[發明專利]一種協同處置水泥窯用鎂鋁尖晶石磚及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011452149.5
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112456974B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 康劍;馬淑龍;馬飛;王治峰;高長賀;張積禮;倪高金;周新功;孔祥魁
• 申請（專利權）人: 北京金隅通達耐火技術有限公司
• 主分類號: C04B35/043
• 分類號: C04B35/043
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 喬鳳杰

本發明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種協同處置水泥窯用鎂鋁尖晶石磚及其制備方法與應用。所述鎂鋁尖晶石磚，其是以浮選鎂砂、高純鎂砂、電熔鎂鋁尖晶石為主要原料，經高溫處理制得；所述浮選鎂砂、高純鎂砂、電熔鎂鋁尖晶石的質量比為(54～65)：(18～28)：(12～25)。本發明所述鎂鋁尖晶石磚不僅具有適合的常溫耐壓強度、荷重軟化溫度，而且還兼具更高的體積密度及更低的顯氣孔率，燒結致密化程度更高，可有效降低侵蝕性物質的滲透，抗侵蝕性更佳；同時還具有更高的熱震穩定性能、高溫抗折強度及高溫韌性；所述鎂鋁尖晶石磚不僅性能優異，而且成本低廉，其較高的性價比使其應用范圍更為廣泛。

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種鎂鋁尖晶石磚及其制備方法與應用。

背景技術

窯襯是鑲砌在回轉窯筒體內表面的耐火材料，其作用是保護筒體使免受高溫損壞，起隔熱作用，減少散熱損失。回轉窯長期安全運轉是水泥工業增產節約的主要措施之一，而窯襯的壽命長短又直接影響回轉窯的長期安全運轉。

目前市場上所用的鎂鋁尖晶石磚的氣孔率較大、體積密度較低、高溫韌性較差，縮短了其在協同處置水泥窯上的使用壽命。而隨著協同處置水泥技術的發展，大量工業廢棄物等替代原燃料的應用增加了水泥窯中堿、氯、硫的循環量，使得窯襯耐火材料的侵蝕程度進一步加劇；同時水泥窯機械應力引起的磚的移動和窯殼的變形也對窯襯耐火材料的高溫韌性提出了嚴峻的挑戰。

CN103274711A公開了一種高強低導鎂鋁尖晶石磚，其以特定粒度的鎂鋁合成料、電熔鎂砂為原料，經燒結得到的鎂鋁尖晶石磚適用于水泥回轉窯，具有優良的燒結性能、熱震穩定性、抗侵蝕和防滲透性。但在實際使用時，其存在韌性差(水冷熱震次數大于13次)、氣孔率大(26％)、體積密度低(2.6g/cm³)等缺陷，因而無法很好地應對協同處置水泥窯因替代原料所造成的窯襯耐火材料侵蝕加劇以及水泥窯機械應力對于窯襯耐火材料損壞的現狀。

CN110790579A公開了一種無鉻耐火磚，其通過添加高純鎂砂、鐵鋁尖晶石和助溶劑等多種原料，調節耐火材料表面水泥熟料中的溶體粘度、降低液相產生溫度使耐火材料不僅具有良好的掛窯皮性和抗熱震性而且具有良好的柔韌性。但該耐火材料存在原料種類較多、生產工藝復雜和成本較高等缺陷，此外，耐火材料中的鐵可能會因變價產生不利影響，如李紅霞等人研究發現含Fe₂O₃的尖晶石磚都只適用于窯內氣氛穩定、負荷不高的窯。

CN107117976A公開了一種水泥窯過渡帶用鎂鋁尖晶石磚及制備方法，屬于耐火材料領域，原料組成為燒結鎂砂、電熔鎂鋁尖晶石，以木質素磺酸鈣溶液為結合劑，生產時按配比稱取各種原料，混勻后得到混合料，壓制成型，在100℃-200℃下干燥25-35h，于1550-1700℃隧道窯中燒成。本發明產品具有高的體積密度和強度、良好的熱震穩定性、抗侵蝕性、抗磨損性、高的荷重軟化溫度。但燒結鎂砂原料雜質含量較高，不利于產品高溫韌性的提升，原料成本較高，生產中所使用的結合劑木質素磺酸鈣會在生產過程中排放出硫的氧化物如處理不當會造成環境污染。此外，較佳實施例得到的產品指標顯氣孔率16.6％高于本問較佳實施的顯氣孔率14.5％，體積密度2.94g/cm³低于本問較佳實施的體積密度3.03g/cm³，高溫抗折強度較低3.45Mpa會降低其在協同處置水泥窯的使用壽命。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種用于協同處置水泥窯的鎂鋁尖晶石磚，其不僅具有合適的常溫耐壓強度、荷重軟化溫度，而且還兼具更高的體積密度及更低的顯氣孔率，燒結致密化程度更高，可有效降低侵蝕性物質的滲透，抗侵蝕性更佳；同時還具有更高的熱震穩定性能、高溫抗折強度及高溫韌性；所述鎂鋁尖晶石磚不僅性能優異，而且成本低廉，其較高的性價比使其應用范圍更為廣泛。

所述鎂鋁尖晶石磚，其是以浮選鎂砂、高純鎂砂、電熔鎂鋁尖晶石為主要原料，經高溫處理制得；

所述浮選鎂砂、高純鎂砂、電熔鎂鋁尖晶石的質量比為(54～65)：(18～28)：(12～25)。