CN103508743A - 高温耐火材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型的高温耐火材料，其原料组成为：氧化钙(CaO)、二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铁(Fe₂O₃)、氧化钛(TiO₂)和氧化铬(CrO₂)。该高温耐火材料制备而成的耐火砖能耐2300℃以上的高温，可以应用于一些特殊的工业领域。

Description

高温耐火材料

技术领域

本发明涉及耐火材料制备技术领域，尤其涉及一种用于制备高温耐火砖的高温耐火材料。

背景技术

高温耐火砖是高温炉体内常用的保温、隔热和结构材料。几乎所有的高温容器和设备内部都需要配套耐火材料来实现高温的技术工艺条件和保护钢结构炉体的长期稳定的工作。高温设备内配套耐火材料的高温化学抗侵蚀性能直接影响着耐火材料的寿命和高温设备的工作寿命。目前市场上的耐火材料及耐火砖一般不能超过1600～1700℃，否则耐火砖即会损坏。一般工艺，例如工业陶瓷、普通耐火材料的烧制工艺，都不会超过1600～1700℃，因此普通耐火材料即可满足要求。但对于某些特殊工艺，特别是一些化工反应，需要高于2300℃的耐火材料制备的耐火砖，这种情况下，普通耐火砖就无法满足要求，不能使用，急需开发一种能耐2300℃以上的高温的耐火砖。

发明内容

本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种新型用于制备耐2300℃高温的耐火砖的高温耐火材料。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型的高温耐火材料，其原料组成为：氧化钙(CaO)、二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铁(Fe₂O₃)、氧化钛(TiO₂)和氧化铬(CrO₂)。

所述高温耐火材料中各原料的添加质量百分比为氧化钙(CaO)63%～67%、二氧化硅(SiO₂)19%～23%、氧化铝(Al₂O₃)2%～4%、氧化铁(Fe₂O₃)3%～5%、氧化钛(TiO₂)1%～3%和氧化铬(CrO₂)4%～6%，各原料质量百分比之和为100%。

所述高温耐火材料中各原料的添加重量百分比为氧化钙(CaO)65%、二氧化硅(SiO₂)21%、氧化铝(Al₂O₃)3%、氧化铁(Fe₂O₃)4%、氧化钛(TiO₂)2%和氧化铬(CrO₂)5%。

本发明还提供了采用上述高温耐火材料制备耐火砖的方法，具体为：

第一步，将粒径为2～4mm的氧化钙、粒径为1～3mm的二氧化硅、粒径60～80μm的氧化铝、粒径60～80μm的氧化铁和粒径50～75μm的氧化铬按质量百分比叫入到搅拌混砂机中混合2分钟，再外加上述混合料质量的1～3wt％的氧化钛为结合剂，继续强制搅拌混合40分钟；

第二步，将混合好的物料困料24小时，随后送入压砖机中压制成500mm长450mm宽90mm厚的制品，成型压力为120～150Mpa，成型后的坯体在170～250℃下干燥16～24小时，干燥后砖坯的水分应控制在小于0.4％；

第三步，将第二步获得的砖坯置于热工窑炉中加热焙烧，砖坯置于窑炉中采用匣钵埋碳保护的条件下经过常温至2300℃的温度范围内热处理，加热升温的过程为连续升温的过程，升温速度可以控制在30℃/小时，在800℃时和1600℃时可以分别保温3小时时间，在2300℃的最高焙烧下保温10小时；自然冷却至室温即可得到耐火砖。

本发明还提供了一种高温耐火砖，所述高温耐火砖的制备方法具体为，

第一步，将粒径为2～4mm的氧化钙、粒径为1～3mm的二氧化硅、粒径60～80μm的氧化铝、粒径60～80μm的氧化铁和粒径50～75μm的氧化铬按质量百分比叫入到搅拌混砂机中混合2分钟，再外加上述混合料质量的1～3wt％的氧化钛为结合剂，继续强制搅拌混合40分钟；

第二步，将混合好的物料困料24小时，随后送入压砖机中压制成500mm长450mm宽90mm厚的制品，成型压力为120～150Mpa，成型后的坯体在170～250℃下干燥16～24小时，干燥后砖坯的水分应控制在小于0.4％；

第三步，将第二步获得的砖坯置于热工窑炉中加热焙烧，砖坯置于窑炉中采用匣钵埋碳保护的条件下经过常温至2300℃的温度范围内热处理，加热升温的过程为连续升温的过程，升温速度可以控制在30℃/小时，在800℃时和1600℃时可以分别保温3小时时间，在2300℃的最高焙烧下保温10小时；自然冷却至室温即可得到耐火砖。

所述高温耐火砖能耐2300℃以上的高温，进一步，能耐2300℃～2800℃的高温。

本发明的有益效果:

本发明提供的新型的高温耐火材料以及采用这种材料制备而成的高温耐火砖能耐2300℃以上的高温。

具体实施方式

本发明提供了一种新型的高温耐火材料，其原料组成为：氧化钙(CaO)、二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铁(Fe₂O₃)、氧化钛(TiO₂)和氧化铬(CrO₂)。

所述高温耐火材料中各原料的添加质量百分比为氧化钙(CaO)63%～67%、二氧化硅(SiO₂)19%～23%、氧化铝(Al₂O₃)2%～4%、氧化铁(Fe₂O₃)3%～5%、氧化钛(TiO₂)1%～3%和氧化铬(CrO₂)4%～6%，各原料质量百分比之和为100%。

所述高温耐火材料中各原料的添加重量百分比为氧化钙(CaO)65%、二氧化硅(SiO₂)21%、氧化铝(Al₂O₃)3%、氧化铁(Fe₂O₃)4%、氧化钛(TiO₂)2%和氧化铬(CrO₂)5%。

