CN104478474B - 一种轻质耐火砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：所述粉料包括以下组分：13wt％～28wt％的结合粘土；20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高温氧化铝；3wt％～10wt％的膨胀剂；5wt％～15wt％的活性氧化铝；以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1wt％～15wt％。本发明提供的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能。

Description

一种轻质耐火砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种轻质耐火砖及其制备方法。

背景技术

工业窑炉对轻质耐火材料需求量日益增大，窑炉热面内衬材料设计选材也越来越倾向于使用低容重耐高温轻质耐火砖。目前，工业窑炉热面衬里使用的耐火材料主要为耐火陶瓷纤维、轻质高铝砖、轻质莫来石砖、氧化铝空心球砖和刚玉莫来石砖等。

以上各种耐火材料使用在不同温度的窑炉中，使用效果各有优劣。例如耐火陶瓷纤维使用在中低温窑炉热面衬里，节能效果显著但使用温度低；轻质高铝砖和轻质莫来石砖使用在中温窑炉热面衬里，节能效果较好但使用温度存在一定局限；氧化铝空心球砖使用在高温窑炉热面衬里，使用温度较高但是成本以及能耗较高；刚玉莫来石砖使用温度虽然较高，但是体积密度较大，用其砌筑的炉衬蓄热量较大，炉体重量大，节能效果较差。

现有技术一直致力于开发出适应现代工业窑炉生产的低容量、耐高温、轻质耐火砖。如申请号为201310171084的中国专利公开了“一种新型轻质莫来石砖及其制备方法，其以高强莫来石骨料、结合粘土、硅微粉、氧化铝粉、聚乙烯醇溶液作为原料，采用315吨摩擦压力机压制生产轻质莫来石砖，烧成温度为1350～1450℃。但是该专利公开的产品使用温度偏低，难以在使用温度为1450℃以上的窑炉中使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质耐火砖及其制备方法，本发明提供的轻质耐火砖具有较高的耐高温效果。

本发明提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：

所述粉料包括以下组分

13wt％～28wt％的结合粘土；

20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；

20wt％～40wt％的骨料；

5wt％～25wt％的高温氧化铝；

3wt％～10wt％的膨胀剂；

5wt％～15wt％的活性氧化铝；

以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的质量分数为1wt％～15wt％。

优选的，所述镁铝尖晶石的粒度为250目～500目。

优选的，以镁铝尖晶石的质量为基准，所述镁铝尖晶石包括以下组分：

65wt％～80wt％的Al₂O₃；

20wt％～35wt％的MgO；

≤0.5wt％的Fe₂O₃。

优选的，所述骨料为低铁高铝砖砖砂，所述低铁高铝砖砖砂包括三氧化二铝和三氧化二铁；

所述三氧化二铝在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量≥90wt％；

所述三氧化二铁在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量≤1wt％。

优选的，所述骨料包括粒度≤1mm的低铁高铝砖砖砂和粒度＞1mm且≤3mm的低铁高铝砖砖砂。

优选的，所述骨料的体积密度≤1.5g/cm³。

本发明提供了上述技术方案所述轻质耐火砖的制备方法，包括以下步骤：

将结合粘土、高温氧化铝、膨胀剂、镁铝尖晶石、活性氧化铝和造孔剂混合，得到混合物料；

将骨料、无机结合剂的40wt％～60wt％、所述混合物料、余量无机结合剂和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料；

将所述泥料压制成砖坯；

将所述砖坯依次进行烘干和煅烧，得到轻质耐火砖。

优选的，所述造孔剂包括木屑、木炭和石油焦。

优选的，所述烘干包括低温烘干和高温烘干；

所述低温烘干的温度为30℃～60℃；

所述高温烘干的温度为90℃～150℃。

优选的，所述煅烧的温度为1600℃～1700℃。

本发明提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：所述粉料包括以下组分：13wt％～28wt％的结合粘土；20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高温氧化铝；3wt％～10wt％的膨胀剂；5wt％～15wt％的活性氧化铝；以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1wt％～15wt％。本发明以镁铝尖晶石为原料，且包括高温氧化铝和活性氧化铝，使得在提供的轻质耐火砖的晶相包括主晶相刚玉莫来石相和次晶相镁铝尖晶石相，此晶相的存在使得到的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能，能够用于较高温度的窑炉中。而且本发明提供的轻质耐火砖还具有轻质、低导热和高强度的优良性能。本发明实施例2得到的轻质耐火砖的体积密度为1.21g/cm³，最高使用温度为1600℃，常温耐压强度为12.6MPa，1600℃重烧线变化-0.49％，350℃导热系数为0.488W/m.k。

