專利名稱：一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎂質(zhì)耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
節(jié)能降耗是當(dāng)前國家科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要的主要內(nèi)容之一，也是長期以來高溫工業(yè)面臨的一個重要課題。鎂磚具有耐磨性能好、抗堿性渣侵蝕能力強(qiáng)、熱容大和強(qiáng)度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，可用作高溫工業(yè)窯爐和容器的內(nèi)襯材料。
現(xiàn)有鎂磚通常是以燒結(jié)鎂砂為主要原料，以紙漿廢液為結(jié)合劑進(jìn)行攪拌和成型，然后經(jīng)高溫?zé)伞５@種鎂磚生產(chǎn)出來后體積密度較大，重量較重。隨著各行業(yè)對材料輕量化要求的提高，傳統(tǒng)的鎂磚制備工藝將難以滿足輕量化的要求。再者，相當(dāng)一部分的鎂磚在使用時，所處的環(huán)境溫度并不是很高，往往在130(T145(TC之間，而且當(dāng)鎂磚作為不與液態(tài)熔體接觸的永久層使用時，主要起到的是隔熱和保溫作用，對耐磨和抗侵蝕等性能的要求不高。但而現(xiàn)有的鎂磚體積密度大，重量較大，其制備過程不僅浪費(fèi)能源，且難以滿足材料輕量化要求

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法，所制備的質(zhì)輕鎂磚體積密度較小、熱導(dǎo)率低、強(qiáng)度適中、抗堿性渣侵蝕能力強(qiáng)，兼具隔熱性能和高熔點(diǎn)性能，有利于節(jié)能降耗和滿足材料輕量化的要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是先將3(T85wt%的燒結(jié)鎂砂、l(T65wt%的菱鎂礦、O. 5^4wt%的二氧化硅細(xì)粉、O. 5 2%的軟質(zhì)粘土和I 3%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于110°C 300°C條件下保溫8 24小時，然后在13500C 1500°C條件下燒成3 12小時，制得鎂磚。所述燒結(jié)鎂砂為顆粒、或?yàn)榧?xì)粉、或?yàn)轭w粒和細(xì)粉的混合物；所述菱鎂礦或?yàn)轭w粒、或?yàn)榧?xì)粉、或?yàn)轭w粒和細(xì)粉的混合物。所述燒結(jié)鎂砂中的MgO含量> 88wt% ;燒結(jié)鎂砂顆粒的粒徑為O. 2 11mm，燒結(jié)鎂砂細(xì)粉的粒徑為3 200μπι。所述菱鎂礦中的MgO含量> 40wt% ;菱鎂礦顆粒的粒徑為O. 2 1mm，菱鎂礦細(xì)粉的粒徑為3 200 μ m。所述二氧化硅細(xì)粉中的SiO2含量彡90wt%, 二氧化硅細(xì)粉的粒徑為
O.001 200 μm。所述軟質(zhì)粘土中的Al2O3含量彡35wt%，軟質(zhì)粘土的粒度為3 200μπι。所述結(jié)合劑為可溶性聚乙烯醇纖維和水的混合物，聚乙烯醇纖維和水的比例為
I 60，混合時的水溫為3(Tl00°C。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明在制備過程中加入了大量的菱鎂礦原料，在高溫?zé)蛇^程中，菱鎂礦分解并釋放出氣體，在材料中形成氣孔，從而降低了材料的熱導(dǎo)率；再者，高溫下菱鎂礦分解形成的氧化鎂和材料中的氧化硅微粉發(fā)生反應(yīng)所形成的鎂橄欖石，能保證材料的使用強(qiáng)度。本發(fā)明所選擇的結(jié)合劑，在干燥過程中會形成氣體排除的通道，能避免高溫下由于菱鎂礦的分解而導(dǎo)致材料的開裂。本發(fā)明所制備的鎂磚由于具有質(zhì)輕和較低的熱導(dǎo)率，加之鎂質(zhì)材料的熱容比較大，有利于蓄熱和降低熱量的散失，能起到節(jié)能降耗的作用。同時，由于菱鎂礦分解在材料中形成了大量的氣孔，使得材料的體積密度降低，有利于材料的輕量化。因此，本發(fā)明所制備的質(zhì)輕鎂磚體積密度較小、熱導(dǎo)率低、強(qiáng)度適中、抗堿性渣侵蝕能力強(qiáng)，兼具隔熱性能和高熔點(diǎn)性能，且有利于節(jié)能降耗和滿足材料的輕量化要求。適用于高溫工業(yè)窯爐和容器的內(nèi)襯
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。為避免重復(fù)，現(xiàn)將本具體實(shí)施方式
所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述
燒結(jié)鎂砂顆粒的粒徑為O. 2 11mm，燒結(jié)鎂砂細(xì)粉的粒徑為3 200 μ m ;燒結(jié)鎂砂顆粒和燒結(jié)鎂砂細(xì)粉中的MgO含量> 88wt%0菱鎂礦顆粒的粒徑為O. 2 1mm，菱鎂礦細(xì)粉的粒徑為3 200 μ m ;菱鎂礦顆粒和鎂礦細(xì)粉中的MgO含量彡40wt%。二氧化硅細(xì)粉中的SiO2含量彡90wt%, 二氧化硅細(xì)粉的粒徑為O. 001 200 μ m。軟質(zhì)粘土中的Al2O3含量彡35wt%,軟質(zhì)粘土的粒度為3 200 μ m。結(jié)合劑為可溶性聚乙烯醇纖維和水的混合物，聚乙烯醇纖維和水的比例為
