CN110845246A - 一种高导热耐磨耐火材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种高导热耐磨耐火材料及其制备方法，其原料按重量的配方如下：粘土类原料4‑5份、石英类原料1‑2份、长石类原料1‑2份、镁质原料5‑6份、铝质原料2‑3份、石墨1‑2份、添加剂0.5‑1.5份。本发明通过采用陶瓷层和镁碳砖层多层叠加的方式制造，具有高导热、耐磨、耐火的优点。

Description

一种高导热耐磨耐火材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种高导热耐磨耐火材料及其制备方法。

背景技术

耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描述耐火材料了，1580℃并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。耐火材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域，是保证上述产业生产运行和技术发展必不可少的基本材料，在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。现有的耐火材料在导热能力和耐磨能力上，还有所欠缺，有待改进。

发明内容

本发明提出了一种高导热耐磨耐火材料及其制备方法及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提出了一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：粘土类原料4-5份、石英类原料1-2份、长石类原料1-2份、镁质原料5-6份、铝质原料2-3份、石墨1-2份、添加剂 0.5-1.5份。

优选的，所述粘土类原料为高岭土。

优选的，所述石英类原料为佛冈石英砂。

优选的，所述长石类原料为南江钾长石。

优选的，所述镁质原料为97电熔镁砂，所述97电熔镁砂中：MgO 含量≥90％、颗粒密度≥3.1g/cm3、灼减≤0.2％。

优选的，所述铝质原料为特级矾土熟料，所述特级矾土熟料中： AI2O3≥84％、Fe2O3≤3.0％、TiO2≤2.0％、颗粒密度≥3.20g/cm3、吸水率≤5％。

优选的，所述石墨为天然鳞片石墨。

优选的，所述添加剂为酚醛树脂。

本发明还提供了一种高导热耐磨耐火材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按质量百分比称取各组分原料；

S2、先将称取的黏土类原料加入球磨机中，加水进行研磨5-6h, 随后将石英类原料、长石类原料倒入，继续研磨8-9h后，获得浆料；

S3、将步骤2中获得的浆料利用筛布筛除粗颗粒和尾砂，筛布规格在150-160目之间；过筛后，再利用湿式磁选机除去铁杂质，最后获得泥浆；

S4、将步骤3中获得的泥浆放入压缩机中进行压缩，除去多余的水分，获得泥饼；

S5、将步骤4中获得的泥饼放入真空练泥机中进行粗练，粗练完成后，对泥饼进行陈腐，控制陈腐时间在3-5天，陈腐完成后，在将泥饼放入真空练泥机中进行精练，最后获得可以进行加工的泥段；

S6、将称取的镁质原料、铝质原料放入混碾设备中进行混碾，混碾1.5-3.5min后，加入添加剂，继续混碾1-2min,随后再加入石墨混碾1-2min，最后获得泥料；

S7、将步骤5中获得的泥段放入挤压模具内底部，随后在泥段上层叠加一层步骤6中获得泥料，接着在泥料上层叠加一层步骤5中获得泥段，这样依次叠加多层，其中最外层皆为泥段，并控制每层泥料与泥段的厚度比为1:1，最后利用液压机进行挤压成型，获得坯体；

S8、将步骤7中的获得的坯体放入干燥设备中进行干燥，控制干燥温度在170-200℃，干燥时间为3-4h；

S9、将步骤8中干燥后的坯体放入隧道窑中进行烧成，控制烧成温度在1400-1700℃，烧成时间为5-6h，最后将烧成的成品取出冷却即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过采用粘土类原料、石英类原料、长石类原料组成陶瓷层，可以使得本材料兼具陶瓷耐磨耐火的特性；通过采用由镁质原料、铝质原料、石墨份、添加剂组成的镁碳砖层，使得本材料具有镁碳砖的高导热、耐火的特性；通过将上述两种材料叠加挤压成型并干燥烧结，使得本材料兼具上述两种材料的优良特性。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。

实施例1

本发明提出了一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：粘土类原料4份，粘土类原料为高岭土；

石英类原料1份，石英类原料为佛冈石英砂；

长石类原料1份，长石类原料为南江钾长石；

镁质原料5份，镁质原料为97电熔镁砂，97电熔镁砂中：MgO 含量≥90％、颗粒密度≥3.1g/cm3、灼减≤0.2％；

铝质原料2份，铝质原料为特级矾土熟料，特级矾土熟料中：AI2O3≥84％、Fe2O3≤3.0％、TiO2≤2.0％、颗粒密度≥3.20g/cm3、吸水率≤5％；

石墨1份，石墨为天然鳞片石墨；

添加剂0.5份，添加剂为酚醛树脂；

本发明还提供了一种高导热耐磨耐火材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按质量百分比称取各组分原料；