具体实施方式

本发明提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：

所述粉料包括以下组分：

13wt％～28wt％的结合粘土；

20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；

20wt％～40wt％的骨料；

5wt％～25wt％的高温氧化铝；

3wt％～10wt％的膨胀剂；

5wt％～15wt％的活性氧化铝；

以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1wt％～15wt％。

本发明以镁铝尖晶石为原料，且包括高温氧化铝和活性氧化铝，使得在提供的轻质耐火砖的晶相包括主晶相刚玉莫来石相和次晶相镁铝尖晶石相，此晶相的存在使得到的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能。而且本发明提供的轻质耐火砖还具有轻质、低导热和高强度的优良性能。

本发明提供的轻质耐火砖的原料包括粉料，所述粉料包括13wt％～28wt％的结合粘土，优选为15wt％～25wt％，更优选为18wt％～22wt％。本发明对所述结合粘土的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的结合粘土即可。在本发明中，所述结合粘土优选包括苏州土。在本发明中，以苏州土的质量为基准，所述苏州土优选包括≥35wt％的氧化铝，更优选为37wt％～39wt％；所述苏州土优选包括≥42wt％的二氧化硅，更优选为46wt％～48wt％；所述苏州土优选包括≤0.9wt％的三氧化二铁，更优选≤0.5wt％。

在本发明中，所述粉料包括20wt％～35wt％的镁铝尖晶石，优选为22wt％～32wt％，更优选为25wt％～30wt％。在本发明中，所述镁铝尖晶石的粒度优选为250目～500目，更优选为300目～450目，最优选为325目～400目；所述镁铝尖晶石的熔点优选为2135℃。在本发明中，以镁铝尖晶石的质量为基准，所述镁铝尖晶石优选包括以下组分：

65wt％～80wt％的Al₂O₃；

20wt％～35wt％的MgO；

≤0.5wt％的Fe₂O₃。

在本发明中，以镁铝尖晶石的质量为基准，所述镁铝尖晶石优选包括65wt％～80wt％的三氧化二铝，更优选为70wt％～75wt％；所述镁铝尖晶石优选包括20wt％～35wt％的MgO，更优选为25wt％～30wt％；所述镁铝尖晶石优选包括≤0.5wt％的Fe₂O₃，更优选≤0.3wt％。本发明对所述镁铝尖晶石的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的镁铝尖晶石的市售商品即可。

在本发明中，所述粉料包括20wt％～40wt％的骨料，优选为25wt％～35wt％，更优选为28wt％～32wt％。在本发明中，所述骨料优选为低铁高铝砖砖砂；所述低铁高铝砖砖砂包括三氧化二铝和三氧化二铁，所述三氧化二铝在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量优选≥90wt％，更优选≥92wt％，最优选≥95wt％；所述三氧化二铁在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量优选≤1wt％，更优选≤0.8wt％，最优选≤0.5wt％。

在本发明中，所述骨料优选包括粒度≤1mm的低铁高铝砖砖砂和粒度＞1mm且≤3mm的低铁高铝砖砖砂，所述粒度≤1mm的低铁高铝砖砖砂与所述粒度＞1mm且≤3mm的低铁高铝砖砖砂的质量比优选为(1～10):(10～1)，更优选为(3～8):(8～3)，最优选为(5～6)：(5～6)。在本发明中，所述骨料的体积密度优选≤1.5g/cm³，更优选≤1.0g/cm³。本发明对所述骨料的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述骨料的市售商品即可。

在本发明中，所述粉料包括5wt％～25wt％的高温氧化铝，优选为10wt％～20wt％，更优选为12wt％～18wt％。在本发明中，所述高温氧化铝优选包括≥99wt％的三氧化二铝、≤0.04wt％的三氧化二铁和≤0.3wt％的氧化钠。本发明对所述高温氧化铝的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的高温氧化铝的市售商品即可。

