摘 要

随着我国耐火材料行业的快速发展，耐火材料原料的快速消耗，同时原料的开采带来了大量的环境问题。论文通过分析煤矸石、铝矾土的国内外研究现状和利用低品位原料制备粘土质耐火材料的可能性，使用煤矸石，铝矾土，广州白泥，滑石等低品位原料，通过组分设计，制备出理想的黏土质耐火材料。对样品的吸水率，气孔率，体积密度进行检验，以及耐火度和荷重软化温度的测试，研究组分对粘土质耐火材料的影响，并进行XRD衍射分析，分析晶相的形成及其对样品耐火度的影响。结果表明：使用低品位原料制备粘土质耐火材料是可行的。适当增加氧化铝含量可以提高粘土质耐火材料的耐火度，氧化镁可以提高粘土质耐火材料的荷重软化温度，但过高的氧化镁影响莫来石晶相的形成，使样品的耐火度降低。利用40%煤矸石和40%铝矾土制备的耐火材料，其耐火度大于1500℃， 荷重软化温度1338℃。

关键词：粘土质耐火材料；煤矸石；铝矾土；荷重软化温度

Abstract

Exploitation of raw materials has brought a lot of environmental problems with the rapid development of China's refractory industry and the rapid consumption of refractory raw materials. After discussing the domestic and international research status of coal gangue and bauxite and their re-use possibility for producing refractory raw materials, the fireclay materials was produced here using coal gangue, bauxite, Guangzhou white clay, talc and other low grade raw materials through the formulation design. The water absorption, porosity, bulk density of the samples were tested, and the formation of liquid phase was analyzed. Through tests on refractoriness, refractoriness under load and XRD analysis, the crystal phase formation and the influence of sample refractoriness were discussed in detal. The results show that it is feasible to use low grade raw materials to prepare clay refractory materials. Appropriately increasing the content of alumina can improve refractory fireclay refractory degree, magnesium oxide can improve the clayey refractory material refractoriness under load, but high content of magnesium oxide in the materials affected the formation of mullite crystal phase, impairing refractoriness and refractoriness under load of the samples. The use of coal gangue and 40% refractory bauxite for 40% aluminum preparation, the refractoriness is greater than 1500 ℃, softening temperature of 1338 ℃.

Key words：Clay refractory；coal-gangue；bauxite；refractoriness under load

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 耐火材料概述 1

1.1.1耐火材料的定义及特点 1

1.1.2 耐火材料的应用 1

1.1.3 耐火材料的分类 2

1.1.4 耐火材料的性质 2

1.2 煤矸石在建筑材料的应用概述 3

1.2.1煤矸石利用的紧迫性 3

1.2.2 煤矸石的利用现状 4

1.3 铝矾土在耐火材料的应用概述 4

1.3.1 铝矾土资源现状 5

1.3.2 铝矾土资源在耐火材料的利用现状 5

1.4 本课题的研究目的和意义 5

第2章 粘土质耐火材料的制备 7

2.1实验原料的选择及成分分析 7

2.2 实验仪器及设备 7

2.3 配方计算 8

2.4 坯体制备及烧成 8

2.4.1坯料制备 8

2.4.2烧成制度的确定 9

2.5 耐火材料物理性能的测试 9

2.5.1 体积密度、吸水率、及气孔率的测定 9

2.5.2 成品抗折强度 10

2.5.3 试样耐火度的测定 11

2.5.4 试样荷重软化温度的测定 12

第3章 实验结果及分析 13

3.1 体积密度，吸水率及气孔率结果及分析 13

3.2 成品抗折强度结果及分析 15

3.3 试样耐火度结果及分析 16

3.4 试样荷重软化温度测试结果及分析 18

3.5 XRD衍射分析 20

第4章 结论 22

参考文献： 23

致谢 24

第1章 绪论

我国耐火材料具有原料相对较为丰富，品种多种多样，大储存量，品位较高的特点^[1]。与原料储量相比，耐火制品生产所需原料的开采量也很大。我国耐火成品行业的飞速发展，原料的迅速消耗就成了限制行业进一步扩大的因素。生产耐火材料的原料有很多也用在其他行业，例如，主要用于铝生产工业的铝矾土，2010年消耗了6000万t矾土，原铝的产量是1350万t。造成耐火材料原料的严重短缺。

从久远来看，耐火成品所用矿物开采的无序、耗损的不科学已经造成了大量的严重的危害，原料的开采也对环境产生很大的危害。低品位耐火原料的合理利用也变得极为重要。利用低品位原料制备耐火制品成为目前材料研究的一项重要课题。

1.1 耐火材料概述