專利名稱：回轉窯用中密度尖晶石磚及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種回轉窯用中密度尖晶石磚及其制備方法，屬于耐火材料技術領域。
背景技術：
隨著水泥生產新技術的不斷出現(xiàn)，水泥生產主機設備向大型化方向發(fā)展，增加產量、提高質量、節(jié)能降耗、降低成本成為生產管理中增加效益的關鍵。現(xiàn)有的耐火磚和隔熱磚大都為單一結構，使用時需將各種性能的磚配合使用，若在相對固定不動的設備上，如隧道窯、倒焰窯，配合使用都能滿足要求；但在一些相對運動的設備上，如回轉窯，配合使用就很難滿足要求。一些廠家和研究單位對此進行了研究和攻關，并推出了一些重質和輕質相結合的復合磚，但由于輕質工作層結構強度過低，無法滿足使用要求而沒有大范圍推廣，還是以重質磚為主。以目前已有的回轉窯為例，前過渡帶使用尖晶石磚、燒成帶使用鎂鉻磚， 由于尖晶石磚和燒成帶使用的鎂鉻磚的導熱系數(shù)大O 2. 7W/m*K)，使得窯筒體外壁溫度較高(大約在380°C左右，高溫時能達420°C )。筒體外壁溫度較高，一方面使窯筒體散熱增加， 從而加大熟料熱耗，引起熟料單位成本增加；另一方面極易使筒體受熱膨脹，致使窯中部托輪瓦溫度升高，尤其是在使用后期或夏季給設備的正常運行帶來較大隱患。筒體過熱增加了機械設備的損壞幾率、加速了筒體變形，而筒體變形又加速了內襯的機械破壞，其結果是掉磚、停窯，影響水泥回轉窯的運轉率。因此若能在該部位使用耐火、隔熱雙重功能的復合磚不僅使過渡帶部位的筒體溫度降低，減少散熱損失，而且也有利于設備維護，提高設備運轉率。使用重質輕質層狀復合磚雖然能夠明顯降低散熱損失，但重質層和輕質層之間的結合強度和性能匹配性一直是難以解決的問題，本發(fā)明通過在高密度尖晶石磚中引入輕質骨料來降低產品密度，則能夠避免此問題產生，并且能夠達到同樣的節(jié)能效果。發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種回轉窯用中密度尖晶石磚，它具有導熱系數(shù)低，抗熱震性能好，抗侵蝕能力強，重量輕的優(yōu)點。本發(fā)明還公開了該回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是回轉窯用中密度尖晶石磚，其組分中包括有顆粒料、粉料、結合劑以及輕質骨料。
所述回轉窯用中密度尖晶石磚的密度為2. (Γ2. 5 g/cm3。
所述輕質骨料為氧化鎂空心球、鎂鋁空心球、鎂鉻空心球、鎂鈣空心球、鎂鈦空心球中的至少一種。
所述輕質骨料的粒度規(guī)格為CTlmm、CT3mm、Cr5mm中的至少一種。
所述顆粒料包括有(T5mm的鎂砂。
所述粉料包括有不大于180`目的尖晶石粉、不大于180目的鎂砂粉。
所述結合劑為工業(yè)木質磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液、黃糊精熔液中的一種。
所述中密度尖晶石磚的組分中，按重量份計，包括有(T5mm的鎂砂25飛5份、不大于180目的鎂砂粉11 25份、不大于180目的尖晶石粉9 22份、輕質骨料10 30份、外加結合劑4 8份。
本發(fā)明的回轉窯用中密度尖晶石磚具有的優(yōu)點是導熱系數(shù)低、抗熱震性能好、重量輕。本發(fā)明的回轉窯用中密度尖晶石磚在常用的高密度尖晶石磚組分中增加輕質骨料降低了產品密度。同時，由于輕質骨料的導熱系數(shù)較低，則使該回轉窯用中密度尖晶石磚具有較低的導熱系數(shù)。而輕質骨料能夠和其他組分較好的結合，從而該回轉窯用中密度尖晶石磚的抗熱震性能較好。經(jīng)測試，該回轉窯用中密度尖晶石磚的密度為2. (Γ2. 5g/cm\350°C 導熱系數(shù)不大于1. 4ff/m. k，均低于高密度尖晶石磚的平均密度和導熱系數(shù)。而該回轉窯用中密度尖晶石磚的不低于35MPa，能夠滿足實際使用的需要。即該回轉窯用中密度尖晶石磚使用過程中能夠降低散熱損失，減少能源和設備動力消耗，起到改善工作環(huán)境和節(jié)能減排的作用。
本發(fā)明的回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料:將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，機壓成型；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)80 150°C烘干后，裝窯于155(Tl720°C保溫 6 12h形成成品。
