骨料，按着一定的颗粒级配与细粉混合，经成型、干燥、烧成、冷却得到产品。[0004](2)不烧轻量耐火材料，一般是在配料中引入轻量骨料，通过混合、浇注(或捣打、或压制)成型，经养护(或烘烤)得到产品。[0005]上述两类方法由于多孔骨料的引入使得作为工作衬的轻量耐火材料体