S2、先将称取的黏土类原料加入球磨机中，加水进行研磨5h,随后将石英类原料、长石类原料倒入，继续研磨8h后，获得浆料；

S3、将步骤2中获得的浆料利用筛布筛除粗颗粒和尾砂，筛布规格在150目之间；过筛后，再利用湿式磁选机除去铁杂质，最后获得泥浆；

S4、将步骤3中获得的泥浆放入压缩机中进行压缩，除去多余的水分，获得泥饼；

S5、将步骤4中获得的泥饼放入真空练泥机中进行粗练，粗练完成后，对泥饼进行陈腐，控制陈腐时间在3天，陈腐完成后，在将泥饼放入真空练泥机中进行精练，最后获得可以进行加工的泥段；

S6、将称取的镁质原料、铝质原料放入混碾设备中进行混碾，混碾1.5min后，加入添加剂，继续混碾1min,随后再加入石墨混碾1min，最后获得泥料；

S7、将步骤5中获得的泥段放入挤压模具内底部，随后在泥段上层叠加一层步骤6中获得泥料，接着在泥料上层叠加一层步骤5中获得泥段，这样依次叠加多层，其中最外层皆为泥段，并控制每层泥料与泥段的厚度比为1:1，最后利用液压机进行挤压成型，获得坯体；

S8、将步骤7中的获得的坯体放入干燥设备中进行干燥，控制干燥温度在170℃，干燥时间为3h；

S9、将步骤8中干燥后的坯体放入隧道窑中进行烧成，控制烧成温度在1400℃，烧成时间为5h，最后将烧成的成品取出冷却即可。

实施例2

本发明提出了一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：粘土类原料4.5份，粘土类原料为高岭土；

石英类原料1.5份，石英类原料为佛冈石英砂；

长石类原料1.5份，长石类原料为南江钾长石；

镁质原料5.5份，镁质原料为97电熔镁砂，97电熔镁砂中：MgO 含量≥90％、颗粒密度≥3.1g/cm3、灼减≤0.2％；

铝质原料2.5份，铝质原料为特级矾土熟料，特级矾土熟料中： AI2O3≥84％、Fe2O3≤3.0％、TiO2≤2.0％、颗粒密度≥3.20g/cm3、吸水率≤5％；

石墨1.5份，石墨为天然鳞片石墨；

添加剂1份，添加剂为酚醛树脂；

本发明还提供了一种高导热耐磨耐火材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按质量百分比称取各组分原料；

S2、先将称取的黏土类原料加入球磨机中，加水进行研磨5.5h, 随后将石英类原料、长石类原料倒入，继续研磨8.5h后，获得浆料；

S3、将步骤2中获得的浆料利用筛布筛除粗颗粒和尾砂，筛布规格155目之间；过筛后，再利用湿式磁选机除去铁杂质，最后获得泥浆；

S4、将步骤3中获得的泥浆放入压缩机中进行压缩，除去多余的水分，获得泥饼；

S5、将步骤4中获得的泥饼放入真空练泥机中进行粗练，粗练完成后，对泥饼进行陈腐，控制陈腐时间在4天，陈腐完成后，在将泥饼放入真空练泥机中进行精练，最后获得可以进行加工的泥段；

S6、将称取的镁质原料、铝质原料放入混碾设备中进行混碾，混碾2.5min后，加入添加剂，继续混碾1.5min,随后再加入石墨混碾 1.5min，最后获得泥料；

S7、将步骤5中获得的泥段放入挤压模具内底部，随后在泥段上层叠加一层步骤6中获得泥料，接着在泥料上层叠加一层步骤5中获得泥段，这样依次叠加多层，其中最外层皆为泥段，并控制每层泥料与泥段的厚度比为1:1，最后利用液压机进行挤压成型，获得坯体；

S8、将步骤7中的获得的坯体放入干燥设备中进行干燥，控制干燥温度在185℃，干燥时间为3.5h；

S9、将步骤8中干燥后的坯体放入隧道窑中进行烧成，控制烧成温度在1550℃，烧成时间为5.5h，最后将烧成的成品取出冷却即可。

实施例3

本发明提出了一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：粘土类原料5份，粘土类原料为高岭土；

石英类原料2份，石英类原料为佛冈石英砂；

长石类原料2份，长石类原料为南江钾长石；

镁质原料6份，镁质原料为97电熔镁砂，97电熔镁砂中：MgO 含量≥90％、颗粒密度≥3.1g/cm3、灼减≤0.2％；

铝质原料3份，铝质原料为特级矾土熟料，特级矾土熟料中： AI2O3≥84％、Fe2O3≤3.0％、TiO2≤2.0％、颗粒密度≥3.20g/cm3、吸水率≤5％；

