CN102674866B - 镁铁尖晶石隔热复合砖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁铁尖晶石隔热复合砖，由耐火层和隔热层压制烧结而成，耐火层主要用高纯镁砂/电熔镁砂及合成镁铁铝尖晶石为主料，隔热层以镁橄榄石为主料，通过添加微粉和高压成型的方式，促使砖体在较低温度下完成烧结并获得较高强度。耐火层通过添加微粉封闭气孔的方式阻止其内所含的二价氧化亚铁在高温状态时转变为三价铁,促使水泥回转窑窑皮稳定的氧化亚铁最大限度的以二价状态存在；隔热层采用橄榄石为主要原料,并添加锯末/聚轻球使砖体的隔热层获得较高的气孔率，进一步降低砖体隔热层的体积密度和导热系数。本发明复合砖集耐火与隔热功能于一体，有效弥补了镁铁尖晶石砖导热率高的缺点，可满足用户对耐火性能与节能降耗的双重需求。
Description
技术领域
本发明涉及耐火砖，尤其是涉及一种兼具镁铁尖晶石砖和隔热砖双重特点的镁铁尖晶石隔热复合砖。
背景技术
由于水泥回转窑高温带窑衬长期使用的直接结合镁铬砖中的部分铬遇水会转变为剧毒和致癌物质，破坏环境并威胁人们的健康，欧美地区早在上世纪90年代已经明令禁止含铬耐火材料用于水泥行业。受我国经济水平的制约和水泥工业及耐火材料工业发展起步较晚的影响，我国水泥行业仍一直大量采用直接结合镁铬砖作为内衬耐火材料，随着含铬质耐火材料在使用过程中所带来的一系列环境污染问题的日益严重，此问题已引起了人们的广泛重视，加速实现我国水泥窑用耐火材料无铬化已是行业的发展重点。
现有的镁铁尖晶石砖虽具有耐压强度高、热震稳定性好等特点，但是导热系数偏高是该产品的最大弊端，由于回转窑外壳全部裸露在空气中，导热系数过高将明显增加燃料消耗，并且增加胴体温度，为确保胴体温度不高，用户不得不提前换砖维修，这样不仅影响了产品的合理役龄，更使用户增加了燃料消耗和使用成本，所以从国外同类产品面世至今，镁铁尖晶石砖在水泥回转窑过渡带的使用一直得不到广泛推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼具镁铁尖晶石砖和隔热砖双重特点的镁铁尖晶石隔热复合砖，该砖既保持了镁铁尖晶石砖的常温耐压强度好、热震稳定性好、抗侵蚀能力强、易于粘挂窑皮的特性，又具有导热系数低、可有效降低窑炉酮体温度的双重特性。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的镁铁尖晶石隔热复合砖，包括砖体，所述砖体由耐火层和隔热层压制、烧结而成；首先将耐火层和隔热层原料分别用湿碾机混炼后，再分别送入由插板分为两部分的模具腔中，取出插板，以大于20Mpa的压力压制成半成品砖坯，经110℃干燥后在弱还原气氛下，经1300-1500℃烧制而成，所述成品砖体耐火层的化学成分质量百分比为：MgO 80-90%；Fe2O3 4-8%；Al2O3 4-8%；余量为杂质；所述耐火层的体积密度为2.95-3.05 g/cm3，常温耐压强度不低于70Mpa，荷重软化温度为1600-1700℃,1100℃水冷抗热震稳定性不低于10次，导热系数为3.2-3.3w/m.k；所述成品砖体隔热层的化学成分质量百分比为MgO 60-68% 、SiO2 22-28%，余量为Fe2O3 、CaO、 Al2O3 等杂质；隔热层的体积密度为2.30-2.40 g/cm3 ，导热系数为1.2-1.4w/m.k。
所述耐火层原料的重量份配比及粒度级配为：粒度0.1-5mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒料 45-65份，粒度0.1-2mm的合成镁铁铝尖晶石颗粒料 8-12份，200目的还原铁粉0.5-2份，200目的电熔镁砂细粉10-20份，325-400目的高纯镁砂细粉15份，磺酸钙溶液3-5份。
所述45-65份粒度0.1-5mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒料又可以分为5mm≥粒度＞3mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒20-30份；3mm≥粒度＞1mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒15-20份；1mm≥粒度＞0.1mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒10-15份。
所述隔热层原料的重量份配比及粒度级配为：粒度0.1-5mm的橄榄石颗粒料50-65份，锯末/聚轻球3-8份，200目的橄榄石细粉25-35份，木质素溶液3-5份。
所述50-65份粒度0.1-5mm的橄榄石颗粒料又可以分为5mm≥粒度＞3mm的橄榄石颗粒料25-30份，3mm≥粒度＞1mm的橄榄石颗粒料15-20份，1mm≥粒度＞0.1mm的橄榄石颗粒料10-15份。
本发明的优点在于使功能、性质不同的两种材料在一块砖体上体现，砖体上的工作层和隔热层既有明显区分又实现了紧密结合，使一块砖体同时兼具镁铁尖晶石砖的常温耐压强度好，热震稳定性好，抗侵蚀能力强、易于粘挂窑皮的特性和隔热砖导热系数低可有效降低胴体温度的双重特点。
耐火层通过添加微粉和高压成型的方式,促使砖体在较低温度条件下完成烧结并获得较高强度，以通过低温烧结和添加微粉封闭气孔的方式阻止砖体内所含的二价氧化亚铁在高温状态时转变为三价铁的几率和数量,使砖体内可以促使水泥回转窑窑皮稳定的氧化亚铁最大限度的以二价状态存在,同时还可使砖体具有较好的韧性。本发明砖体的耐火层不仅具有耐压强度高、热震稳定性好、热蠕变性能好、荷重软化温度高的特点外，同时还具有比直接结合镁铬砖更易于粘挂窑皮的特性，有效地解决了水泥窑用镁铬砖在使用过程中生成六价铬对环境造成污染的难题，是替代直接结合镁铬砖的理想无铬产品。
