[發明專利]低導熱抗剝落磚及其制備方法

有效

• 申請號: 201710981890.2
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108083765B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 陳俊紅;賈元平;封吉圣;趙維平;朱波;郭玉濤;唐竹興
• 申請（專利權）人: 淄博市魯中耐火材料有限公司;山東省耐火材料工程研究中心;山東圣川陶瓷材料有限公司
• 主分類號: C04B33/13
• 分類號: C04B33/13;C04B33/132
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 趙真真;馬俊榮

本發明涉及一種低導熱抗剝落磚及其制備方法，屬于耐火材料制備技術領域。本發明所述的低導熱抗剝落磚，以合成的低導熱耐堿原料、α氧化鋁微粉、紅柱石和結合粘土為原料，混合制成混合粉體，然后向混合粉體中加入結合劑，壓制成型，干燥，燒成，得到所述的低導熱抗剝落磚；所述的合成的低導熱耐堿原料由以下重量百分含量的原料制成：焦寶石細粉17％～25％，煤矸石細粉40％～55％，硅石細粉20％～43％。本發明所述的低導熱抗剝落磚，導熱系數低、耐堿侵蝕性能好，應用于水泥窯預熱分解帶，使水泥窯熱耗大幅度降低，使用壽命大幅度提高；本發明同時提供了一種科學合理、簡單便于實現工業化的制備方法。

技術領域

本發明涉及一種低導熱抗剝落磚及其制備方法，屬于耐火材料制備技術領域。

背景技術

20世紀以來水泥工業有兩次重大的技術突破，第一次是回轉窯在世紀初得到全面推廣，第二次是預分解技術的出現，這不僅大大提高了水泥窯的熱效率和單機生產能力，促進了水泥工業向大型化、現代化的發展，也相應促進了與之相配套的耐火材料行業的發展。上世紀初至50年代是以粘土、高鋁質耐火材料來滿足以濕法窯為主的傳統回轉窯的生產和發展，50年代以后，在對上述材料的性能進一步完善和提高的基礎上，陸續出現了鎂質耐火材料來適應懸浮預熱、預分解窯技術的發展要求，并隨預分解窯技術進展而不斷改進提高。

關于能耗方面，目前水泥生產熱耗主要包括以下幾個方面，一是水泥熟料反應熱，此部分熱耗對某一特定生產線而言相對固定，約占總熱耗的50％以上；二是外排廢氣帶走熱，約占總熱耗的30～35％；三是全系統散熱損失，這部分包括預熱器、回轉窯、三次風管、篦冷機及窯頭罩等，約占總熱耗的8～12％；四是熟料、收塵灰帶走熱。現由于絕大多數新型干法水泥窯都已配套建設了余熱發電系統，廢氣余熱已得到了較為充分的利用，因此系統的散熱損失大小對熱耗的降低就顯得尤為重要；目前預分解窯的預熱器、分解爐系統、三次風管系統、回轉窯，窯門罩和篦冷機等裝備外表面散熱面積都較大，如一條5000t/d水泥熟料生產線的靜態熱工設備總表面積約為11618m²，單位熟料散熱損失約120～150kJ/kg，回轉窯散熱面積約為1086m²，單位熟料散熱損失約為105～130kJ/kg，二項合計約達到250kJ/kg。目前水泥熟料熱耗國際先進水平約為2842kJ/kg，而國內先進水平為2970kJ/kg，差距中很大一部分是由整體配置耐火材料產品性能不合理造成的。若能將整體配套耐火材料的導熱系數進一步降低，總的散熱損失也將大幅降低。

據《海南某廠5000t/d熟料1#生產線系統標定報告》，窯體系統散熱損失中比重最大的是回轉窯，其表面散熱損失約占系統熱損失的43.7％，占比很大。因此，回轉窯窯襯材料的節能是減少系統散熱損失的關鍵。

2013年8月27日，國家發改委發布《關于加大工作力度確保實現2013年節能減排目標任務的通知》，要求“以節能減排倒逼產業轉型和發展方式加快轉變，下更大決心，用更大氣力，采取更加有力的政策措施，確保2013年全國單位國內生產總值能耗下降3.7％以上。”

中國建筑材料聯合會提出“加快第二代新型干法水泥技術創新和研發”，明確了“優化與提升高能效預熱預分解和燒成技術，提高產品質量和降低能耗，使我國新型干法水泥的技術達到世界領先水平”的中心指導思想，要求水泥熟料熱耗達到2680kJ/kg-cl，通過實施耐火材料性能改進，降低散熱損失，熟料熱耗降低20kJ/kg-cl。

水泥回轉窯預熱分解帶所用耐火材料既承受一定的熱應力，又受到入窯物料堿化合物的化學侵蝕和物料的磨損，并且該段帶也有較高的溫度，也應考慮減少筒體散熱損失。因此，要求該段帶耐火材料要具有良好的耐堿性、耐磨性、隔熱性和良好的熱震穩定性。現有配置下多采用抗剝落高鋁磚，但高鋁磚因其中的氧化鋁含量較高，耐堿性較差，在使用工況下易與堿蒸汽反應而產生堿裂，極易出現剝落，致使用壽命大大降低。并且現有的抗剝落高鋁磚因ZrO₂含量較少或根本未添加而性能大減，因此遠遠不能滿足使用要求。硅莫磚不僅因較高的氧化鋁含量耐堿性較差，又因為所用的SiC原料的特性而導致材料的導熱系數較高，散熱損失較大。