CN115611614A - 一种水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖及其制备方法，以重量百分比计，包括以下原料：高铁镁砂50‑60％；烧结镁砂20‑25％；电熔镁铝尖晶石5‑10％；镁铝尖晶石空心球10‑20％；结合剂3‑6％，创造性的引入高铁镁砂、烧结镁砂、电熔镁铝尖晶石和镁铝尖晶石空心球，通过控制这些物质的添加量和粒度大小，可以产生协同增效的作用，可以有效改善耐火砖内部的显微组织结构，有效降低了耐火砖的导热系数，并且还有效提高了其常温耐压强度、荷重软化温度和热震稳定性。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖及其制备方法。
背景技术
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
在水泥，钢铁和化工等传统行业，节能减排的压力日益增加。水泥回转窑作为水泥生产过程中使用的大型热工设备，其工作衬使用的耐火材料将在节能减排中扮演重要的角色，现有水泥回转窑工作衬大量使用的氧化镁基耐火材料由于导热系数较高，易导致窑体散热过多，不利于节能降耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有较低的导热系数，较高的耐火度，常温耐压强度好，热震稳定性好，荷重软化温度高，并且有着优良的挂窑皮性，结构柔韧性和抗化学侵蚀性，能够满足水泥窑耐火材料节能降耗的需要的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖，以重量百分比计，包括以下原料：
高铁镁砂50-60％；
烧结镁砂20-25％；
电熔镁铝尖晶石5-10％；
镁铝尖晶石空心球10-20％；
结合剂3-6％。
所述的高铁镁砂的粒径包括5-3mm、3-1mm或1-0mm，所述的烧结镁砂的粒径≤0.088mm，所述的电熔镁铝尖晶石的粒径包括3-1mm或1-0mm，所述的镁铝尖晶石空心球的粒径包括5-3mm、3-1mm或1-0mm。
按重量百分比计，高铁镁砂和烧结镁砂的比例为11:5。
所述镁铝尖晶石空心球不同粒度的比例为：
所述电镁铝尖晶石空心球粒径大小有5-3mm、3-1mm或1-0mm，按照一种或者几种任意比例进行混合。单纯添加一个粒度对导热性能产生的有利影响有限，梯度添加时效果产生的效果会更好。当两者添加量相同时。同时添加空心球势必会对试样力学性能产生不利影响，梯度添加时可以降低这种影响。
高铁镁砂：MgO≥87％，Fe2O3≤6.0％，SiO2≤1.5％；烧结镁砂：MgO≥97％，SiO2≤0.8％；电熔镁铝尖晶石：MgO：32-36％；Al2O3：64-68％；空心镁铝尖晶石球：MgO:28-32％，Al2O3：67-72％。
上述的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖的制备方法，包括如下步骤：
1)称取高铁镁砂、烧结镁砂、电熔镁铝尖晶石、电熔镁铝尖晶石空心球和木质素磺酸钙，备用：
2)将高铁镁砂和电熔镁铝尖晶石先加入混料机，混合1-3分钟，再加入电熔镁铝尖晶石空心球和烧结镁砂，混合2-4分钟，再加入木质素磺酸钙溶液，混合2-5分钟，最后在共混10分钟；
3)将均匀混合后的原料放入液压机中压制成型，得到砖坯待用；
4)将砖坯放置于干燥窑中，在100℃-200℃下干燥6-24h，得到干燥后的砖坯待用；
5)将干燥后的砖坯，放置于隧道窑中，于1400-1500℃高温烧成处理，经冷却后即可。
镁铁铝尖晶石耐火砖由于有着优良的挂窑皮性、抗化学侵蚀性和高温力学性能，镁铁铝尖晶石砖主要生产方式有：一是以高纯镁砂和预合成铁铝尖晶石为原料，经成型、烧成等工艺制备，二是以高铁镁砂和镁铝尖晶石等为原料，经成型、烧成等工艺制备，而后者相较于前者有着原料成本低的优点，更利于工业大规模生产。
镁铝尖晶石空心球是以工业氧化铝粉和轻烧氧化镁粉为原料，经过电熔-喷吹法制备得到，其具有与碱性耐火原料结合不会发生界面异常膨胀反应的特性。在镁铁铝尖晶石砖引入镁铝尖晶石空心球骨料可以有效改善材料中的多尺度孔隙结构特征，从而降低材料的导热系数，以达到提高水泥窑节能效率的目的。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，具有较低的导热系数，较高的耐火度，常温耐压强度好，热震稳定性好，荷重软化温度高，并且有着优良的挂窑皮性，结构柔韧性和抗化学侵蚀性，能够满足水泥窑耐火材料节能降耗的需要。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖的MgO-Al2O3二元相图；
