[發明專利]一種水泥窯高溫帶用鎂鐵鋁復合尖晶石磚及其制造方法

無效

• 申請號: 201210344961.5
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102850065A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 馮運生;李平;高長賀;周偉;夏文斌;王治峰;馬飛;馬淑龍
• 申請（專利權）人: 通達耐火技術股份有限公司;鞏義通達中原耐火技術有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及耐火材料領域，具體涉及一種水泥窯高溫帶用鎂鐵鋁復合尖晶石磚及其制造方法。根據不同水泥窯的不同運行情況，結合無鉻磚的特點，分區替代鎂鉻磚，揚長避短，盡可能提高高溫帶用耐火磚的性價比，實現水泥窯用耐火磚的無鉻化。

背景技術

干法水泥窯高溫帶可分成燒成帶和過渡帶，具體見附圖1。水泥窯高溫帶的窯襯經受最嚴重的熱學、力學、化學破壞作用，全窯系統耐火材料總消耗量的60～70％發生在高溫帶，是使用條件最苛刻的部位。其中燒成帶用耐火磚應具備良好的掛窯皮性能；過渡帶用耐火磚應具備良好的熱震穩定性能。由于鎂鉻磚兼具良好的掛窯皮和熱震穩定性能，且價格便宜，因此在水泥窯高溫帶得到廣泛應用。鎂鉻磚雖具有較好的性價比，但鎂鉻磚在使用后會產生致癌的六價鉻鹽化合物(Cr⁶⁺)，窯襯拆除后鎂鉻殘磚中的六價鉻鹽溶于水后會造成當地水源的污染，如誤飲，會出現休克、呼吸困難，甚至腎功能衰竭等現象。

中國國家環境質量標準GB3838-88中對地面水環境質量規定：飲用水Cr⁶⁺最高允許含量的單位為10^-8數量級(見表1)。水泥窯使用后的鎂鉻殘磚的Cr⁶⁺可高達0.5％，如果得不到適當處理，將對環境造成非常嚴重的污染。

表1?地面環境水關于Cr⁶⁺的質量標準

為解決水泥窯用鎂鉻磚的鉻公害問題，國內外的耐火材料工作者多年來進行了大量研究工作，研制出多種無鉻耐火磚，如新型鎂鋁尖晶石磚、硅莫磚等，但綜合性能不及鎂鉻磚，因此要實現水泥窯高溫帶用耐材的無鉻化，得根據不同無鉻磚的優缺點，揚長避短，分區段替代鎂鉻磚，盡可能提高無鉻磚的性價比。

發明內容

本發明的目的是提供一種水泥窯高溫帶用鎂鐵鋁復合尖晶石磚，根據無鉻磚的特點，分區替代鎂鉻磚，揚長避短，提高無鉻磚的性價比，以實現水泥窯用耐火磚的無鉻化。

本發明提供一種水泥窯高溫帶用鎂鐵鋁復合尖晶石磚，其特征是以高鐵鎂砂、電熔鎂鋁尖晶石和高純鎂砂為主要原料，原料質量百分比為：5-1mm高鐵鎂砂30-40wt％、1-0.088mm高純鎂砂顆粒15-25wt％、＜0.088mm高純鎂砂細粉30-35wt％、3-0mm電熔鎂鋁尖晶石10-20wt％，其中，高鐵鎂砂中的MgO≥90wt％、Fe₂O₃為4-8wt％、SiO₂＜1wt％，高純鎂砂中的MgO≥96wt％。混合后的原料加入結合劑亞硫酸紙漿廢液進行混練、壓制、干燥和1500～1650℃燒成后制得鎂鐵鋁復合尖晶石磚。

本發明還提供一種生產上述鎂鐵鋁復合尖晶石磚的方法，其制備步驟如下：

①按照上述的原料質量百分比配料：MgO≥90wt％的高鐵鎂砂30-40wt％，MgO≥96wt％的高純鎂砂45-60wt％，電熔鎂鋁尖晶石10-20wt％，結合劑為亞硫酸紙漿廢液；

②混煉：混煉順序為，先將高鐵鎂砂、高純鎂砂顆粒和電熔鎂鋁尖晶石倒入混料機中干混2～3分鐘，然后倒入結合劑亞硫酸紙漿廢液，再混料2～3分鐘，最后將＜0.088mm的高純鎂砂細粉倒入，再混料10～12分鐘；

③成型：將混合好的濕料困料1～2小時后壓制成型，成型壓機噸位≥400T；

④干燥：在干燥窯干燥16小時以上，干燥窯入車口溫度小于70℃，干燥最高溫度控制在140～160℃；

⑤燒成：在高溫隧道窯上燒成，燒成溫度1500～1650℃，在高溫下保溫8～16小時，總的燒成時間在100～120小時。

本發明的鎂鐵鋁復合尖晶石磚含有鎂鋁尖晶石礦相，其熱震穩定性能比鎂鉻磚好，同時含氧化鐵，其掛窯皮性能與鎂鉻磚相當，可用于燒成帶；同時水泥窯過渡帶可配合采用市場現售的新型鎂鋁尖晶石磚、硅莫磚等磚。

表2?本發明的鎂鐵鋁復合尖晶石磚與鎂鉻磚性能對比*

注---加號“+”越多，表明該項指標越好。

市場上的鎂鋁尖晶石磚主要以優質鎂砂和鎂鋁尖晶石為主要原料，經高壓成型，高溫燒成制取。新型鎂鋁尖晶石磚是在保持綜合性能穩定的基礎上，針對使用部位，突出改進某些性能。例如將電熔鎂鋁尖晶石替換燒結鎂鋁尖晶石以提高尖晶石磚的抗水泥熟料侵蝕性。

硅莫磚主要以特級高鋁礬土和碳化硅為主要原料，經高壓成型，高溫燒成而制得的無鉻耐火磚。硅莫磚的常溫和高溫結構強度高，耐磨性好，適用在對耐磨性能要求較高的過渡帶區域使用。