本发明涉及一种耐磨耐火材料，尤其是一种Al2O3-SiO2系原料组成的耐磨耐火材料，主要用于耐磨性要求较高的工业炉衬。 循环流化床锅炉、沸腾炉等工业炉中使用的耐磨耐火材料主要有高铝质耐火材料、碳化硅质耐火材料。然而高铝质耐火材料常温耐压低，质地不够致密，耐磨性不够强;碳化硅耐火材料虽然在高温时表现有较好耐磨性和机械强度，但在800～1100℃时易氧化，不耐磨，而且成本也较高。中国专利90107227.3公开的一种耐磨耐火材料，其骨架材料采用60～90%的矾土熟料、刚玉、焦宝石、陶土或它们的混合物，基质粉料采用5～20%的矾土熟料细粉、刚玉细粉、或他们的混合物，但此耐火材料只适用于作浇注料使用，它需借助氧化铝水泥的胶结来保证必须的强度，而不适宜作制品料使用，另外该耐火材料的热振稳定性较差。寻求一种经济，性能更好能够取代上述耐磨耐火材料，是人们一直渴望解决的。
本发明的目的旨在克服上述已有耐磨耐火材料的不足，提供一种成本低，且具有更好工作性能，适应不同施工方式，在低温、高温均表现优良机械强度，热振稳定性好，耐冲刷磨损的耐磨耐火材料，使其性能明显优于现有耐磨耐火材料。
本发明提出的耐磨耐火材料，主要改进是骨架料和基质料中均采用了一定量的颗粒晶体致密、硬度高、抗氧化、热振稳定性好，在热反应中能发生相变的天然硅线石类矿物，使组成耐火材料的骨架和基质均具有较高机械强度和抗氧化、耐冲刷磨损。其组成包括骨架料和基质料，骨架料包括10～30%（重量，以下同）的刚玉和/或莫来石，5～25%的高铝钒土和/或焦宝石，10～40%的天然硅线石类矿物;基质料包括10～25%的粘土，20～40%地天然硅线石类矿物。本发明所说天然硅线石类矿物，是指天然的、化学组成基本相同，均为Al2O3-SiO2伴生的红柱石、兰晶石、硅线石矿物（以下简称三石）。
本发明耐磨耐火材料骨架料和基质料中由于使用天然硅线石类矿物，因而原料不用二次加工，所以成本相对较低;而且性能特别是机械强度、耐磨损性以及热振稳定性可达到人工合成莫来石和刚玉制品水平。这主要是Al2O3-SiO2伴生的硅线石类矿物，不仅本身硬度较高，性能稳定不氧化，而且在高温下大部分相变成莫来石相，这种相变对改善材料结构保证耐火材料机械强度、耐磨损性是十分有益的。同时硅线石类矿物在热反应中伴有一定量的体积膨胀，体积膨胀不但能降低耐火材料制品的显气孔率，使气孔呈均匀细分散，并由贯通气孔变成封闭气孔;而且相变结合膨胀使材料结构致密，体积密度高，这对改善和保证耐火材料的热振稳定性、机械强度、耐磨损冲刷也是十分有益的。
按照本发明构思，本发明耐磨耐火材料如用作浇注料、可塑料使用，只要将上述成型制品料中作粘结剂使用的粘土换成高铝水泥和/或铝酸钙水泥等粘结剂。其组成包括粘结剂、骨料、粉料、粘结剂包括10～25%（重量，以下同）的高铝水泥和/或铝酸钙水泥和/或铝、硅微粉，骨料包括10～30%的刚玉和/或莫来石，5～25%的高铝钒土和/或焦宝石，10～40%的天然硅线石类矿物，粉料包括10～30%的硅线石类矿物。铝（Al2O3）微粉及硅（SiO2）微粉的添加，主要是代替并减少水泥的用量。为减少施工时加水量又保证有一定的流动度，满足施工要求，可以外加一些减水剂如NF、三聚磷酸钠、双氢磷酸铝等。
硅线石类矿物具有基本相同的化学组成及性能，在本发明中“三石”均可单独或混合用作骨架料和基质料使用。只是兰晶石的热膨胀较大，如作制品用耐火材料，最好先将其煅烧，使其膨胀后再使用，这样做制品时就比较容易控制;如是用作浇注料、喷涂料、可塑料使用时，也可不经煅烧生料直接使用，具体视膨胀要求。本发明耐磨耐火材料的优选组合是骨架料中刚玉和/或莫来石为15～25%，高铝钒土和/或焦宝石为10～20%，天然硅线石类矿物为25～35%;基质料中粘土为15～20%，天然硅线石类矿物为25～35%。考虑成本因素，本发明骨架料宜优选采用红柱石，不仅可进一步降低耐火材料成本，而且其自然颗粒形态也比较理想。一般认为作为工业炉衬用耐磨耐火材料，其基质的耐磨所起作用要略大于骨料，为充分发挥本发明耐火材料的耐磨性。本发明中基质可优先选用“三石”中硬度相对较高的硅线石，而且硅线石商品原料一般以细粉形式较多，可以直接使用不须另行加工。为降低成本，在基质料中也可以部分或全部红柱石细粉代替硅线石细粉，这对性能影响不是很大。
本发明所说骨架料、基质料（或称粉料）是相对于原料颗粒大小而言，且为普通技术人员所知。根据不同应用及施工方法，可以有不同的颗粒配比，非本发明之发明点。一般认为做制品原料，骨架料颗粒以0.5～3mm为优，基质料90%以上宜≤0.1～0.088mm。作可塑料、浇注料使用时骨料及粉料可适当粗一些。
为使本发明耐火材料有更好的性能，所用红柱石、兰晶石、硅线石的Al2O3含量最好是51～62%，Fe2O3≤2%。所用高铝钒土最好选用回转窑烧一级矾土。刚玉、莫来石的Al2O3含量最好大于或等于95%，Fe2O3≤2%。粘土采用一级或二级。焦宝石采用特级的。具体视不同要求而定。
为充分发挥本发明耐火材料性能，本发明耐火材料尤以作制品料使用为优，可根据需要制成所需制品形状，这些可以通过在适当几何尺寸的模具中压制成型，然后烧结成产品。这样，更能充分发挥本发明耐火材料高强、高耐磨、热振稳定性好的性能。在制品成型中，为改善成型性能，减少成型后移动的破损，可以在组合物中添加一些粘结剂，如糊精、纸浆废液，其用量一般以不超过6%（重量）为宜。
本发明中各组分的用量范围，并非极值范围，经试验及经济角度，一般认为本发明给出的范围比较恰当。略为偏离本发明所指含量范围，对性能并不会产生大的影响，仍属本发明保护范围。
按照本发明配制的耐磨耐火材料，具有机械强度高，热振稳定性好，耐侵蚀、抗氧化、耐磨损冲刷，荷重软化点高，抗蠕变性强，使用寿命长，原料易得，成本低，是循环流化床锅炉、沸腾炉等工业炉中理想的耐磨耐火材料。性能明显优于美国“ARB-1”及我国“LZ-65”高铝砖、日本SiC复合砖（见实施例对比）。
以下通过几个非限定性实施例的描述用于解释本发明。
实施例1～5给出的是制品用耐火材料，6、7给出的是作浇注料、可塑料使用的材料。
做制品时，只需将各配料送入混炼机充分混炼均匀，然后外加3～5%（重量）的水份（根据天气而定）搅拌均匀，送入机压成型、干燥，最后送入窑中烧结。