專利名稱：一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
2003年德國(guó)雷法集團(tuán)研究發(fā)現(xiàn)，將預(yù)先合成的鐵鋁尖晶石引入到無(wú)鉻堿性磚中，能夠顯 著提高窯皮的附著性，該制品具有較高的耐火度，良好的抗堿、硫、氯和熟料等侵蝕能力和 抗熱震性。因此，方鎂石-鐵鋁尖晶石磚是鎂鉻磚工業(yè)替代材料中最有希望的一種材料。
水泥回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)期使用鎂鉻磚作為高溫帶窯襯。使用中，磚中的部分鉻會(huì)從0"3+轉(zhuǎn)變?yōu)閯?毒和制癌的Cr6+，從而破壞環(huán)境和威脅人類的健康。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，研制水 泥窯用無(wú)鉻堿性磚勢(shì)在必行。近年國(guó)內(nèi)外在尋找鎂鉻磚的替代材料方面作了大量工作，但效 果均不理想。其替代材料主要為白云石質(zhì)耐火材料和鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火材料。白云石質(zhì)耐火 材料盡管抗熱震性、耐侵蝕性好，掛窯皮性強(qiáng)，但十分容易水化；鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火材料同 樣抗熱震性、耐侵蝕性優(yōu)良，但不易掛窯皮。
在制備方鎂石一鐵鋁尖晶石磚方面，以特級(jí)礬土、鐵鱗和石墨為原料，采用反應(yīng)燒結(jié)法 預(yù)先合成了鐵鋁尖晶石，然后再與鎂砂混合，經(jīng)高溫?zé)芍拼u(劉會(huì)林等，耐火材料， 2003，37(6):333-335)。其工藝復(fù)雜，還需高溫?zé)?，耗時(shí)耗能。 一種方鎂石一鐵鋁尖晶石磚及 其制備方法(CN200710052403.0)專利技術(shù)，采用鎂砂、氧化鋁、鐵鋁尖晶石或鎂鋁尖晶石、 Fe和Fe203混合，外加亞硫酸紙漿廢液做結(jié)合劑，在100(TC 200(TC制磚。與前述方法相比， 此專利工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品的各方面性能也很好，但由于需高溫?zé)疲馁M(fèi)大量的能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、能耗低的水泥窯用無(wú)鉻堿性 磚的制備方法，所制備的無(wú)鉻堿性磚能在服役過(guò)程中原位生成鐵鋁尖晶石，從而具備方鎂石-鐵鋁尖晶石磚的特性，而且能滿足現(xiàn)場(chǎng)的工藝要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在"一種方鎂石一鐵鋁尖晶石磚及其制備 方法"(CN 200710052403.0)專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，先將45 96wt。/。的鎂砂、2~17 wt %的A1203、 1 10wt。/。的Fe、 0 40wty。的鐵鋁尖晶石或鎂鋁尖晶石和0 10wt。/。的Fe203混合，外加3~6wt% 的水玻璃或三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉溶液作結(jié)合劑，然后進(jìn)行混練、成型和烘烤硬化處理。
其中鎂砂顆粒級(jí)配是，5 0.088mm為28 76wt%、 0.088 0mm為17 20wt%;鐵鋁
3尖晶石或鎂鋁尖晶石顆粒級(jí)配是，5 0.088mm為0 23wt%、 0.088 0mm為0 17wt%; Fe、 Fe203和八1203的粒度均為0.088 0mm;成型為機(jī)壓成型，壓力為100~300MPa。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所采用的結(jié)合劑經(jīng)低溫烘烤即可硬化，所產(chǎn)生的耐壓強(qiáng) 度為50 95MPa，該強(qiáng)度完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)的施工要求。本發(fā)明還利用了金屬鐵的塑性增強(qiáng) 增韌作用，添加含金屬鐵物料，將含金屬鐵的物料與含A1203的原料、鎂砂、鐵鋁尖晶石或 鎂鋁尖晶石料混合，所制備的不燒磚體積密度為3.10~3.15g/cm3、顯氣孔率為13~17%，故體 積密度大，強(qiáng)度和韌性好，相對(duì)于"一種方鎂石一鐵鋁尖晶石磚及其制備方法"(CN 200710052403.0)專利技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品，其性能無(wú)明顯的變化。
另外，本發(fā)明的重要特點(diǎn)為典型的要素省略發(fā)明，即省略了 "一種方鎂石一鐵鋁尖晶石 磚及其制備方法"(CN200710052403.0)專利技術(shù)的"在1000 2000。C條件下原位反應(yīng)燒成" 的過(guò)程，利用了不燒磚在使用時(shí)的150CrC左右的高溫環(huán)境，使磚坯內(nèi)含鐵的物料與含A1203 的物料原位化學(xué)反應(yīng)生成了鐵鋁尖晶石，從而具備了方鎂石-鐵鋁尖晶石磚的優(yōu)良特性，故水 泥窯用無(wú)鉻堿性不燒磚的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約能源。另外，在使用過(guò)程中，添加的金屬塑性 相鐵會(huì)慢慢氧化生成鐵鋁尖晶石，沒(méi)有氧化的鐵仍保持金屬塑性，會(huì)慢慢發(fā)揮金屬相的增強(qiáng) 增韌作用，而且鐵鋁尖晶石是慢慢生長(zhǎng)發(fā)育的，晶粒細(xì)小，活性高，對(duì)使用性能的提高有利。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制 實(shí)施例l
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將90 96wt。/。的鎂砂、2-7wt。/。的A1203和 1 5wt。/。的Fe混和，外加上述混合料3 4wty。的水玻璃溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化 處理。
