本發明涉及耐火材料技術領域，尤其涉及一種抗熔渣、堿金屬侵蝕性能強，耐沖刷、隔熱保溫性能優異、高溫體積穩定性好的耐火磚及其制備方法。

背景技術：

隨著能源的日益緊張，各國對高溫工業用節能材料的研制、生產和使用日益重視。耐火磚由于具有荷重軟化溫度點高、高溫體積穩定性好、長期使用不收縮等特性，在輕質耐火材料體系中被大量應用和研究。

由于硅石在加熱過程中的快速晶型轉變產生較大體積膨脹，使耐火磚的燒成比其他耐火材料困難。制造耐火磚的核心技術是礦化劑的選擇與應用，其目的是是為了控制耐火磚在燒成過程中，由于硅石的晶型轉變在磚內產生較大應力引起的體積膨脹，避免耐火磚在燒成時開裂。耐火磚燒成時要求將石英盡可能的轉變為穩定的高溫礦物相鱗石英和方石英，為了促進這種轉化，通常在制作耐火磚過程中加入礦化劑。礦化劑是可與二氧化硅反應生成液相的氧化物，其作用是在加速石英轉化的同時不顯著降低制品的耐火度，并能抑制磚坯燒成時因膨脹產生的應力，防止制品疏松或開裂。

目前制作耐火磚實際使用的礦化劑大多是氧化鐵和氧化鈣，它們不僅具有上述特點，且能保證耐火磚具有很好的高溫力學性能。但是，生產中使用的氧化鐵和氧化鈣分別以細粉形式和石灰乳形式加入，前者粒度不夠細，在耐火磚中分散不夠均勻；后者實際上加入的是氫氧化鈣，其石灰乳溶液容易絮凝，不易分散，因此作為礦化劑效果較差。

技術實現要素：

本發明的目的在于為了解決現有耐火磚抗熔渣、堿金屬侵蝕性能不夠強，制作時粒度不夠細，耐火磚中分散不夠均勻，其石灰乳溶液容易絮凝，不易分散的缺陷，提供一種性能優良，耐沖刷、隔熱保溫性能優異、高溫體積穩定性好的抗腐蝕耐火磚。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種抗腐蝕耐火磚，由以下重量份原料制成：硅石粉15-30份、鎂鋁尖晶石20-40份、活性氧化鋁5-10份、三氧化二鐵6-12份、石墨烯4-8份、螢石粉1-3份、氮化硼0.2-1份、結合劑2-5份與納米氧化鎂5-10份。

所述的硅石粉的粒徑為0.5-2μm。

所述螢石粉為200-300目。

所述結合劑為海藻提取物，該結合劑的制備方法如下：

1)清洗：海藻原料用45-50℃的自來水浸泡2-3小時，然后清洗干凈；

2)粉碎、離心：清洗干凈的海藻，真空破碎，加入海藻體積30倍的乙醇與丁二酯溶液浸泡并煮沸，乙醇與丁二酯的體積比為1:1，然后離心分離去渣得海藻清液，離心機的轉速為4000～6000rpm，離心時間為15-20min；

3)納濾：將海藻清液用5-10倍體積的純水稀釋，然后用納濾膜進行透析濃縮，海藻清液透析濃縮至稀釋前體積的0.1-0.2倍得納濾濃縮液，所述納濾膜的截留分子量為600-700Da；

4)濃縮干燥：納濾濃縮液進一步真空濃縮至固形物含量為40-60份，然后在噴霧干燥器中噴霧干燥得含水量2-3份的粉末狀海藻提取物。

5.根據權利要求1所述的抗腐蝕耐火磚的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：各原料按以上配比稱量，經混合、成型、用模壓振動成型機制成磚坯，磚坯在550-650℃下烘烤20-25小時，然后將烘烤后的磚坯放入浸漬罐內抽真空處理，真空壓力為0.05-0.08mpa，保壓40-50分鐘，然后加入浸漬劑，繼續保壓3-5小時，浸漬后的磚坯在1200-1285℃焙燒，保溫時間75-85小時。