本发明还提供了采用上述高温耐火材料制备耐火砖的方法，具体为：

第一步，将粒径为2～4mm的氧化钙、粒径为1～3mm的二氧化硅、粒径60～80μm的氧化铝、粒径60～80μm的氧化铁和粒径50～75μm的氧化铬按质量百分比送入到搅拌混砂机中混合2分钟，再外加上述混合料质量的1～3wt％的氧化钛为结合剂，继续强制搅拌混合40分钟；

第二步，将混合好的物料困料24小时，随后送入压砖机中压制成500mm长450mm宽90mm厚的制品，成型压力为120～150Mpa，成型后的坯体在170～250℃下干燥16～24小时，干燥后砖坯的水分应控制在小于0.4％；

第三步，将第二步获得的砖坯置于热工窑炉中加热焙烧，砖坯置于窑炉中采用匣钵埋碳保护的条件下经过常温至2300℃的温度范围内热处理，加热升温的过程为连续升温的过程，升温速度可以控制在30℃/小时，在800℃时和1600℃时可以分别保温3小时时间，在2300℃的最高焙烧下保温10小时；自然冷却至室温即可得到耐火砖。

所述高温耐火砖能耐2300℃以上的高温，进一步，能耐2300℃～2800℃的高温。

以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

实施例1

将粒径为3mm的氧化钙650g、粒径为2mm的二氧化硅210g、粒径80μm的氧化铝30g、粒径80μm的氧化铁40g和粒径70μm的氧化铬50g送入到搅拌混砂机中混合2分钟，再外加上20g的氧化钛为结合剂，继续强制搅拌混合40分钟，将混合好的物料困料24小时，随后送入压砖机中压制成500mm长450mm宽90mm厚的制品，成型压力为150Mpa，成型后的坯体在220℃下干燥24小时，干燥后砖坯的水分应控制在小于0.4％，将获得的砖坯置于热工窑炉中加热焙烧，砖坯置于窑炉中采用匣钵埋碳保护的条件下经过常温至2300℃的温度范围内热处理，加热升温的过程为连续升温的过程，升温速度可以控制在30℃/小时，在800℃时和1600℃时可以分别保温3小时时间，在2300℃的最高焙烧下保温10小时；自然冷却至室温即可得到耐火砖，经检测，该耐火砖的耐火度为2437℃。

所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型的高温耐火材料，其特征在于：所述高温耐火材料的原料组成为氧化钙(CaO)、二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铁(Fe₂O₃)、氧化钛(TiO₂)和氧化铬(CrO₂)。

2.如权利要求1所述的高温耐火材料，其特征在于：所述高温耐火材料中各原料的添加质量百分比为氧化钙(CaO)63%～67%、二氧化硅(SiO₂)19%～23%、氧化铝(Al₂O₃)2%～4%、氧化铁(Fe₂O₃)3%～5%、氧化钛(TiO₂)1%～3%和氧化铬(CrO₂)4%～6%，各原料质量百分比之和为100%。

3.如权利要求1所述的高温耐火材料，其特征在于：所述高温耐火材料中各原料的添加重量百分比为氧化钙(CaO)65%、二氧化硅(SiO₂)21%、氧化铝(Al₂O₃)3%、氧化铁(Fe₂O₃)4%、氧化钛(TiO₂)2%和氧化铬(CrO₂)5%。

4.采用权利要求1至3所述高温耐火材料制备耐火砖的方法，其特征在于，具体为：

第一步，将粒径为2～4mm的氧化钙、粒径为1～3mm的二氧化硅、粒径60～80μm的氧化铝、粒径60～80μm的氧化铁和粒径50～75μm的氧化铬按质量百分比叫入到搅拌混砂机中混合2分钟，再外加上述混合料质量的1～3wt％的氧化钛为结合剂，继续强制搅拌混合40分钟；

第二步，将混合好的物料困料24小时，随后送入压砖机中压制成500mm长450mm宽90mm厚的制品，成型压力为120～150Mpa，成型后的坯体在170～250℃下干燥16～24小时，干燥后砖坯的水分应控制在小于0.4％；

第三步，将第二步获得的砖坯置于热工窑炉中加热焙烧，砖坯置于窑炉中采用匣钵埋碳保护的条件下经过常温至2300℃的温度范围内热处理，加热升温的过程为连续升温的过程，升温速度可以控制在30℃/小时，在800℃时和1600℃时可以分别保温3小时时间，在2300℃的最高焙烧下保温10小时；自然冷却至室温即可得到耐火砖。

5.一种高温耐火砖，其特征在于：

所述高温耐火砖的制备方法具体为，

第一步，将粒径为2～4mm的氧化钙、粒径为1～3mm的二氧化硅、粒径60～80μm的氧化铝、粒径60～80μm的氧化铁和粒径50～75μm的氧化铬按质量百分比叫入到搅拌混砂机中混合2分钟，再外加上述混合料质量的1～3wt％的氧化钛为结合剂，继续强制搅拌混合40分钟；

第二步，将混合好的物料困料24小时，随后送入压砖机中压制成500mm长450mm宽90mm厚的制品，成型压力为120～150Mpa，成型后的坯体在170～250℃下干燥16～24小时，干燥后砖坯的水分应控制在小于0.4％；

第三步，将第二步获得的砖坯置于热工窑炉中加热焙烧，砖坯置于窑炉中采用匣钵埋碳保护的条件下经过常温至2300℃的温度范围内热处理，加热升温的过程为连续升温的过程，升温速度可以控制在30℃/小时，在800℃时和1600℃时可以分别保温3小时时间，在2300℃的最高焙烧下保温10小时；自然冷却至室温即可得到耐火砖。

6.如权利要求5所述的高温耐火砖，其特征在于：所述高温耐火砖能耐2300℃以上的高温。