图2为水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖的砖坯断面图；
图3为水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖的实验砖切片及断面情况图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一、原材料理化指标
表1和成镁铝尖晶石空心球和电熔镁铝尖晶石检测数据对比
从上表可以看出，与电熔镁铝尖晶石相比，镁铝尖晶石空心球的氧化铝含量相对较高，相应的氧化镁含量较低，这是受制于生产工艺的影响(氧化铝越高，熔融后的溶液粘度越低，越容易吹成球；相反氧化镁含量越高，溶液粘度越高，越难吹成球)，我们知道理论上纯镁铝尖晶石中氧化铝含量为71.8％，此镁铝尖晶石空心球从化学成分上看为略微富铝尖晶石，在镁铝二元相图(图1)中可以看出，氧化铝含量在75％左右时依然处于镁铝尖晶石固溶体中，因此该氧化铝含量的尖晶石用于镁质耐火材料中不会由于原位生成尖晶石产生膨胀导致的裂纹等异常。钙铁硅等杂质含量均控制在较低水平，这是受镁铝尖晶石生产用原材料决定的。从立升重看出，空心球相对电熔镁铝尖晶石明显较小，且颗粒越大、立升重越小；不同批次空心球样品相同粒径下立升重基本一致，说明它们的壁厚基本一致。总体来说，该批次镁铝尖晶石空心球实验料指标受控。
烧结镁砂是将菱镁矿、水镁石和由海水或者卤水中提取的氢氧化镁经煅烧得到，高铁镁砂是指在菱镁矿中添加铁精矿或铁鳞经高温煅烧成的镁质耐火原料。镁铝尖晶石按合成工艺可以分为电熔尖晶石和烧结尖晶石，电熔是镁铝尖晶石的合成工艺的一种。
实施例一
一种水泥窑用含镁铝尖晶石空心球的低导热镁铁铝砖的制备方法，按重量百分比计，原料组成为：55％的高铁镁砂、25％的烧结镁砂，7％的电熔镁铝尖晶石，13％的镁铝尖晶石空心球，外加3％的木质素磺酸钙溶液。粉料为粒度小于0.088mm的烧结镁砂，骨料粒度为5-3、3-1mm、1-0mm的高铁镁砂，3-1mm、1-0mm的电熔镁铝尖晶石，5-3mm、3-1mm的镁铝尖晶石空心球。单纯添加一个粒度对导热性能产生的有利影响有限，梯度添加时效果产生的效果会更好。当两者添加量相同时。同时添加空心球势必会对试样力学性能产生不利影响，梯度添加时可以降低这种影响。
生产时，先按配比称取各种不同原料待用，将高铁镁砂和电熔镁铝尖晶石先加入混料机，混合1-3分钟，再加入电熔镁铝尖晶石空心球和烧结镁砂，混合2-4分钟，再加入木质素磺酸钙溶液，混合2-5分钟，最后在共混10分钟；将均匀混合后的原料放入液压机中压制成型，得到砖坯待用；将砖坯放置于干燥窑中，在100℃-200℃下干燥6-24h，得到干燥后的砖坯待用；将干燥后的砖坯，放置于隧道窑中，于1400-1500℃高温烧成处理，经冷却后即可。
所得产品的性能指标为：显气孔率18.9％，体积密度2.81g/cm3，常温耐压强度58MPa，常温抗折强度4.4MPa，荷重软化温度
T1.0 1621℃，热震稳定性(900℃，风冷)≥90次，导热率1000℃3.313W·(m·K)-1，其抗侵蚀性、耐磨性及挂窑皮性能均较好。
实施例二
生产工艺和实施例1相同，不同之处在于：
按重量百分比计，原料组成为：55％的高铁镁砂、25％的烧结镁砂，5％的电熔镁铝尖晶石，15％的镁铝尖晶石空心球，外加3％的木质素磺酸钙溶液。
生产时，先按配比称取各种不同原料待用，将高铁镁砂和电熔镁铝尖晶石先加入混料机，混合1-3分钟，再加入电熔镁铝尖晶石空心球和烧结镁砂，混合2-4分钟，再加入木质素磺酸钙溶液，混合2-5分钟，最后在共混10分钟；将均匀混合后的原料放入液压机中压制成型，得到砖坯待用；将砖坯放置于干燥窑中，在100℃-200℃下干燥6-24h，得到干燥后的砖坯待用；将干燥后的砖坯，放置于隧道窑中，于1400-1500℃高温烧成处理，经冷却后即可。
所得产品的性能指标为：显气孔率20.1％，体积密度2.79g/cm3，常温耐压强度55MPa，常温抗折强度4.2MPa，荷重软化温度
T1.0 1618℃，热震稳定性(900℃，风冷)≥95次，导热率1000℃3.220W·(m·K)-1其抗侵蚀性、耐磨性及挂窑皮性能均较好。
实施例三
生产工艺和实施例1相同，不同之处在于：
按重量百分比计，原料组成为：按重量百分比计，原料组成为：55％的高铁镁砂、25％的烧结镁砂，3％的电熔镁铝尖晶石，17％的镁铝尖晶石空心球，外加3％的木质素磺酸钙溶液。
