一种基于多晶莫来石纤维的耐火保温材料的制作方法

本发明涉及耐火材料技术领域，更具体地说，它涉及一种基于多晶莫来石纤维的耐火保温材料。

背景技术：

耐火材料是耐火度不低于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。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。

多晶莫来石纤维制品可长期用于1600℃以下的高温热工设备中作绝热材料，如碳化硅电炉、硅化钼电炉、各种钢铁加热炉、机械锻造炉等等，可显著提高设备热效率，大幅度节约能源，提高生产率，改进产品质量。

耐火材料品种繁多、用途各异，然而现有的耐火材料大部分的结构和成分都较为单一，在一些特殊环境中，如窑炉、电炉等高温热工设备，不仅要求制作材料具有很好的耐火性，还要有较好的保温性，从而降低热量的散发传导速度，节能环保。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于多晶莫来石纤维的耐火保温材料，其解决了现有耐火材料结构、成分都较为单一，保温性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:

一种基于多晶莫来石纤维的耐火保温材料，包括耐火骨架、多晶莫来石纤维、耐火涂料和耐火纤维糊，所述耐火骨架内部中空且两端均设置有开口，所述多晶莫来石纤维填充在所述耐火骨架内，所述耐火纤维糊浇铸在耐火骨架两端的开口处，所述耐火骨架临火侧开设有若干个穿孔，所述耐火涂料涂覆在所述耐火骨架临火侧；

其制备方法包括以下步骤：

(a)将粘土、al2o3微粉、氧化铬颗粒和高温粘结剂按照重量2：2：1：2的比例混合，搅拌均匀，得到混合基质；

(b)将混合基质装入模具中，并通过加压震动处理，制得所需尺寸和形状定型品，将所述定型品临火侧经过扎孔处理，形成若干个穿孔，穿孔直径小于0.5cm；

(c)将带有若干个所述穿孔的所述定型品100-105℃干燥24-36小时后于1500-1600℃保温5-7小时烧成，得到耐火骨架；

(d)将多晶莫来石纤维通过所述耐火骨架端部的开口填充到所述耐火骨架中，待所述多晶莫来石纤维填充好后，在所述耐火骨架两端开口浇铸耐火纤维糊，实现所述耐火骨架端部的封堵；

(e)将耐火涂料涂覆在所述耐火骨架的临火侧。

通过上述技术方案，耐火保温材料使用过程中，部分热量会透过耐火涂料并在穿孔的引导下进入耐火骨架内部，使得多晶莫来石纤维周围布满热气，热气进入耐火骨架内部后，由于耐火骨架背面没有其他出口供热气扩散出去，因此热气会停留在耐火骨架内部，且一旦有热气从耐火骨架内部扩散出去后，就会有新的热气通过穿孔扩散进来，达到新的平衡，从而能起到较好的保温隔热作用。耐火骨架加工方便，装入模具中压实即可，耐火纤维糊起到封堵耐火骨架端部的作用，防止热媒介从耐火骨架侧部流失。多晶莫来石纤维可长期用于1600℃以下的高温热工设备中作绝热和保温材料，可显著提高设备热效率，节能环保。

进一步优选为：所述耐火骨架两端开口处设置有凹台，所述凹台在步骤(b)中的加压震动过程中形成，所述耐火纤维糊浇铸在凹台处。

通过上述技术方案，便于浇铸耐火纤维糊，使得多晶莫来石纤维封死在耐火骨架内。

进一步优选为：所述耐火涂料为远红外辐射性涂料。

通过上述技术方案，远红外辐射性涂料是一种耐高温(温度可以达到1700℃)、强辐射率(0.95)、耐蚀性和高耐磨性的特种功能节能涂料，涂料涂刷在窑炉内壁上，通过涂料涂层红外辐射，改善炉内热交换、提高炉膛内温度场强及均匀性、使燃料燃烧更充分，达到增加热效率，大大提高耐火材料热效率，减少能耗、节约能源和延长炉体内衬使用年限，节能率高。

