一种速凝、高热震、低蠕变的大件异形耐火材料及制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，涉及一种速凝、高热震、低蠕变的大件异形耐火材料及制备方法。
背景技术
目前耐火材料的生产有定型和不定型两种。在窑炉需要紧急维修的情况下或者初建窑炉由于炉形结构的需要，会产生数量较多的大件异形制品的需求。此时，如果采用常规的生产工艺，其生产效率难以满足生产和使用时效。另外，在操作温度波动或者环保要求紧急停炉等其他意外事件中，可能会有窑炉温度波动较大的情况。因此，为了实现延长窑炉寿命的要求，当前对材料的供货周期、抗热震稳定性和抗蠕变性能均提出了较高要求。
为解决上述问题，本发明提出一种能够大量制备的大件异形耐火材料制品及其制备方法，所述耐火材料具有速凝、高热震、低蠕变等性质。
发明内容
本发明采用浇注料的制作方法，铝硅系浇注料一般都采用加入微硅粉提高流动性，加入量基本都在4％以上。微粉一般粒度都在5μm以下，因为其粒度较小，尽管添加量少，但分散到材料里效果却很显著。微硅粉的主要成分是SiO2，但速凝水泥成分中还含有Al2O3和CaO。SiO2、Al2O3和CaO这三相在一起很容易生成低温液相，三者含量越高生成的液相量越大，使得高温蠕变性能越差。因此本发明提供一种制备方法：采用少量的硅微粉和水泥，使其满足搬运强度即可，这样既满足了强度要求，又满足了高温体积稳定性的要求；而且由于本发明的制备方法工艺可以加入70％以上的骨料，极大提高了材料的抗热震稳定性，也省去了为了提高抗热震稳定性而加入其它添加剂，降低了原料成本。同时，针对于数量较大的大件异形产品，采用速凝水泥，温水或原料加热状态下混合浇注成型并养护，可以比一般的普通水泥固化脱模时间减少一半以上。
定义
除非另有定义，本文中使用的技术和科学术语与本发明所属领域普通技术人员的通常理解具有相同的含义。本文中使用的材料均为市场上可采购的一般材料。
在本发明中，将粒度范围宽的颗粒划分为粒度范围窄的若干级别，这些级别称之为粒级。如，所述粒级为3～1mm的红柱石颗粒料则表示该级别范围的红柱石最大粒度为3mm，最小粒度为1mm。
第一方面，本发明提供一种耐火材料，所述耐火材料由如下质量份数之比的原料制成：粗颗粒与细粉之比为65:35～72:28；所述粗颗粒为粒径在10mm以下的铝硅系矿物的颗粒；所述细粉为粒径在0.1mm以下的粉状颗粒，包括铝硅系矿物粉、氧化铝微粉、微硅粉、速凝水泥。
进一步地，耐火材料的原料中还包括分散剂，所述分散剂包括一种或两种下述物质：三聚磷酸钠、六偏磷酸钠。
优选地，所述铝硅系矿物包括一种或多种板状刚玉、白刚玉、棕刚玉、电熔莫来石、烧结莫来石、红柱石、硅线石、蓝晶石。
进一步地，所述细粉中组分的质量份数为：粒度5μm以下的活性氧化铝微粉4～10份、微硅粉1～2份、速凝水泥2～4份。
进一步地，耐火材料中所述分散剂的质量份数为0.15～0.8份。
优选地，所述粗颗粒的规格为：3～1mm的红柱石，1～0mm的红柱石，3～1mm的焦宝石，3～5mm的板状刚玉，所述规格均指颗粒粒级。
第二方面，本发明提供一种所述耐火材料的制备方法：将上述原料混合后加入40℃以上的温水6～8份，混合后浇注成型，养护4～12小时硬化后脱模，自然放置12～24小时，然后在200℃下加温处理24～72小时。
本发明提供的所述耐火材料的另一种制备方法为：将所述原料加热到50℃以上后加入室温温度的水6～8份，混合后浇注成型，养护4～12小时硬化后脱模，自然放置12～24小时，然后在200℃下加温处理24～72小时。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明确，结合以下实施例，对本发明进行进一步的详细说明。
应当说明的是，本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
各实施例中的性能测试标准如下表1所示：
表1性能测试标准
各实施例中，颗粒和细粉的质量合计为100％；其余成分，如分散剂、水的质量分数，为相对于颗粒和细粉的质量总和的百分比。
实施例1
本实施例中，所采用的原材料及其含量如下表2所示：
表2实施例1原材料及配比表
以上原料混合后加入40℃水5-7％，搅拌4分钟，浇注到模具中，25℃室温下养护2小时脱模，自然养护24小时，然后以每小时25度的升温速度升到200度，保温24小时，即可得到一种耐火材料。
所得耐火材料性能如下表3所示：
表3实施例1材料的性能
实施例2
本实施例中，所采用的原材料及其含量如下表4所示：
表4实施例2原材料及配比表
以上原料混合后加入40℃水5-7％，搅拌4分钟，浇注到模具中，25℃室温下养护2小时脱模，自然养护24小时，然后以每小时25℃的升温速度升到200度，保温24小时，即可得到一种耐火材料。
所得耐火材料性能如下表5所示：
表5实施例2材料的性能
实施例3
本实施例中，所采用的原材料及其含量如下表6所示：
表6实施例3原材料及配比表
以上原料混合后加入40℃水5-7％，搅拌4分钟，浇注到模具中，25℃室温下养护2小时脱模，自然养护24小时，然后以每小时25℃的升温速度升到200度，保温24小时，即可得到一种耐火材料。
所得耐火材料性能如下表7所示：
表7实施例3材料的性能