實(shí)施例l中鎂砂的顆粒級(jí)配是，5~0.088mm為60~63wt%、 0.088~0mm為30~33wt%; Fe和A1203的粒度為0.088~0mm;機(jī)壓成型的壓力為150~250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.14g/cm3、顯氣孔率為13~16%、 耐壓強(qiáng)度為60 80MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂 石，還檢測(cè)出FeAb04和MgFe204， MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。 實(shí)施例2
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將85 90wt。/。的鎂砂、2-7wt。/。的A1203、 2 7wt。/。的Fe和2-6wt。/。的Fe203混合，外加上述混合料3.5 4.5wt。/。的三聚磷酸鈉溶液，然后 進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。實(shí)施例2中鎂砂顆粒級(jí)配是，5~0.088mm為58~61wt%、 0.088~0mm為27~29wt%; Fe、Fe203和A1203的粒度均為0.088 0mm;機(jī)壓成型的壓力為100~200MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.10g/cm3、顯氣孔率為15~17%、耐壓強(qiáng)度為50 70MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石，還檢測(cè)出FeAl2OdP MgFe204， MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例3
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將80 85wty。的鎂砂、7~12 wt %的A1203、2 5wt。/。的Fe、 2 8wt。/。的鐵鋁尖晶石和2-4wt。/。的Fe203混合，外加上述混合料4.5 6wt。/。的六偏磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例3中鎂砂顆粒級(jí)配是5 0.088mm為55 58wt%、0.088 0mm為25 27wt%;Fe、 Fe203和A1203的粒度為0.088 0mm;鐵鋁尖晶石的粒度為0.088 0mm，機(jī)壓成型的壓力為150 250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.15g/cm3、顯氣孔率為13 16%、耐壓強(qiáng)度為60 95MPa。經(jīng)1500'C燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石、鐵鋁尖晶石，同時(shí)檢測(cè)出FeAl20^tIMgFe204、 MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例4
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將75 80wt。/。的鎂砂、7 12wt。/。的A1203、2 7wt。/。的Fe和8 14wt。/。的鐵鋁尖晶石混合，外加上述混合料3.5 4.5wt。/。的水玻璃溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例4中鎂砂顆粒級(jí)配是，5~0.088mm為53~55wt%、 0.088~0mm為22~25wt%;Fe和A1203的粒度均為0.088 0mm;鐵鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為6 9wt%、0.088 0mm為2 5wt%，機(jī)壓成型的壓力為100~250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.10g/cm3、顯氣孔率為15~17%、耐壓強(qiáng)度為50 70MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石和鐵鋁尖晶石，還檢測(cè)出FeAl204和MgFe204，MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例5
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將70 75wt。/。的鎂砂、12 17wt。/。的A1203和5 10wt。/。的Fe混和，外加上述混合料3.5 4.5wt。/。的三聚磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例5中鎂砂的顆粒級(jí)配是，5-0.088 mm為60~63wt%、 0.088~0mm為10~12wt%;Fe和A1203的粒度為0.088~0mm;機(jī)壓成型的壓力為150~250MPa。
所制備的不燒磚的主要物理性能是體積密度為3.13g/cm3、顯氣孔率為14~16%、耐壓強(qiáng)度為55 80MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石，還檢測(cè)出FeAl204和MgFe204， MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例6
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將65 70wtn/。的鎂砂、12 17wt。/。的A1203、7 10wt。/。的Fe和6 10wt。/。的Fe2CV混合，外加上述混合料4 5.5wt。/。的六偏磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例6中鎂砂顆粒級(jí)配是，5~0.088mm為58~61wt%、 0.088~0mm為7~9wt%; Fe、Fe203和A1203的粒度均為0.088 Ornm;機(jī)壓成型的壓力為200~300MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.11g/cm3、顯氣孔率為15~17%、耐壓強(qiáng)度為55 70MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石，還檢測(cè)出FeAl2O^QMgFe204， MgAl2CU的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例7