在本发明中，所述粉料包括3wt％～10wt％的膨胀剂，优选为5wt％～8wt％。在本发明中，所述膨胀剂优选包括硅线石粉；所述硅线石粉的粒度优选≤0.2mm，更优选≤0.1mm，最优选≤0.05mm。在本发明中，所述硅线石粉优选包括50wt％～60wt％的三氧化二铝，更优选为54wt％～58wt％；所述硅线石粉优选还包括≤1.0wt％的三氧化二铁，更优选≤0.5wt％；所述硅线石粉优选还包括余量的二氧化硅。本发明对所述膨胀剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述膨胀剂的市售商品即可。

在本发明中，所述粉料包括5wt％～15wt％的活性氧化铝，优选为8wt％～12wt％。在本发明中，所述活性氧化铝优选包括≥98wt％的ρ-Al₂O₃，更优选≥99wt％，最优选≥99.5wt％；所述活性氧化铝优选还包括≤0.04wt％的三氧化二铁，更优选≤0.02wt％。本发明对所述活性氧化铝的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述活性氧化铝的市售商品即可。

本发明提供的轻质耐火砖的原料包括无机结合剂，以上述技术方案所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，优选为5wt％～8wt％。在本发明中，所述无机结合剂优选为磷酸二氢铝溶液；所述磷酸二氢铝溶液的比重优选为1.3g/cm³～1.55g/cm³，更优选为1.4g/cm³～1.5g/cm³。

本发明提供的轻质耐火砖的原料包括造孔剂，以上述技术方案所述粉料的总质量为基准，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量为1wt％～15wt％，优选为3wt％～12wt％，更优选为5wt％～10wt％。在本发明中，所述造孔剂优选为复合有机造孔剂，更优选包括木屑粉、木炭粉和石油焦；在本发明中，所述木屑粉、木炭粉和石油焦的质量比优选为(2～8):(0.5～3)：1，更优选为(4～6):(1～2):1。在本发明中，所述木屑粉的粒径优选≤2mm，更优选≤1mm；所述木炭粉的粒径优选≤0.045mm，更优选≤0.025mm；所述石油焦的粒径优选≤0.045mm，更优选≤0.025mm。

本发明提供的轻质耐火砖的晶相包括主晶相刚玉莫来石相和次晶相镁铝尖晶石相。在本发明中，所述主晶相刚玉莫来石相的质量含量优选为55wt％～70wt％，更优选为60wt％～65wt％；所述次晶相镁铝尖晶石相的质量含量优选为18wt％～30wt％，更优选为20wt％～35wt％。在本发明中，由于上述主晶相和次晶相的存在，使得本发明提供的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能，且还具有轻质、低导热和高强度的优良性能。

本发明还提供了上述技术方案所述轻质耐火砖的制备方法，包括以下步骤：

将结合粘土、高温氧化铝、膨胀剂、镁铝尖晶石、活性氧化铝和造孔剂混合，得到混合物料；

将骨料、无机结合剂的40wt％～60wt％、所述混合物料、余量无机结合剂和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料；

将所述泥料压制成砖坯；

将所述砖坯依次进行烘干和煅烧，得到轻质耐火砖。

将上述技术方案所述结合粘土、高温氧化铝、膨胀剂、镁铝尖晶石、活性氧化铝和造孔剂混合，得到混合物料。在本发明中，当所述造孔剂包括木屑粉、木炭粉和石油焦时，本发明优选先将结合粘土、高温氧化铝、膨胀剂、镁铝尖晶石、活性氧化铝、木屑粉和木炭粉混合，得到混合物料。本发明优选将粉料混合搅拌，本发明对所述搅拌的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可；在本发明中，所述搅拌的时间优选为3min～15min，更优选为5min～10min。

在本发明中，所述结合粘土、高温氧化铝、膨胀剂、镁铝尖晶石、活性氧化铝和造孔剂与上述技术方案所述的结合粘土、高温氧化铝、膨胀剂、镁铝尖晶石、活性氧化铝和造孔剂一致，在此不再赘述。

得到混合物料后，本发明将骨料、无机结合剂的40wt％～60wt％、所述混合物料、余量无机结合剂和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料。在本发明中，当所述造孔剂包括木屑粉、木炭粉和石油焦时，得到混合物料后，本发明优选将木屑粉、料、无机结合剂的40wt％～60wt％、所述混合物料、余量无机结合剂和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料。在本发明中，两次加入无机结合剂的质量比优选为(40～60)：(60～40)，更优选为(45～55):(55～45)，最优选为1:1。