I 60，混合時的水溫為3(Tl00°C。實(shí)施例I
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將6(T85wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、l(T35wt%的菱鎂礦顆粒、2 4wt%的二氧化娃細(xì)粉、:L 2wt%的軟質(zhì)粘土和2 3wt%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于ll(Tl5(rC條件下保溫8 12小時，然后在135(Γ 400 條件下燒成9^12小時，制得鎂磚。實(shí)施例2
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將45 50wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、45 50wt%的菱鎂礦細(xì)粉、2 4wt%的二氧化娃細(xì)粉、:L 2wt%的軟質(zhì)粘土和l 2wt%的結(jié)合劑攪拌均勻,壓制成形，自然干燥24小時，再于11(T200°C條件下保溫8 12小時，然后在135(Tl400°C條件下燒成3 6小時，制得鎂磚。實(shí)施例3
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將15 20wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、3(T40wt%的燒結(jié)鎂砂細(xì)粉、35 50wt%的菱鎂礦顆粒、O. 5 2wt%的二氧化硅細(xì)粉、O. 5 lwt%的軟質(zhì)粘土和2 3wt%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于25(T300°C條件下保溫12 18小時，然后在135(Tl400°C條件下燒成9 12小時，制得鎂磚。
實(shí)施例4
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將55飛0wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、2 7被％燒結(jié)鎂砂細(xì)粉、30 33wt%的菱鎂礦細(xì)粉、O. 5 lwt%的二氧化硅細(xì)粉、O. 5 lwt%的軟質(zhì)粘土和2 3wt%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于25(T300°C條件下保溫18 24小時，然后在145(Tl500°C條件下燒成6 9小時，制得鎂磚。實(shí)施例5
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將4(T50wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、5 10wt%的燒結(jié)鎂砂細(xì)粉、5 10wt%的菱鎂礦顆粒、30 40wt%的菱鎂礦細(xì)粉、O. 5 2wt%的二氧化硅細(xì)粉、O. 5 lwt%的軟質(zhì)粘土和2 3wt%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，在11(T150°C條件下保溫18 24小時，然后在140(Tl450°C條件下燒成9 12小時，制得鎂磚。實(shí)施例6
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將5(T55wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、l(Tl2wt%的菱鎂礦顆粒、30 33wt%菱鎂礦細(xì)粉、O. 5 2wt%的二氧化硅細(xì)粉、O. 5 lwt%的軟質(zhì)粘土和2 3wt%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于20(T250°C條件下保溫12 18小時，然后在140(Tl450°C條件下燒成6 9小時。實(shí)施例7
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將45 60wt%的燒結(jié)鎂砂細(xì)粉、3(T40wt%的菱鎂礦顆粒、5 10wt%的菱鎂礦細(xì)粉、O. 5 lwt%的二氧化娃細(xì)粉、O. 5 lwt%的軟質(zhì)粘土和2 3wt%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于20(T250°C條件下保溫18 24小時，然后在145(Tl500°C條件下燒成6 9小時，制得鎂磚。實(shí)施例8
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將45 60wt%的燒結(jié)鎂砂細(xì)粉、35 50wt%的菱鎂礦顆粒、O. 5 lwt%的二氧化娃細(xì)粉、O. 5 lwt%的軟質(zhì)粘土和2 3wt%的結(jié)合劑攪拌均勻,壓制成形，自然干燥24小時，再于15(T200°C條件下保溫18 24小時，然后在145(Tl500°C條件度下燒成6、小時，制得鎂磚。實(shí)施例9