隔热层采用导热率低且廉价易得、同样属于碱性材料的橄榄石作为主要材料，并添加锯末/聚轻球使砖体隔热层获得较高的气孔率，进一步降低砖体隔热层的体积密度和导热系数。
本发明砖体由耐热层（工作层）和隔热层两部分组成，集耐火与隔热功能于一体，有效弥补了镁铁尖晶石砖导热率高的缺点，可满足用户要求的耐火性能好与节能降耗的双重需求，是新型干法水泥回转窑过渡带使用的新型节能环保耐火材料，本发明加快了我国水泥行业用耐火材料的无铬化进程,并将进一步推进水泥行业的节能减排。
具体实施方式
本发明所述的镁铁尖晶石隔热复合砖，其砖体由耐火层和隔热层压制、烧结而成；首先将耐火层和隔热层原料分别用湿碾机按常规工艺混炼后，再分别送入由插板将其分为两部分的模具腔中，然后取出插板，在模具中用压力机以不低于20Mpa的压制力压制成半成品砖坯，砖坯经110℃干燥后在弱还原气氛下，入隧道窑升温至1300-1500℃，保温6-10小时后自然冷却而得成品砖体。
其中的耐火层原料的重量份配比及粒度级配为：5mm≥粒度＞3mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒20-30份；3mm≥粒度＞1mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒15-20份；1mm≥粒度＞0.1mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒10-15份，粒度0.1-2mm的合成镁铁铝尖晶石颗粒料 8-12份，200目的还原铁粉0.5-2份，200目的电熔镁砂细粉10-20份，325-400目的高纯镁砂细粉15份，外加木质素磺酸钙溶液3-5份。
其中的隔热层原料的重量份配比及粒度级配为：5mm≥粒度＞3mm的橄榄石颗粒料25-30份，3mm≥粒度＞1mm的橄榄石颗粒料15-20份，1mm≥粒度＞0.1mm的橄榄石颗粒料10-15份；粒度0.1-5mm的橄榄石颗粒料50-65份，锯末/聚轻球3-8份，200目的橄榄石细粉25-35份，外加木质素溶液3-5份。
烧制成的成品砖体耐火层的化学成分质量百分比为：MgO 80-90%；Fe2O3 4-8%；Al2O3 4-8%；余量为杂质（SiO2 、CaO及其它杂质成份总量在1-2.5%）；耐火层的体积密度为2.95-3.05 g/cm3，常温耐压强度不低于70Mpa，荷重软化温度为1600-1700℃,1100℃水冷抗热震稳定性不低于10次，导热系数为3.2-3.3w/m.k；成品砖体隔热层的化学成分质量百分比为MgO 60-68% 、SiO2 22-28%，余量为Fe2O3 、CaO、Al2O3 等杂质，隔热层的体积密度为2.30-2.40 g/cm3 ，导热系数为1.2-1.4w/m.k。下表为本发明的镁铁尖晶石隔热复合砖与奥地利RHI公司同类产品的性能对比 。
Claims (3)
1.一种镁铁尖晶石隔热复合砖，包括砖体，其特征在于：所述砖体由耐火层和隔热层压制、烧结而成；首先将耐火层和隔热层原料分别用湿碾机混炼后，再分别送入由插板将其分为两部分的模具腔中，取出插板，以大于20Mpa的压力压制成半成品砖坯，经110℃干燥后在弱还原气氛下，经1300-1500℃烧制而成，所述成品砖体耐火层的化学成分质量百分比为：MgO 80-90%；Fe2O3 4-8%；Al2O3 4-8%；余量为杂质；所述耐火层的体积密度为2.95-3.05 g/cm3，常温耐压强度不低于70Mpa，荷重软化温度为1600-1700℃,1100℃水冷抗热震稳定性不低于10次，导热系数为3.2-3.3w/m.k；所述成品砖体隔热层的化学成分质量百分比为MgO 60-68% 、SiO2 22-28%，余量为杂质；隔热层的体积密度为2.30-2.40 g/cm3 ，导热系数为1.2-1.4w/m.k；
所述耐火层原料的重量份配比及粒度级配为：粒度0.1-5mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒料 45-65份，粒度0.1-2mm的合成镁铁铝尖晶石颗粒料 8-12份，200目的还原铁粉0.5-2份，200目的电熔镁砂细粉10-20份，325-400目的高纯镁砂细粉15份，木质素磺酸钙溶液3-5份；
所述隔热层原料的重量份配比及粒度级配为：粒度0.1-5mm的橄榄石颗粒料50-65份，锯末/聚轻球3-8份，200目的橄榄石细粉25-35份，木质素溶液3-5份。
2.根据权利要求1所述的镁铁尖晶石隔热复合砖，其特征在于：所述45-65份粒度0.1-5mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒料又分为5mm≥粒度＞3mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒20-30份；3mm≥粒度＞1mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒15-20份；1mm≥粒度＞0.1mm的高纯镁砂/电熔镁砂颗粒10-15份。
3.根据权利要求1所述的镁铁尖晶石隔热复合砖，其特征在于：所述50-65份粒度0.1-5mm的橄榄石颗粒料又分为5mm≥粒度＞3mm的橄榄石颗粒料25-30份，3mm≥粒度＞1mm的橄榄石颗粒料15-20份，1mm≥粒度＞0.1mm的橄榄石颗粒料10-15份。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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