生产时，先按配比称取各种不同原料待用，将高铁镁砂和电熔镁铝尖晶石先加入混料机，混合1-3分钟，再加入电熔镁铝尖晶石空心球和烧结镁砂，混合2-4分钟，再加入木质素磺酸钙溶液，混合2-5分钟，最后在共混10分钟；将均匀混合后的原料放入液压机中压制成型，得到砖坯待用；将砖坯放置于干燥窑中，在100℃-200℃下干燥6-24h，得到干燥后的砖坯待用；将干燥后的砖坯，放置于隧道窑中，于1400-1500℃高温烧成处理，经冷却后即可。
所得产品的性能指标为：显气孔率21.8％，体积密度2.78g/cm3，常温耐压强度50MPa，常温抗折强度4.0MPa，荷重软化温度1602℃，热震稳定性(900℃，风冷)≥100次，导热率3.108W·(m·K)-1，其抗侵蚀性、耐磨性及挂窑皮性能均较好。
实施例四
生产工艺和实施例1相同，不同之处在于：
原料组成为：55％的高铁镁砂、25％的烧结镁砂，5％的电熔镁铝尖晶石，15％的镁铝尖晶石空心球，外加3％的木质素磺酸钙溶液。骨料粒度为5-3、3-1mm、1-0mm的高铁镁砂，3-1mm的电熔镁铝尖晶石，5-3mm、3-1mm、1-0mm的镁铝尖晶石空心球。
生产时，先按配比称取各种不同原料待用，将高铁镁砂和电熔镁铝尖晶石先加入混料机，混合1-3分钟，再加入电熔镁铝尖晶石空心球和烧结镁砂，混合2-4分钟，再加入木质素磺酸钙溶液，混合2-5分钟，最后在共混10分钟；将均匀混合后的原料放入液压机中压制成型，得到砖坯待用；将砖坯放置于干燥窑中，在100℃-200℃下干燥6-24h，得到干燥后的砖坯待用；将干燥后的砖坯，放置于隧道窑中，于1400-1500℃高温烧成处理，经冷却后即可。
所得产品的性能指标为：显气孔率19.0％，体积密度2.81g/cm3，常温耐压强度58MPa，常温抗折强度4.3MPa，荷重软化温度T1.0 1622℃，热震稳定性(900℃，风冷)≥95次，热导率1000℃3.183W·(m·K)-1，其抗侵蚀性、耐磨性及挂窑皮性能均较好。
实施例五
生产工艺和实施例1相同，不同之处在于：
原料组成为：55％的高铁镁砂、25％的烧结镁砂，5％的电熔镁铝尖晶石，15％的镁铝尖晶石空心球，外加3％的木质素磺酸钙溶液。按重量百分比计，骨料粒度为5-3、3-1mm、1-0mm的高铁镁砂，3-1mm的电熔镁铝尖晶石，5-3mm、3-1mm、1-0mm的镁铝尖晶石空心球。
生产时，先按配比称取各种不同原料待用，将高铁镁砂和电熔镁铝尖晶石先加入混料机，混合1-3分钟，再加入电熔镁铝尖晶石空心球和烧结镁砂，混合2-4分钟，再加入木质素磺酸钙溶液，混合2-5分钟，最后在共混10分钟；将均匀混合后的原料放入液压机中压制成型，得到砖坯待用；将砖坯放置于干燥窑中，在100℃-200℃下干燥6-24h，得到干燥后的砖坯待用；将干燥后的砖坯，放置于隧道窑中，于1400-1500℃高温烧成处理，经冷却后即可。
所得产品的性能指标为：显气孔率18.7％，体积密度2.81g/cm3，常温耐压强度61MPa，常温抗折强度4.3MPa，荷重软化温度T1.0 1625℃，热震稳定性(900℃，风冷)≥95次，导热率1000℃3.111W·(m·K)-1其抗侵蚀性、耐磨性及挂窑皮性能均较好。
现场小试实验基于不添加空心球的MI1配方，选用河南和成镁铝尖晶石空心球样品，控制压制力为1.5T/cm2。此次实验控制镁铝尖晶石的添加量为20％，其中镁铝尖晶石空心球添加量分别为13％、15％和17％，具体配方如下：
表2实验配方
在试样中单纯添加一个粒度大小的镁铝尖晶石空心球对试样导热性能产生的有利影响有限，当进行多种粒度梯度添加时产生的效果会更好。同时需要指出的是，空心球的添加势必会对试样常温力学性能产生不利影响，而多种粒度梯度添加时可以降低这种影响。
混合料及砖坯检测数据。
表3半成品检测数据
由上表可以看出，实验料粒径分布稳定受控；从砖坯外观及断面(图2)来看，表面较为光滑，可以从表面看出空心球的结构保存良好，且分布较为均匀，未出现碎裂情况。
出窑实验砖检测数据
实验砖出窑，取样进行常规性能检测，具体检测数据如下。
表4成品砖检测数据
由上表可以看出，实验砖各项性能指标良好。实施例1,2,3中，添加的尖晶石空心球粒度大小相同，不同之处，在于添加量，可以发现随着添加量的添加，试验砖尽管导热性能有明显提高，但是试样力学性能下降明显；在实施例4和5中，通过对添加的空心球的粒度大小进行调整，在力学性能得到改善的前提下，导热性能也有所提高。在从出窑实验砖的切片和断裂面(图3)来看整体良好，空心球分布均匀，未有明显的碎球。