在本发明中，所述骨料和无机结合剂与上述技术方案所述骨料和无机结合剂一致，在此不再赘述。

本发明对所述水的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备耐火砖中用到的水即可，在本发明的实施例中，所述水可具体为清洁水。在本发明中，所述水占上述耐火砖原料总质量的质量百分数优选为8wt％～20wt％，更优选为10wt％～18wt％，最优选为12wt％～15wt％。

本发明对所述混合容器的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于物料混合的容器即可，在本发明的实施例中，所述混合容器可具体为搅拌机。本发明将上述物料加入到混合容器中后，搅拌、困料，得到泥料。本发明对所述搅拌的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可；在本发明中，所述搅拌时间优选为5min～20min，更优选为10min～15min。在本发明中，所述困料的时间优选为20h～48h，更优选为24h～36h。

得到泥料后，本发明将所述泥料压制成砖坯。本发明对所述压制成砖坯的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的压制耐火砖砖坯的技术方案即可。在本发明的实施例中，具体将所述泥料置于模具中，采用压力机压制成砖坯。本发明对所述压力机的类型没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的压力机即可；在本发明的实施例中，所述压力机可具体为400T压力机。

得到砖坯后，本发明将所述砖坯依次进行烘干和煅烧，得到轻质耐火砖。本发明优选将所述砖坯依次进行低温烘干和高温烘干。在本发明中，所述低温烘干的温度优选为30℃～60℃，更优选为35℃～55℃，最优选为40℃～50℃；所述低温烘干的时间优选为40h～72h，更优选为45h～60h，最优选为48h～54h。在本发明中，所述高温烘干的温度优选为90℃～150℃，更优选为100℃～140℃，最优选为110℃～130℃；所述高温烘干的时间优选为20h～48h，更优选为22h～42h，最优选为24h～36h。

完成所述烘干后，本发明将烘干后的砖坯进行煅烧，得到轻质耐火砖。本发明对所述煅烧的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的耐火砖的烧制设备即可；在本发明的实施例中，具体将所述烘干后的砖坯装窑煅烧。在本发明中，所述煅烧的温度优选为1600℃～1700℃，更优选为1620℃～1680℃，最优选为1640℃～1660℃；所述煅烧的时间优选为48h～96h，更优选为54h～90h，最优选为60h～84h；升温在上述煅烧温度后，本发明优选在所述煅烧温度下保温3h～10h，更优选为4h～8h，最优选为5h～6h。

在本发明中，所述镁铝尖晶石具有较好的高温稳定性，高温时不分解，在本发明煅烧的过程中，晶相不会发生变化。本发明提供的轻质耐火砖的晶相包括主晶相刚玉莫来石相和次晶相镁铝尖晶石相。

本发明提供了一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：所述粉料包括以下组分：13wt％～28wt％的结合粘土；20wt％～35wt％的镁铝尖晶石；20wt％～40wt％的骨料；5wt％～25wt％的高温氧化铝；3wt％～10wt％的膨胀剂；5wt％～15wt％的活性氧化铝；以所述粉料的总质量为基准，所述无机结合剂的质量占所述粉料的总质量分数为2wt％～10wt％，所述造孔剂的质量占所述粉料的总质量分数为1wt％～15wt％。本发明以镁铝尖晶石为原料，且包括高温氧化铝和活性氧化铝，使得在提供的轻质耐火砖的晶相包括主晶相刚玉莫来石相和次晶相镁铝尖晶石相，此晶相的存在使得到的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能。而且本发明提供的轻质耐火砖还具有轻质、低导热和高强度的优良性能。本发明提供的轻质耐火砖能够作为热面衬里在高温工业窑炉中使用，可部分或全部替代现有技术中的粘土重质砖和氧化铝空心球砖等产品。

本发明实施例2得到的轻质耐火砖的体积密度为1.21g/cm³，最高使用温度为1600℃，常温耐压强度为12.6MPa，1600℃重烧线变化-0.49％，350℃导热系数为0.488W/m.k。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的轻质耐火砖及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

下述实施例中的原料均为市售商品；在下述实施例中，结合粘土、镁铝尖晶石、骨料、高温氧化铝、膨胀剂和活性氧化铝的质量为100％，无机结合剂和造孔剂以上述粉料的总质量为基准。

实施例1

将17wt％的苏州土、15wt％的高温氧化铝粉、5wt％硅线石粉、22wt％粒度为325目的镁铝尖晶石细粉、14wt％的活性氧化铝粉、1.57wt％粒度≤0.045mm的木炭粉、1.57wt％粒度≤0.045mm的石油焦混合后，搅拌5min，得到混合物料；