所述步驟B中機壓成型時輕質骨料的破損率不大于15%。
該方法較好的保證了該回轉窯用中密度尖晶石磚的質量參數(shù)，且生產工藝參數(shù)、 方法、設備均無特別要求，易于實現(xiàn)。
具體實施方式
以下所述僅為 本發(fā)明的較佳實施例，并不因此而限定本發(fā)明的保護范圍。
以下實施例中輕質骨料為氧化鎂空心球、鎂鋁空心球、鎂鉻空心球、鎂鈣空心球、 鎂鈦空心球中的至少一種。顆粒料包括有(Γ5_的鎂砂。粉料包括有不大于180目的尖晶石粉、不大于180目的鎂砂粉。結合劑為工業(yè)木質磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液、黃糊精熔液中的一種。通過添加輕質骨料及機壓成型使該回轉窯用中密度尖晶石磚的密度為2.O 2. 5g/cm3。
實施例1本實施例中采用的原料及重量份為(T5mm的鎂砂65份、不大于180目的鎂砂粉11 份、不大于180目的尖晶石粉14份、(T5mm氧化鎂空心球10份、外加結合劑工業(yè)木質磺酸鹽溶液4份。
回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料:將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，在震動壓機上震動成型為坯體，震動壓力為30噸，產品密度為2. 5g/cm3,空心球破碎率10% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)80°C烘干后，裝窯于1550°C保溫12h形成成品。
本實施例中氧化鎂空心球的粒度也可以是中的一種，或粒度為 0^1mm>0^3mm>0^5mm中的至少2種的任意組合。
實施例2本實施例中采用的原料及重量份為(T5mm的鎂砂25份、不大于180目的鎂砂粉25 份、不大于180目的尖晶石粉20份、O Imm鎂鋁空心球15份、O 3mm鎂鉻空心球15份、 外加結合劑甲基纖維素溶液8份。
回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料:將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，采用300噸壓機沖壓成型，控制行程，保持產品尺寸固定，產品達到密度為2. Og/cm3，輕質骨料破碎率為8% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)150°C烘干后，裝窯于1720°C保溫6h形成成品。
實施例3本實施例中采用的原料及重量份為(T5mm的鎂砂47份、不大于180目的鎂砂粉23 份、不大于180目的尖晶石粉9份、(T3mm鎂鈣空心球21份、外加結合劑黃糊精熔液6份。
回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料:將顆粒料和輕質骨料與·結合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入尺寸固定的模具中，在震動壓機上震動成型為坯體，震動壓力為30噸，產品密度為2. 2g/cm3，輕質骨料破碎率為11% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)110°C烘干后，裝窯于1650°C保溫8h形成成品。
本實施例中鎂I丐空心球的粒度也可以是O lmm、0 5mm中的一種,或粒度為O 1mm、 (T3mm、(T5mm中的至少2種的任意組合。
實施例4本實施例中采用的原料及重量份為(T5mm的鎂砂50份、不大于180目的鎂砂粉13 份、不大于180目的尖晶石粉22份、(Tlmm鎂鈦空心球15份、外加結合劑黃糊精熔液5份。
回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，采用150噸壓機油壓成型，控制行程，保持產品尺寸固定，產品密度為2. 3g/cm3，輕質骨料破碎率為15% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)80°C烘干后，裝窯于1600°C保溫IOh形成成品O
本實施例中鎂鈦空心球的粒度也可以是O 3mm、0 5mm中的一種,或粒度為O 1mm、 (T3mm、(T5mm中的至少2種的任意組合。