导热系数测试方法为平行热线法
表5各试验砖的导热系数
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 导热系数 | 3.313 | 3.220 | 3.108 | 3.183 | 3.111 |
由上述可知，此次镁铝尖晶石空心球现场小试试验砖常规性能指标良好，基本达到预期。
采用上述的方案后，创造性的引入高铁镁砂、烧结镁砂、电熔镁铝尖晶石和镁铝尖晶石空心球，通过控制这些物质的添加量和粒度大小，可以产生协同增效的作用，可以有效改善耐火砖内部的显微组织结构，有效降低了耐火砖的导热系数，并且还有效提高了其常温耐压强度、荷重软化温度和热震稳定性。产品具有较低的导热系数，较高的耐火度，常温耐压强度好，热震稳定性好，荷重软化温度高，并且有着优良的挂窑皮性，结构柔韧性和抗化学侵蚀性，能够满足水泥窑耐火材料节能降耗的需要。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖，其特征在于，以重量百分比计，包括以下原料：
高铁镁砂50-60％；
烧结镁砂20-25％；
电熔镁铝尖晶石5-10％；
镁铝尖晶石空心球10-20％；
结合剂3-6％。
2.如权利要求1所述的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖，其特征在于，所述的高铁镁砂的粒径包括5-3mm、3-1mm或1-0mm，所述的烧结镁砂的粒径≤0.088mm，所述的电熔镁铝尖晶石的粒径包括3-1mm或1-0mm，所述的镁铝尖晶石空心球的粒径包括5-3mm、3-1mm或1-0mm。
3.如权利要求2所述的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖，其特征在于，按重量百分比计，高铁镁砂和烧结镁砂的比例为11:5。
4.如权利要求3所述的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖，其特征在于，高铁镁砂：MgO≥87％，Fe2O3≤6.0％，SiO2≤1.5％；烧结镁砂：MgO≥97％，SiO2≤0.8％；电熔镁铝尖晶石：MgO：32-36％；Al2O3：64-68％；空心镁铝尖晶石球：MgO:28-32％，Al2O3：67-72％。
5.如权利要求2所述的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖，其特征在于，所述镁铝尖晶石空心球不同粒度的比例为：
6.如权利要求5所述的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖，其特征在于，所述结合剂为木质素磺酸钙。
7.如权利要求1所述的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖，其特征在于，所述电镁铝尖晶石空心球粒径大小有5-3mm、3-1mm或1-0mm，按照一种或者几种任意比例进行混合。
8.如权利要求1-6任一所述的水泥窑用低导热镁铁铝尖晶石砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)称取高铁镁砂、烧结镁砂、电熔镁铝尖晶石、电熔镁铝尖晶石空心球和木质素磺酸钙，备用：
2)将高铁镁砂和电熔镁铝尖晶石先加入混料机，混合1-3分钟，再加入电熔镁铝尖晶石空心球和烧结镁砂，混合2-4分钟，再加入木质素磺酸钙溶液，混合2-5分钟，最后在共混10分钟；
3)将均匀混合后的原料放入液压机中压制成型，得到砖坯待用；
4)将砖坯放置于干燥窑中，在100℃-200℃下干燥6-24h，得到干燥后的砖坯待用；
5)将干燥后的砖坯，放置于隧道窑中，于1400-1500℃高温烧成处理，经冷却后即可。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102020479A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-04-20 | 河南瑞泰耐火材料科技有限公司 | 镁铁-镁铝复合尖晶石砖及其制备方法 |
| CN102850065A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-02 | 通达耐火技术股份有限公司 | 一种水泥窑高温带用镁铁铝复合尖晶石砖及其制造方法 |