将7.86wt％粒度≤2mm的木屑粉、10wt％粒度≤1mm的轻质低铁高铝砖砖砂、17wt％粒度＞1mm且≤3mm的轻质高铝砖砖砂、3wt％的磷酸二氢铝溶液、混合物料和另外3wt％的磷酸二氢铝溶液依次加入到搅拌机中，搅拌3min后，再向其中加入12wt％的清洁水，搅拌5min后困料24小时，得到压制砖坯用的泥料；

将得到的泥料放入预先准备的模具中，通过400T压力机压制成砖坯；

将压制成型的砖坯在40℃的低温条件下烘干48h后，再在90℃的高温条件下烘干24小时；

将烘干后的砖坯装窑烧成，烧成温度控制在1640℃±50℃，煅烧48h后，得到轻质耐火砖产品。

本发明检测得到的轻质耐火砖的性能，结果显示，本实施例得到的轻质耐火砖的体积密度为1.23g/cm³，最高使用温度为1600℃，常温耐压强度为11.3MPa，1600℃重烧线变化-0.51％，350℃导热系数为0.471W/m.k。

实施例2

将13wt％的苏州土、17wt％的高温氧化铝粉、7wt％的硅线石粉、25wt％的粒度为325目的镁铝尖晶石细粉、6wt％的活性氧化铝粉、1.28wt％的粒度≤0.045mm的木炭粉和1.29wt％的粒度≤0.045mm的石油焦混合，搅拌5min，得到混合物料；

将6.43wt％粒度≤2mm的木屑粉、16wt％粒度≤1mm的轻质低铁高铝砖砖砂、16wt％粒度＞1mm且≤3mm的轻质高铝砖砖砂、4wt％的磷酸二氢铝溶液、混合物料和另外4wt％的磷酸二氢铝溶液依次加入到搅拌机中搅拌3min后，再向其中加入12wt％的清洁水，搅拌5min后困料24h，得到压制砖坯用的泥料；

将得到的泥料放入预先准备的模具中，通过400T压力机压制成砖坯；

将压制成型的砖坯在50℃的低温条件下烘干48h后，再在100℃的高温条件下烘干24小时；

将烘干后的砖坯装窑烧成，烧成温度控制在1650℃±50℃，煅烧96h后，得到轻质耐火砖产品。

本发明检测得到的轻质耐火砖的性能，结果显示，本实施例得到的轻质耐火砖的体积密度为1.21g/cm³，最高使用温度为1600℃，常温耐压强度为12.6MPa，1600℃重烧线变化-0.49％，350℃导热系数为0.488W/m.k。

实施例3

将15wt％的苏州土、13wt％的高温氧化铝粉、6wt％的硅线石粉、34wt％粒度为325目的镁铝尖晶石细粉、7wt％的活性氧化铝粉、1.43wt％粒度≤0.045mm的木炭粉和1.43wt％粒度≤0.045mm的石油焦混合，搅拌5min，得到混合物料；

将7.14wt％粒度≤2mm的木屑粉、10wt％粒度≤1mm的轻质低铁高铝砖砖砂、15wt％粒度＞1mm且≤3mm的轻质高铝砖砖砂、5wt％的磷酸二氢铝溶液、混合物料和另外5wt％的磷酸二氢铝溶液依次加入到搅拌机中搅拌3min后，再向其中加入12wt％的清洁水，搅拌5min后困料24h，得到压制砖坯用的泥料；

将得到的泥料放入预先准备的模具中，通过400T压力机压制成砖坯；

将压制成型的砖坯在60℃的低温条件下烘干48h后，再在120℃的高温条件下烘干24小时；

将烘干后的砖坯装窑烧成，烧成温度控制在1700℃±50℃，煅烧72h后，得到轻质耐火砖产品。

本发明检测得到的轻质耐火砖的性能，结果显示，本实施例得到的轻质耐火砖的体积密度为1.25g/cm³，最高使用温度1600℃，常温耐压强度为12.7MPa，1600℃重烧线变化-0.53％，350℃导热系数为0.479W/m.k。

