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堇青石輕質(zhì)耐火磚制備方法科普
一種堇青石輕質(zhì)耐火磚的制備方法，其特征在于以40～85wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、3～12wt%的菱鎂礦細(xì)粉、6～24wt%的Al(OH)3細(xì)粉和6～24wt%的硅石細(xì)粉為原料，外加所述原料3~10wt%的結(jié)合劑，攪拌均勻，機(jī)壓成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥8~36小時(shí)，然后在1300~1410℃條件保溫2~10小時(shí)，即得堇青石輕質(zhì)耐火磚;多孔堇青石陶瓷顆粒的制備方法是：將8~12wt%的煤矸石粉、33~37wt%的Al(OH)3粉、8~12wt%的滑石粉、13~17wt%的菱鎂礦粉和28~32wt%的硅石粉混合，外加上述混合料3~12wt%的水?dāng)嚢杈鶆颍?**成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥8~36小時(shí)，然后在1300~1400℃條件下保溫1~6小時(shí)燒成，即得多孔堇青石陶瓷;***將多孔堇青石陶瓷破碎至小于8mm的顆粒，制得多孔堇青石陶瓷顆粒。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)保護(hù)范圍的限制：為避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式中的多孔堇青石陶瓷顆粒的制備方法描述如下，實(shí)施例中不再贅述：多孔堇青石陶瓷顆粒的制備方法是：將8~12wt%的煤矸石粉、33~37wt%的Al(OH)3粉、8~12wt%的滑石粉、13~17wt%的菱鎂礦粉和28~32wt%的硅石粉混合，外加上述混合料3~12wt%的水?dāng)嚢杈鶆颍?**成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥8~36小時(shí)，然后在1300~1400℃條件下保溫1~6小時(shí)燒成，即得多孔堇青石陶瓷。***將多孔堇青石陶瓷破碎至小于8mm的顆粒，制得多孔堇青石陶瓷顆粒。
實(shí)施例1 一種堇青石輕質(zhì)耐火磚及其制備方法。先以50～76wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、6~10wt%的菱鎂礦細(xì)粉、12~20wt%的Al(OH)3細(xì)粉和12~20wt%的硅石細(xì)粉為原料，外加所述原料3~8wt%的***紙漿廢液，攪拌均勻，在50~100MPa壓力下機(jī)壓成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥8~16小時(shí)，然后在1340~1380℃條件保溫3~6小時(shí)，即得堇青石輕質(zhì)耐火磚。本實(shí)施例中：菱鎂礦細(xì)粉的粒徑小于50μm;Al(OH)3細(xì)粉的粒徑小于50μm;硅石細(xì)粉的粒徑小于25μm;多孔堇青石陶瓷顆粒的顯氣孔率為35~40%，平均孔徑為10~20μm;多孔堇青石陶瓷顆粒的顆粒級(jí)配比是：8~5mm占原料6~12wt%;5~3mm占原料18~24wt%;3~1mm占原料18~24wt%;小于1mm占原料8~16wt%。本實(shí)施例制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚：顯氣孔率為30~38%;平均孔徑為10~20μm;體積密度為1.56~1.65g/cm3;常溫耐壓強(qiáng)度為60~80MPa。
實(shí)施例2 一種堇青石輕質(zhì)耐火磚及其制備方法。先以50～76wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、6~10wt%的菱鎂礦細(xì)粉、12~20wt%的Al(OH)3細(xì)粉和12~20wt%的硅石細(xì)粉為原料，外加所述原料5~10wt%的硅溶膠，攪拌均勻，在80~120MPa壓力下機(jī)壓成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥12~20小時(shí)，然后在1370~1410℃條件保溫4~8小時(shí)，即得堇青石輕質(zhì)耐火磚。本實(shí)施例中：菱鎂礦細(xì)粉的粒徑小于74μm;Al(OH)3細(xì)粉的粒徑小于88μm;硅石細(xì)粉的粒徑小于44μm;硅溶膠濃度為25~30wt%;多孔堇青石陶瓷顆粒的顯氣孔率為38~46%，平均孔徑為20~30μm;多孔堇青石陶瓷顆粒的顆粒級(jí)配比是：8~5mm占原料6~12wt%;5~3mm占原料18~24wt%;3~1mm占原料18~24wt%;小于1mm占原料8~16wt%。本實(shí)施例制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚：顯氣孔率為38~46%;平均孔徑為20~30μm;體積密度為1.40~1.56g/cm3;常溫耐壓強(qiáng)度為40~60MPa。
實(shí)施例3 一種堇青石輕質(zhì)耐火磚及其制備方法。先以40～60wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、8~12wt%的菱鎂礦細(xì)粉、16~24wt%的Al(OH)3細(xì)粉和16~24wt%的硅石細(xì)粉為原料，外加所述原料3~5wt%的硅溶膠和3~5wt%的***紙漿廢液，攪拌均勻，在50~80MPa壓力下機(jī)壓成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥24~36小時(shí)，然后在1320~1380℃條件保溫5~10小時(shí)，即得堇青石輕質(zhì)耐火磚。本實(shí)施例中：菱鎂礦細(xì)粉的粒徑小于88μm;Al(OH)3細(xì)粉的粒徑小于88μm;硅石細(xì)粉的粒徑小于88μm;硅溶膠濃度為20~25wt%;多孔堇青石陶瓷顆粒的顯氣孔率為45~55%，平均孔徑為15~25μm;多孔堇青石陶瓷顆粒的顆粒級(jí)配比是： 5~3mm占原料15~22wt%;3~1mm占原料15~22wt%;小于1mm占原料10~16wt%。本實(shí)施例制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚：顯氣孔率為46~54%;平均孔徑為15~25μm;體積密度為1.29~1.40g/cm3;常溫耐壓強(qiáng)度為25~55MPa。