石墨2份，石墨为天然鳞片石墨；

添加剂1.5份，添加剂为酚醛树脂；

本发明还提供了一种高导热耐磨耐火材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按质量百分比称取各组分原料；

S2、先将称取的黏土类原料加入球磨机中，加水进行研磨6h,随后将石英类原料、长石类原料倒入，继续研磨9h后，获得浆料；

S3、将步骤2中获得的浆料利用筛布筛除粗颗粒和尾砂，筛布规格在160目之间；过筛后，再利用湿式磁选机除去铁杂质，最后获得泥浆；

S4、将步骤3中获得的泥浆放入压缩机中进行压缩，除去多余的水分，获得泥饼；

S5、将步骤4中获得的泥饼放入真空练泥机中进行粗练，粗练完成后，对泥饼进行陈腐，控制陈腐时间在5天，陈腐完成后，在将泥饼放入真空练泥机中进行精练，最后获得可以进行加工的泥段；

S6、将称取的镁质原料、铝质原料放入混碾设备中进行混碾，混碾3.5min后，加入添加剂，继续混碾2min,随后再加入石墨混碾2min，最后获得泥料；

S7、将步骤5中获得的泥段放入挤压模具内底部，随后在泥段上层叠加一层步骤6中获得泥料，接着在泥料上层叠加一层步骤5中获得泥段，这样依次叠加多层，其中最外层皆为泥段，并控制每层泥料与泥段的厚度比为1:1，最后利用液压机进行挤压成型，获得坯体；

S8、将步骤7中的获得的坯体放入干燥设备中进行干燥，控制干燥温度在200℃，干燥时间为4h；

S9、将步骤8中干燥后的坯体放入隧道窑中进行烧成，控制烧成温度在1700℃，烧成时间为6h，最后将烧成的成品取出冷却即可。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：粘土类原料4-5份、石英类原料1-2份、长石类原料1-2份、镁质原料5-6份、铝质原料2-3份、石墨1-2份、添加剂0.5-1.5份。

2.根据权利要求1的一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，所述粘土类原料为高岭土。

3.根据权利要求1的一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，所述石英类原料为佛冈石英砂。

4.根据权利要求1的一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，所述长石类原料为南江钾长石。

5.根据权利要求1的一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，所述镁质原料为97电熔镁砂，所述97电熔镁砂中：MgO含量≥90％、颗粒密度≥3.1g/cm3、灼减≤0.2％。

6.根据权利要求1的一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，所述铝质原料为特级矾土熟料，所述特级矾土熟料中：AI2O3≥84％、Fe2O3≤3.0％、TiO2≤2.0％、颗粒密度≥3.20g/cm3、吸水率≤5％。

7.根据权利要求1的一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，所述石墨为天然鳞片石墨。

8.根据权利要求1的一种高导热耐磨耐火材料，其特征在于，所述添加剂为酚醛树脂。

9.根据权利要求1-8的一种高导热耐磨耐火材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按质量百分比称取各组分原料；

S2、先将称取的黏土类原料加入球磨机中，加水进行研磨5-6h,随后将石英类原料、长石类原料倒入，继续研磨8-9h后，获得浆料；

S3、将步骤2中获得的浆料利用筛布筛除粗颗粒和尾砂，筛布规格在150-160目之间；过筛后，再利用湿式磁选机除去铁杂质，最后获得泥浆；

S4、将步骤3中获得的泥浆放入压缩机中进行压缩，除去多余的水分，获得泥饼；

S5、将步骤4中获得的泥饼放入真空练泥机中进行粗练，粗练完成后，对泥饼进行陈腐，控制陈腐时间在3-5天，陈腐完成后，在将泥饼放入真空练泥机中进行精练，最后获得可以进行加工的泥段；

S6、将称取的镁质原料、铝质原料放入混碾设备中进行混碾，混碾1.5-3.5min后，加入添加剂，继续混碾1-2min,随后再加入石墨混碾1-2min，最后获得泥料；

S7、将步骤5中获得的泥段放入挤压模具内底部，随后在泥段上层叠加一层步骤6中获得泥料，接着在泥料上层叠加一层步骤5中获得泥段，这样依次叠加多层，其中最外层皆为泥段，并控制每层泥料与泥段的厚度比为1:1，最后利用液压机进行挤压成型，获得坯体；

S8、将步骤7中的获得的坯体放入干燥设备中进行干燥，控制干燥温度在170-200℃，干燥时间为3-4h；

S9、将步骤8中干燥后的坯体放入隧道窑中进行烧成，控制烧成温度在1400-1700℃，烧成时间为5-6h，最后将烧成的成品取出冷却即可。