实施例4

将16wt％的苏州土、19wt％的高温氧化铝粉、10wt％的硅线石粉、30wt％粒度为325目的镁铝尖晶石细粉、9wt％的活性氧化铝粉、1.14wt％粒度≤0.045mm的木炭粉和1.14wt％粒度≤0.045mm的石油焦混合，搅拌5min，得到混合物料；

将5.72wt％粒度≤2mm的木屑粉、13wt％粒度≤1mm的轻质低铁高铝砖砖砂、13wt％粒度＞1mm且≤3mm的轻质低铁高铝砖砖砂、4.5wt％的磷酸二氢铝溶液、混合物料和另外4.5wt％的磷酸二氢铝溶液依次加入到搅拌机中搅拌3min后，再向其中加入12wt％的清洁水，搅拌5min后困料24h，得到压制砖坯用的泥料；

将得到的泥料放入预先准备的模具中，通过400T压力机压制成砖坯；

将压制成型的砖坯在60℃的低温条件下烘干48h后，再在150℃的高温条件下烘干24小时；

将烘干后的砖坯装窑烧成，烧成温度控制在1650℃±50℃，煅烧78h后，得到轻质耐火砖产品。

本发明检测得到的轻质耐火砖的性能，结果显示，本实施例得到的轻质耐火砖的体积密度为1.20g/cm³，最高使用温度1600℃，常温耐压强度为13.9MPa，1600℃重烧线变化-0.46％，350℃导热系数0.492W/m.k。

由以上实施例可以看出，本发明以镁铝尖晶石为原料，且包括高温氧化铝和活性氧化铝，使得在提供的轻质耐火砖的晶相包括主晶相刚玉莫来石相和次晶相镁铝尖晶石相，此晶相的存在使得到的轻质耐火砖具有较高的耐高温性能。而且本发明提供的轻质耐火砖还具有轻质、低导热和高强度的优良性能。本发明提供的轻质耐火砖能够作为热面衬里在高温工业窑炉中使用，可部分或全部替代现有技术中的粘土重质砖和氧化铝空心球砖等产品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种轻质耐火砖，晶相包括刚玉莫来石相和镁铝尖晶石相，由包括粉料、无机结合剂和造孔剂的原料烧制得到：

所述粉料包括以下组分：

13wt％的苏州土；

25wt％的粒度325目的镁铝尖晶石；

16wt％的粒度≤1mm的低铁高铝砖砖砂；

16wt％的粒度＞1mm且≤3mm的低铁高铝砖砖砂；

17wt％的高温氧化铝；

7wt％的硅线石粉；

6wt％的活性氧化铝；

所述低铁高铝砖砖砂包括三氧化二铝和三氧化二铁；所述三氧化二铝在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量≥90wt％；所述三氧化二铁在所述低铁高铝砖砖砂中的质量含量≤1wt％；

所述无机结合剂为磷酸二氢铝溶液；

所述造孔剂包括粒度≤2mm的木屑粉、粒度≤0.045mm的木炭粉和粒度≤0.045mm的石油焦；

以所述粉料的总质量为基准，所述磷酸二氢铝溶液的质量占所述粉料的总质量分数为8wt％，所述木屑粉的质量占所述粉料的总质量分数为6.43wt％，所述木炭粉的质量占所述粉料的总质量分数为1.28wt％，所述石油焦的质量占所述粉料的总质量分数为1.29wt％。

2.根据权利要求1所述的轻质耐火砖，其特征在于，以镁铝尖晶石的质量为基准，所述镁铝尖晶石包括以下组分：

65wt％～80wt％的Al₂O₃；

20wt％～35wt％的MgO；

≤0.5wt％的Fe₂O₃。

3.根据权利要求1所述的轻质耐火砖，其特征在于，所述低铁高铝砖砖砂的体积密度≤1.5g/cm³。

4.一种权利要求1～3任意一项所述轻质耐火砖的制备方法，包括以下步骤：

将苏州土、高温氧化铝、硅线石粉、镁铝尖晶石、活性氧化铝和造孔剂混合，得到混合物料；

将低铁高铝砖砖砂、无机结合剂的40wt％～60wt％、所述混合物料、余量无机结合剂和水依次加入到混合容器中混合，困料后得到泥料；

将所述泥料压制成砖坯；

将所述砖坯依次进行烘干和煅烧，得到轻质耐火砖。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烘干包括低温烘干和高温烘干；

所述低温烘干的温度为30℃～60℃；

所述高温烘干的温度为90℃～150℃。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为1600℃～1700℃。