[發明專利]水泥回轉窯用輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410059476.2
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103864434A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 鄢文;陳俊峰;李楠;韓兵強;魏耀武;柯昌明
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于輕量化耐火材料技術領域。具體涉及一種水泥回轉窯用輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料及其制備方法。

背景技術

傳統水泥回轉窯燒成帶用耐火材料為致密耐火材料，這些致密耐火材料在水泥生產時會產生兩個嚴重問題：第一，容易造成水泥窯筒體溫度過高，浪費大量熱量；第二，筒體重量較大，會增加輪帶區筒體應力、加速筒體變形。

為了減少水泥回轉窯筒體的散熱損失和重量，人們已提出通過生產多層耐火材料（即梯度節能復合磚）對現有水泥回轉窯燒成帶用致密耐火材料進行輕量化。但現有梯度節能復合磚存在兩個難以克服的問題：（1）難于燒結，兩端材料高溫燒成時，耐火端和隔熱端會因收縮不一致造成裂紋；（2）強度低，盡管致密的耐火端強度較高，但保溫層和接口處強度較低，在不時受到擠壓力、剪切力、熱應力等作用時，容易使接口處斷裂、保溫層破碎，造成外端致密耐火材料掉落。“一種含輕質多孔骨料的鋁鎂質耐火磚及其制備方法”（ZL?200710052474.0））專利技術，提供了一種顯氣孔率高、平均孔徑小、熱導率低和抗中性或堿性介質侵蝕能力強的含輕質多孔骨料的鋁鎂質耐火磚，但這種耐火磚不能用于水泥回轉窯燒成帶。

發明內容

????本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種水泥回轉窯用輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料的制備方法，用該方法制備的輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料不僅骨料與基質界面相容性好，且骨料表面氣孔以封閉氣孔為主，并具有顯氣孔率和氣孔尺寸可控、鎂鋁尖晶石晶粒大小及分布可控、熱導率低、強度高、熱震穩定性好、掛窯皮性能好和抗介質侵蝕能力強的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：先將0.2~4wt%的菱鎂礦微粉和0.2~4wt%的活性α氧化鋁微粉均勻分散在5~8wt%的結合劑中，得到改性結合劑；再將50~70wt%的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷顆粒置于真空攪拌機中，抽真空至2.5kPa以下，保持恒壓3分鐘，然后在相同壓力條件下，將所述改性結合劑倒入所述真空攪拌機中，攪拌10分鐘，關閉抽真空系統；接著將10~25wt%的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷細粉、4~20wt%的鎂砂細粉和1.5~4wt%的鎂鋁尖晶石細粉倒入所述真空攪拌機中，在常壓條件下攪拌均勻，機壓成型；最后將成型后的坯體在110℃條件下干燥16~36小時，在1500~1650℃條件下保溫2~10小時，即得水泥回轉窯用輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料。

在上述技術方案中：

所述的菱鎂礦微粉的MgO含量大于44wt%，粒徑小于2μm。

所述的活性α氧化鋁微粉中的Al₂O₃含量大于97wt%，粒徑小于2μm。

所述的結合劑為氯化鎂水溶液、氫氧化鋁鎂溶膠、鋁溶膠中的一種。

所述的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷顆粒的顯氣孔率為20~35%，平均孔徑為1~25μm，Al₂O₃含量為3~20wt%，物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石，粒徑為0.1~5mm。

所述的多孔方鎂石-鎂鋁尖晶石陶瓷細粉的平均孔徑為1~25μm，Al₂O₃含量為3~20wt%，物相組成為方鎂石和鎂鋁尖晶石，粒徑小于0.088mm。

所述的鎂砂細粉為電熔鎂砂細粉、燒結鎂砂細粉中的一種以上，MgO含量>95wt%，粒徑小于0.088mm。

所述的鎂鋁尖晶石細粉的粒徑小于0.088mm，Al₂O₃含量為68~74wt%。

由于采用上述技術方案，本發明制得以MgO和Al₂O₃為主要化學成分、以方鎂石和鎂鋁尖晶石為主晶相的水泥回轉窯用輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料。所制備的水泥回轉窯用輕量化方鎂石-鎂鋁尖晶石耐火材料：顯氣孔率為22~36%，平均孔徑為1~25μm，體積密度為2.29~2.79?g/cm³，耐壓強度為50~120MPa。