| CN103058688A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-04-24 | 苏州罗卡节能科技有限公司 | 回转窑用中密度镁铁铝尖晶石砖及其制备方法 |
| CN106630970A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-10 | 河南和成无机新材料股份有限公司 | 一种用于回转窑的耐高温砖cfm及其制备方法、回转窑 |
| CN107915474A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-04-17 | 安徽海螺暹罗耐火材料有限公司 | 一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖及其制备方法 |
| CN110590354A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-20 | 安徽海螺暹罗耐火材料有限公司 | 一种水泥窑高温带用铁铝尖晶石系耐火材料的制备方法 |
| US20200361827A1 (en) * | 2015-12-16 | 2020-11-19 | Zibo City Luzhong Refractories Co., Ltd. | Manufacturing method of magnesium-aluminium spinel brick and magnesium-aluminium spinel brick manufactured by the method |
| CN113429195A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-24 | 河南瑞泰节能新技术有限公司 | 一种镁铁铝尖晶石耐火材料 |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102020479A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-04-20 | 河南瑞泰耐火材料科技有限公司 | 镁铁-镁铝复合尖晶石砖及其制备方法 |
| CN102850065A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-02 | 通达耐火技术股份有限公司 | 一种水泥窑高温带用镁铁铝复合尖晶石砖及其制造方法 |
| CN103058688A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-04-24 | 苏州罗卡节能科技有限公司 | 回转窑用中密度镁铁铝尖晶石砖及其制备方法 |
| US20200361827A1 (en) * | 2015-12-16 | 2020-11-19 | Zibo City Luzhong Refractories Co., Ltd. | Manufacturing method of magnesium-aluminium spinel brick and magnesium-aluminium spinel brick manufactured by the method |
| CN106630970A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-10 | 河南和成无机新材料股份有限公司 | 一种用于回转窑的耐高温砖cfm及其制备方法、回转窑 |
| CN107915474A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-04-17 | 安徽海螺暹罗耐火材料有限公司 | 一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖及其制备方法 |
| CN110590354A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-20 | 安徽海螺暹罗耐火材料有限公司 | 一种水泥窑高温带用铁铝尖晶石系耐火材料的制备方法 |
| CN113429195A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-24 | 河南瑞泰节能新技术有限公司 | 一种镁铁铝尖晶石耐火材料 |
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