[發明專利]一種水泥窯用鎂鋁尖晶石抗結皮定形耐火材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201110212807.8
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102391002A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 汪瀾;王杰曾;袁林;楊圣瑋;于龍泉;王俊濤;陳雪峰
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院;瑞泰科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 魯兵

技術領域

本發明屬于建筑材料領域中的水泥窯用耐火材料，特別是涉及一種具有一定的耐高溫和優異的抗結皮、抗熱震性能，可用作水泥干法回轉窯以及節能型水泥短流程預燒成窯爐的鎂鋁尖晶石抗結皮定形耐火材料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著水泥工藝的進步，新型干法水泥回轉窯在國內外得到廣泛應用。各水泥生產廠家按照環境保護法規和節能減排的國家政策，越來越多的使用建筑垃圾、生活垃圾、污水污泥、工業廢渣等固體廢棄物作為生產水泥熟料的原料和燃料。因而水泥回轉窯中各種雜質，如重金屬離子、硫、氯、堿的含量大量增加，經過在水泥回轉窯中預熱器、分解爐、燒成帶的循環富集，極易在窯尾系統形成結皮而發生堵塞，影響水泥回轉窯的正常運行。

為了提高水泥產量，降低燒成熱耗和粉磨電耗、提高熟料質量的綜合效果，中國建筑材料科學研究總院于2007年8月發明了一種水泥預燒結生產方法及其系統(公開號：CN101139175)。解決結皮問題對推廣該工藝技術尤為重要，因為當窯尾系統溫度高達900-1200℃時，水泥生料的結皮、堵塞問題變得更加嚴重。一種解決方法是通過空氣炮進行吹掃，另外一種解決方法是使用抗結皮耐火材料，使之不與硫氯堿以及水泥生料組分發生反應。因此，與該技術配套的新型復合耐火材料要具有一定的耐高溫性能和優異的抗結皮、抗熱震性能。

目前，新型干法水泥回轉窯窯尾系統的溫度為800-1000℃，使用的抗結皮耐火材料有高鋁質、碳化硅質等耐火材料。由于回轉窯系統中物料是堿性環境，要選擇堿性耐火材料或者中性偏堿性的耐火材料。碳化硅質耐火材料屬中性耐火材料，抗熱震性能很好，但是水泥預燒結生產工藝中，在當窯尾溫度上升到1200℃時，其抗氧化能力大大下降，材料表面的SiO₂薄膜開始和CaO反應出現液相并粘結物料，抗結皮性能失效。因此，隨窯尾溫度升高，高鋁質、碳化硅質耐火材料將被其它無鉻堿性耐火材料所替代。

鎂鋁尖晶石質耐火材料具有優異的抗結皮、耐高溫性能，并能夠很好地抵抗中低堿度窯料的侵蝕，其缺點是抗熱震性能較差。瑞泰科技股份有限公司和中國建筑材料科學研究總院于2008年10月發明了水泥窯用鎂鋁尖晶石抗結皮澆注料(公開號：CN101412630)，安徽瑞泰新材料科技有限公司于2010年10月發明了水泥窯用抗結皮澆注料(公開號：CN?101987793A)，有力地支持了水泥預燒結生產工藝的發展。但是這兩種抗結皮澆注料的1200℃高溫抗結皮性能不好，原因在于這兩種抗結皮澆注料都需要使用硅灰和純鋁酸鈣水泥作為結合劑。水泥帶入的CaO、硅灰帶入的SiO₂在1200℃以上和窯料中循環富集的堿發生反應形成低共熔物而產生液相，粘結物料，嚴重影響了材料的抗結皮性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種水泥窯用鎂鋁尖晶石抗結皮定形耐火材料。

為解決上述技術問題，本發明采取以下技術方案：

一種水泥窯用鎂鋁尖晶石抗結皮定形耐火材料，其原料包含粒徑在5mm以下四級配合的鎂鋁尖晶石74-88重量份，粒徑在3mm以下兩級配合的堇青石9-17重量份，硅灰1-2重量份，硅溶膠1-2重量份，氮化硅粉0-6重量份，有機結合劑2-6重量份，高效減水劑0.05-0.15重量份。

該水泥窯用鎂鋁尖晶石抗結皮定形耐火材料，其原料配方包含以下重量份數比的組分：

其原料配方包含以下重量份數比的組分：1-5mm鎂鋁尖晶石46-56份，0.088-1mm鎂鋁尖晶石10-14份，0.02-0.088mm鎂鋁尖晶石6-15份，小于0.02mm鎂鋁尖晶石超細粉9-12份；0.088-3mm(指大于等于0.088mm小于3mm)堇青石0-14份，小于0.088mm堇青石0-9份；硅灰1-2份，硅溶膠1-2份，氮化硅粉0-6份，有機結合劑2-6份，高效減水劑0.05-0.15份。

在上述配方中，所述鎂鋁尖晶石為市售鎂鋁尖晶石耐火原料；所述鎂鋁尖晶石超細粉為市售鎂鎂鋁尖晶石耐火原料經過加工后得到的0.02mm篩下95％的鎂鋁尖晶石超細粉。所述堇青石為市售堇青石耐火原料；所述硅灰為市售硅灰產品；所述硅溶膠為市售硅溶膠產品；所述氮化硅粉為市售氮化硅粉料；所述有機結合劑可選自市售聚乙烯醇溶液、聚丙烯酸乳液產品的任意一種或兩種的組合；所述高效減水劑可選自市售縮合萘甲醛的磺酸鹽系混凝土高效減水劑、縮合三聚氰胺的磺酸鹽系混凝土高效減水劑、聚羧酸系高效減水劑、三聚磷酸鈉高效減水劑、六偏磷酸鈉高效減水劑以及聚丙烯酸鈉高效減水劑中的任意一種或幾種的組合。