實(shí)施例4 一種堇青石輕質(zhì)耐火磚及其制備方法。先以65～85wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、3~7wt%的菱鎂礦細(xì)粉、6~14wt%的Al(OH)3細(xì)粉和6~14wt%的硅石細(xì)粉為原料，外加所述原料5~10wt%的***紙漿廢液，攪拌均勻，在80~120MPa壓力下機(jī)壓成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥12~20小時(shí)，然后在1300~1350℃條件保溫4~8小時(shí)，即得堇青石輕質(zhì)耐火磚。本實(shí)施例中：菱鎂礦細(xì)粉的粒徑小于44μm;Al(OH)3細(xì)粉的粒徑小于74μm;硅石細(xì)粉的粒徑小于44μm;多孔堇青石陶瓷顆粒的顯氣孔率為35~42%，平均孔徑為10~20μm;多孔堇青石陶瓷顆粒的顆粒級(jí)配比是：5~3mm占原料20~30wt%;3~1mm占原料25~30wt%;小于1mm占原料20~25wt%。本實(shí)施例制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚：顯氣孔率為34~44%;平均孔徑為10~20μm;體積密度為1.40~1.60g/cm3;常溫耐壓強(qiáng)度為50~70MPa。
實(shí)施例5 一種堇青石輕質(zhì)耐火磚及其制備方法。先以65～85wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、3~7wt%的菱鎂礦細(xì)粉、6~14wt%的Al(OH)3細(xì)粉和6~14wt%的硅石細(xì)粉為原料，外加所述原料6~10wt%的硅溶膠，攪拌均勻，在50~80MPa壓力下機(jī)壓成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥16~24小時(shí)，然后在1300~1350℃條件保溫2~6小時(shí)，即得堇青石輕質(zhì)耐火磚。本實(shí)施例中：菱鎂礦細(xì)粉的粒徑小于88μm;Al(OH)3細(xì)粉的粒徑小于88μm;硅石細(xì)粉的粒徑小于74μm;硅溶膠濃度為30~35wt%;多孔堇青石陶瓷顆粒的顯氣孔率為48~55%，平均孔徑為20~30μm;多孔堇青石陶瓷顆粒的顆粒級(jí)配比是：3~1mm占原料45~60wt%，小于1mm占原料20~25wt%。本實(shí)施例制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚：顯氣孔率為46~55%;平均孔徑為20~30μm;體積密度為1.28~1.34g/cm3;常溫耐壓強(qiáng)度為20~40MPa。
實(shí)施例6 一種堇青石輕質(zhì)耐火磚及其制備方法。先以50～76wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、6~10wt%的菱鎂礦細(xì)粉、12~20wt%的Al(OH)3細(xì)粉和12~20wt%的硅石細(xì)粉為原料，外加所述原料3~8wt%的硅溶膠，攪拌均勻，在100~150MPa壓力下機(jī)壓成型;再將成型后的坯體在110℃條件下干燥8~16小時(shí)，然后在1360~1410℃條件保溫6~10小時(shí)，即得堇青石輕質(zhì)耐火磚。本實(shí)施例中：菱鎂礦細(xì)粉的粒徑小于74μm;Al(OH)3細(xì)粉的粒徑小于44μm;硅石細(xì)粉的粒徑小于60μm;硅溶膠濃度為35~40wt%;多孔堇青石陶瓷顆粒的顯氣孔率為35~40%，平均孔徑為10~20μm;多孔堇青石陶瓷顆粒的顆粒級(jí)配比是：8~5mm占原料6~12wt%;5~3mm占原料18~24wt%;3~1mm占原料18~24wt%;小于1mm占為原料8~16wt%。本實(shí)施例制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚：顯氣孔率為30~35%;平均孔徑為10~20μm;體積密度為1.60~1.65g/cm3;常溫耐壓強(qiáng)度為70~100MPa。本具體實(shí)施方式采用申請(qǐng)人申請(qǐng)的“一種多孔堇青石陶瓷材料及其制備方法(CN201110038289.2)”***技術(shù)制得多孔堇青石陶瓷顆粒，以所制得的多孔堇青石陶瓷顆粒為骨料，以菱鎂礦、Al(OH)3和硅石細(xì)粉為基質(zhì)，利用菱鎂礦和Al(OH)3自分解在基質(zhì)中形成多孔結(jié)構(gòu)，菱鎂礦和Al(OH)3分解產(chǎn)生的MgO和Al2O3與硅石原位形成高純多孔堇青石，制備以高純多孔堇青石結(jié)合多孔堇青石陶瓷骨料的堇青石輕質(zhì)耐火磚。
通過該方法使所制備的材料既有高的強(qiáng)度和保溫性能，也有很好的熱震穩(wěn)定性和抗介質(zhì)侵蝕能力。本具體實(shí)施方式所制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚的主要化學(xué)成分為MgO、Al2O3和SiO2，主晶相為堇青石，顯氣孔率為30~55%，平均孔徑為10~30μm，體積密度為1.28~1.65 g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度為20~100MPa。因此，本具體實(shí)施方式具有骨料與基質(zhì)的顯氣孔率和氣孔尺寸可控、環(huán)境友好和燒后體積變化小等的特點(diǎn)，所制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚具有顯氣孔率高、平均孔徑小、強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率低、熱震穩(wěn)定性好、抗介質(zhì)侵蝕能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。該輕質(zhì)耐火磚適用于工作溫度低于1380℃的高溫窯爐或容器的***層和工作層。
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