进一步优选为：所述远红外辐射性涂料涂覆厚度为1-2cm。

通过上述技术方案，厚度适中，过厚，成本较高，过薄，起不到较好的耐磨效果。

进一步优选为：所述氧化铬颗粒中的cr2o3质量分数≥99.0％，粒度范围为2-4mm。

进一步优选为：所述穿孔直径为1-3mm。

综上所述，本发明具有以下有益效果：耐火保温材料使用过程中，部分热量会透过远红外辐射性涂料并在穿孔的引导下进入耐火骨架内部，使得多晶莫来石纤维周围布满热气，热气进入耐火骨架内部后，由于耐火骨架背面没有其他出口供热气扩散出去，因此热气会停留在耐火骨架内部，且一旦有热气从耐火骨架内部扩散出去后，就会有新的热气通过穿孔扩散进来，达到新的平衡，从而能起到较好的保温隔热作用。耐火骨架加工方便，装入模具中压实即可，耐火纤维糊起到封堵耐火骨架端部的作用，防止热媒介从耐火骨架侧部流失。多晶莫来石纤维可长期用于1600℃以下的高温热工设备中作绝热和保温材料，可显著提高设备热效率，节能环保。

附图说明

图1是实施例的结构示意图，主要用于体现耐火骨架的结构；

图2是实施例的局部剖视示意图，主要用于体现耐火保温材料的具体结构。

图中，1、耐火骨架；2、凹台；3、穿孔；4、多晶莫来石纤维；5、耐火涂料；6、耐火纤维糊。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：一种基于多晶莫来石纤维的耐火保温材料，如图1、2所示，包括耐火骨架1、多晶莫来石纤维4、耐火涂料5和耐火纤维糊6。耐火骨架1内部中空且两端均设置有开口，多晶莫来石纤维4填充在耐火骨架1内，耐火纤维糊6浇铸在耐火骨架1两端的开口处且用于封堵耐火骨架1。耐火骨架1临火侧开设有若干个穿孔3，耐火涂料5涂覆在耐火骨架1临火侧。

其制备方法包括以下步骤：

(a)将粘土、al2o3微粉、氧化铬颗粒和高温粘结剂按照重量2：2：1：2的比例混合，搅拌均匀，搅拌转速105-180rpm，搅拌时间10-15min，得到混合基质；

(b)将混合基质装入模具中，并通过加压震动处理，制得所需尺寸和形状定型品，将定型品临火侧经过扎孔处理，形成若干个穿孔3，穿孔3直径小于0.5cm；

(c)将带有若干个穿孔3的定型品100-105℃干燥24-36小时后于1500-1600℃保温5-7小时烧成，得到耐火骨架1；

(d)将多晶莫来石纤维4通过耐火骨架1端部的开口填充到耐火骨架1中，待多晶莫来石纤维4填充好后，在耐火骨架1两端开口浇铸耐火纤维糊6，实现耐火骨架1端部的封堵；

(e)将耐火涂料5涂覆在耐火骨架1的临火侧。

耐火骨架1两端开口处设置有凹台2，凹台2在步骤(b)中的加压震动过程中形成，耐火纤维糊6浇铸在凹台2处。耐火涂料5为远红外辐射性涂料，远红外辐射性涂料涂覆厚度为1-2cm。氧化铬颗粒中的cr2o3质量分数≥99.0％，粒度范围为2-4mm。穿孔3直径为1-3mm。

耐火保温材料使用过程中，部分热量会透过远红外辐射性涂料并在穿孔3的引导下进入耐火骨架1内部，使得多晶莫来石纤维4周围布满热气，热气进入耐火骨架1内部后，由于耐火骨架1背面没有其他出口供热气扩散出去，因此热气会停留在耐火骨架1内部，且一旦有热气从耐火骨架1内部扩散出去后，就会有新的热气通过穿孔3扩散进来，达到新的平衡，从而能起到较好的保温隔热作用。

实施例2：一种基于多晶莫来石纤维4的耐火保温材料，参照图1、2，与实施例1的区别在于，远红外辐射性涂料涂覆厚度为1.8cm。穿孔3直径为2mm。

实施例3：一种基于多晶莫来石纤维4的耐火保温材料，参照图1、2，与实施例1的区别在于，远红外辐射性涂料涂覆厚度为1cm。穿孔3直径为1mm。

实施例4：一种基于多晶莫来石纤维4的耐火保温材料，参照图1、2，与实施例1的区别在于，远红外辐射性涂料涂覆厚度为2cm。穿孔3直径为3mm。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。