本發明的有益效果為：

本發明的耐火磚性能優良，抗熔渣、堿金屬侵蝕性能強，耐沖刷、隔熱保溫性能優異、高溫體積穩定性好；耐火磚內部均勻分散，能促進燒結，并使得耐火磚具有更均勻的組織結構，提高制品的強度和抗熱震性能；納米氧化鎂的粒度細小，可以填充微細氣孔，降低制品的氣孔率，提高體積密度；本發明制備方法簡單，原料豐富，適合工廠化生產。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明作進一步的解釋，并非對其保護范圍的限制。

本發明中，若非特指，所采用的原料均可從市場購得或是本領域常用的，下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。

實施例1

一種抗腐蝕耐火磚，由以下重量份原料制成：硅石粉15份、鎂鋁尖晶石20份、活性氧化鋁5份、三氧化二鐵6份、石墨烯4份、螢石粉1份、氮化硼0.2份、結合劑2份與納米氧化鎂5份。

所述的硅石粉的粒徑為0.5μm。

所述螢石粉為200目。

所述結合劑為海藻提取物，該結合劑的制備方法如下：

1)清洗：海藻原料用45-50℃的自來水浸泡2小時，然后清洗干凈；

2)粉碎、離心：清洗干凈的海藻，真空破碎，加入海藻體積30倍的乙醇與丁二酯溶液浸泡并煮沸，乙醇與丁二酯的體積比為1:1，然后離心分離去渣得海藻清液，離心機的轉速為4000～6000rpm，離心時間為15-20min；

3)納濾：將海藻清液用5-10倍體積的純水稀釋，然后用納濾膜進行透析濃縮，海藻清液透析濃縮至稀釋前體積的0.1-0.2倍得納濾濃縮液，所述納濾膜的截留分子量為600-700Da；

4)濃縮干燥：納濾濃縮液進一步真空濃縮至固形物含量為40-60份，然后在噴霧干燥器中噴霧干燥得含水量2-3份的粉末狀海藻提取物。

5.根據權利要求1所述的抗腐蝕耐火磚的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：各原料按以上配比稱量，經混合、成型、用模壓振動成型機制成磚坯，磚坯在550-650℃下烘烤20小時，然后將烘烤后的磚坯放入浸漬罐內抽真空處理，真空壓力為0.05-0.08mpa，保壓40分鐘，然后加入浸漬劑，繼續保壓3小時，浸漬后的磚坯在1200-1285℃焙燒，保溫時間75小時。

實施例2

一種抗腐蝕耐火磚，由以下重量份原料制成：硅石粉30份、鎂鋁尖晶石40份、活性氧化鋁10份、三氧化二鐵12份、石墨烯8份、螢石粉3份、氮化硼1份、結合劑5份與納米氧化鎂10份。

所述的硅石粉的粒徑為2μm。

所述螢石粉為300目。

所述結合劑為海藻提取物，該結合劑的制備方法如下：

1)清洗：海藻原料用45-50℃的自來水浸泡3小時，然后清洗干凈；

2)粉碎、離心：清洗干凈的海藻，真空破碎，加入海藻體積30倍的乙醇與丁二酯溶液浸泡并煮沸，乙醇與丁二酯的體積比為1:1，然后離心分離去渣得海藻清液，離心機的轉速為4000～6000rpm，離心時間為15-20min；

3)納濾：將海藻清液用5-10倍體積的純水稀釋，然后用納濾膜進行透析濃縮，海藻清液透析濃縮至稀釋前體積的0.1-0.2倍得納濾濃縮液，所述納濾膜的截留分子量為600-700Da；

4)濃縮干燥：納濾濃縮液進一步真空濃縮至固形物含量為40-60份，然后在噴霧干燥器中噴霧干燥得含水量2-3份的粉末狀海藻提取物。

5.根據權利要求1所述的抗腐蝕耐火磚的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：各原料按以上配比稱量，經混合、成型、用模壓振動成型機制成磚坯，磚坯在550-650℃下烘烤25小時，然后將烘烤后的磚坯放入浸漬罐內抽真空處理，真空壓力為0.05-0.08mpa，保壓50分鐘，然后加入浸漬劑，繼續保壓5小時，浸漬后的磚坯在1200-1285℃焙燒，保溫時間85小時。

以上對本發明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡依本發明范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。