實施例5本實施例中采用的原料及重量份為(T5mm的鎂砂40份、不大于180目的鎂砂粉19 份、不大于180目的尖晶石粉16份、(T3mm鎂鈣空心球25份、外加結合劑黃糊精熔液6份。
回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料:將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入尺寸固定的模具中，在震動壓機上震動成型為坯體，震動壓力為30噸，產品密度為2. 2g/cm3，輕質骨料破碎率為12% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)100°C烘干后，裝窯于1700°C保溫8h形成成品。
實施例6與實施例1的區(qū)別僅在于氧化鎂空心球以鎂鋁空心球代替。
實施例7與實施例3的區(qū)別僅在于鎂鈣空心球以鎂鉻空心球代替。
實施例8與實施例4的區(qū)別僅在于鎂鈦空心球以氧化鎂空心球、鎂鋁空心球、鎂鉻空心球、鎂隹丐空心球、鎂鈦空心球中的至少二種代替,且他們的粒度采取0 lmm、0 3mm、0 5mm中的任意一種或多種。
取以上實施例所得成品進行常規(guī)實驗分析，各成品的性能參數(shù)和高密度尖晶石磚的參數(shù)對比見下表本發(fā)明中所制備的回轉窯用中密度尖晶石磚與常用的高密度尖晶石磚的性能對比
權利要求
1.回轉窯用中密度尖晶石磚，其組分中包括有顆粒料、粉料、結合劑以及輕質骨料。
2.根據(jù)權利要求1所述的回轉窯用中密度尖晶石磚，其特征在于所述回轉窯用中密度尖晶石磚的密度為2. (Γ2. 5 g/cm3。
3.根據(jù)權利要求2所述的回轉窯用中密度尖晶石磚，其特征在于所述輕質骨料為氧化鎂空心球、鎂鋁空心球、鎂鉻空心球、鎂鈣空心球、鎂鈦空心球中的至少一種。
4.根據(jù)權利要求3所述的回轉窯用中密度尖晶石磚，其特征在于所述輕質骨料的粒度規(guī)格為O I謹、O 3謹、O 5謹中的至少一種。
5.根據(jù)權利要求4所述的回轉窯用中密度尖晶石磚，其特征在于所述顆粒料包括有 O 5mm的鎂砂。
6.根據(jù)權利要求5所述的回轉窯用中密度尖晶石磚，其特征在于所述粉料包括有不大于180目的尖晶石粉、不大于180目的鎂砂粉。
7.根據(jù)權利要求6所述的回轉窯用中密度尖晶石磚，其特征在于所述結合劑為工業(yè)木質磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液、黃糊精熔液中的一種。
8.根據(jù)權利要求7所述的回轉窯用中密度尖晶石磚，其特征在于所述中密度尖晶石磚的組分中，按重量份計，包括有(T5mm的鎂砂25飛5份、不大于180目的鎂砂粉11 25 份、不大于180目的尖晶石粉9 22份、輕質骨料10 30份、外加結合劑4 8份。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，機壓成型；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)80 150°C烘干后，裝窯于155(Tl720°C保溫 6 12h形成成品。
10.根據(jù)權利要求9所述的回轉窯用中密度尖晶石磚的制備方法，其特征在于所述步驟B中機壓成型時輕質骨料的破損率不大于15%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回轉窯用中密度尖晶石磚及其制備方法，通過在高密度尖晶石磚中引入輕質骨料降低產品密度，所采用的原料及重量份為0~5mm的鎂砂25~65份、不大于180目的鎂砂粉11~25份、不大于180目的尖晶石粉9~22份、輕質骨料10~30份、外加結合劑4～8份。制備過程經(jīng)過拌料、成型、干燥及燒成等工藝。本發(fā)明所制備的中密度尖晶石磚與高密度尖晶石磚相比，具有導熱系數(shù)低，抗熱震性能優(yōu)異，重量輕等優(yōu)點，使用過程中能夠降低散熱損失，減少能源和設備動力消耗，起到改善工作環(huán)境和節(jié)能減排的作用。
文檔編號C04B35/66GK103058684SQ20131002912
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權日2013年1月25日
發(fā)明者王家邦 申請人:蘇州羅卡節(jié)能科技有限公司