一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。先將3(T45wt%的燒結(jié)鎂砂細(xì)粉、5(T65wt%的菱鎂礦細(xì)粉、O. 5 2wt%的二氧化娃細(xì)粉、O. 5 lwt%的軟質(zhì)粘土和2 3wt%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于25(T300°C溫度下條件溫12 18小時，然后在135(Tl400°C條件下燒成擴(kuò)12小時。
本具體實(shí)施方式
在制備過程中加入了大量的菱鎂礦原料，在高溫?zé)蛇^程中，菱鎂礦分解并釋放出氣體，在材料中形成氣孔，從而降低了材料的熱導(dǎo)率；再者，高溫下菱鎂礦分解形成的氧化鎂和材料中的氧化硅微粉發(fā)生反應(yīng)所形成的鎂橄欖石，能保證材料的使用強(qiáng)度。本具體實(shí)施方式
所選擇的結(jié)合劑，在干燥過程中會形成氣體排除的通道，能避免高溫下由于菱鎂礦的分解而導(dǎo)致材料的開裂。本具體實(shí)施方式
所制備的鎂磚由于具有質(zhì)輕和較低的熱導(dǎo)率，加之鎂質(zhì)材料的熱容比較大，有利于蓄熱和降低熱量的散失，能起到節(jié)能降耗的作用。同時，由于菱鎂礦分解在材料中形成了大量的氣孔，使得材料的體積密度降低，有利于材料的輕量化。因此，本具體實(shí)施方式
所制備的質(zhì)輕鎂磚體積密度較小、熱導(dǎo)率低、強(qiáng)度適中、抗堿性渣侵蝕能力強(qiáng)，兼具隔熱性能和高熔點(diǎn)性能。有利于節(jié)能降耗和滿足材料的輕量化要求。適用于高溫工業(yè)窯爐和容器的內(nèi) 襯。
權(quán)利要求
1.一種質(zhì)輕鎂磚的制備方法，其特征在于先將3(T85wt%的燒結(jié)鎂砂、l(T65wt%的菱鎂礦、0. 5 4wt%的二氧化硅細(xì)粉、0. 5 2%的軟質(zhì)粘土和f 3%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于110°C 300°C條件下保溫8 24小時，然后在1350°C 1500°C條件下燒成:T12小時，即制得鎂磚； 燒結(jié)鎂砂為顆粒、或?yàn)榧?xì)粉、或?yàn)轭w粒和細(xì)粉的混合物；菱鎂礦或?yàn)轭w粒、或?yàn)榧?xì)粉、或?yàn)轭w粒和細(xì)粉的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述質(zhì)輕鎂磚的制備方法，其特征在于所述燒結(jié)鎂砂中的MgO含量≥ 88wt% ;燒結(jié)鎂砂顆粒的粒徑為0. 2 11mm，燒結(jié)鎂砂細(xì)粉的粒徑為3 200 u m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述質(zhì)輕鎂磚的制備方法，其特征在于所述菱鎂礦中的MgO含量≥40wt% ;菱鎂礦顆粒的粒徑為0. 2 1mm，菱鎂礦細(xì)粉的粒徑為3 200 u m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述質(zhì)輕鎂磚的制備方法，其特征在于所述二氧化硅細(xì)粉中的SiO2含量≥90wt%, 二氧化硅細(xì)粉的粒徑為0. 001 200 u m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述質(zhì)輕鎂磚的制備方法，其特征在于所述軟質(zhì)粘土中的Al2O3含量≥35wt%,軟質(zhì)粘土的粒度為3 200 u m。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述質(zhì)輕鎂磚的制備方法，其特征在于所述結(jié)合劑為可溶性聚乙烯醇纖維和水的混合物，聚乙烯醇纖維和水的比例為I : 60，混合時的水溫為3(Tl00°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求re項(xiàng)中任一項(xiàng)所述質(zhì)輕鎂磚的制備方法所制備的質(zhì)輕鎂磚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種質(zhì)輕鎂磚及其制備方法。其技術(shù)方案是先將30~85wt%的燒結(jié)鎂砂、10~65wt%的菱鎂礦、0.5~4wt%的二氧化硅細(xì)粉、0.5~2%的軟質(zhì)粘土和1~3%的結(jié)合劑攪拌均勻，壓制成形，自然干燥24小時，再于110℃~300℃條件下保溫8~24小時，然后在1350℃~1500℃條件下燒成3~12小時，制得鎂磚。其中燒結(jié)鎂砂為顆粒、或?yàn)榧?xì)粉、或?yàn)轭w粒和細(xì)粉的混合物；菱鎂礦或?yàn)轭w粒、或?yàn)榧?xì)粉、或?yàn)轭w粒和細(xì)粉的混合物。本發(fā)明所制備的質(zhì)輕鎂磚體積密度較小、熱導(dǎo)率低、強(qiáng)度適中、抗堿性渣侵蝕能力強(qiáng)，兼具隔熱性能和高熔點(diǎn)性能，有利于節(jié)能降耗和滿足材料的輕量化要求。適用于高溫工業(yè)窯爐和容器的內(nèi)襯。
文檔編號C04B35/66GK102795870SQ201210331829
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者魏耀武, 李楠, 柯昌明, 鄢文, 韓兵強(qiáng), 李友勝 申請人:武漢科技大學(xué)