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將60 65wt。/。的鎂砂、7-12wt。/。的A1203、2-7wt。/。的Fe、 14 20wt。/。的鐵鋁尖晶石和3 7wt。/。的Fe203混合，外加上述混合料3~4.5wt%的水玻璃溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例2中鎂砂顆粒級(jí)配是5 0.088mm為45 48wt%、0.088 0mm為15 17wt%;Fe、Fe203和A1203的粒度為0.088 0mm;鐵鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為ll 14wt%、0.088 0mm為3 6wt%,機(jī)壓成型的壓力為150 250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.15g/cm3、顯氣孔率為14 16%、耐壓強(qiáng)度為60 85MPa。經(jīng)1500'C燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石和鐵鋁尖晶石，同時(shí)檢測(cè)出FeAl204和MgFe204、MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例8
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將55 60wt。/。的鎂砂、12 17wt。/。的A1203、2-7wt。/。的Fe和20 26wt。/。的鐵鋁尖晶石混合，外加上述混合料3-4.5wt。/。的三聚磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例8中鎂砂顆粒級(jí)配是，5~0.088mm為45~47wt%、 0.088~0mm為10~13wt°/o;Fe和A1203的粒度均為0.088 Omm;鐵鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為14 17wt%、0.088 0mm為6 9wt%，機(jī)壓成型的壓力為200~300MPa。所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.10g/cm3、顯氣孔率為15~17%、耐壓強(qiáng)度為50 75MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石和鐵鋁尖晶石，還檢測(cè)出FeAl204和MgFe204，MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例9
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將50 55wt。/。的鎂砂、7 12wt。/。的A1203、2-7wty。的Fe、 26~33城％的鐵鋁尖晶石和6-10wt。/。的Fe203混合，外加上述混合料3~4.5wt%的六偏磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例9中鎂砂顆粒級(jí)配是5 0.088mm為40 43wt %、0.088 0mm為10 12wt%;Fe、Fe2Cb和A1203的粒度為0.088 0mm;鐵鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為17 20wt%、0.088 0 mm為9 13wt%,機(jī)壓成型的壓力為150~250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.14g/cm3、顯氣孔率為14 16%、耐壓強(qiáng)度為60 80MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石和鐵鋁尖晶石，同時(shí)檢測(cè)出FeAl204和MgFe204、MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例10
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將45 50wty。的鎂砂、7 12wt。/。的A1203、1 6wt。/。的Fe和33 40wt。/。的鐵鋁尖晶石混合，外加上述混合料4 5 wt %的水玻璃溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例10中鎂砂顆粒級(jí)配是，5~0.088mm為35~38wt%、 0.088~0mm為10~12wt%;Fe和A1203的粒度均為0.088 0mm;鐵鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為20 23wt%、0.088 0mm為13 17wt%，機(jī)壓成型的壓力為100~250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.12g/cm3、顯氣孔率為14~17%、耐壓強(qiáng)度為50 80MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石和鐵鋁尖晶石，還檢測(cè)出FeAl204和MgFe204， MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例11
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將80 85wt。/。的鎂砂、7-12wt。/。的A1203、2 5wt。/。的Fe、 2-8wty。的鎂鋁尖晶石和2 4wt。/。的Fe2CV混合，外加上述混合料4.5 6wt。/。的三聚磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例11中鎂砂顆粒級(jí)配是5 0.088mm為55 58wt%、0.088 0mm為25 27wt%;Fe、 Fe203和Al203的粒度為0.088 0mm;鎂鋁尖晶石的粒度為0.088mm 0mm，機(jī)壓成型的壓力為150 250MPa。
7所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.15g/cm3、顯氣孔率為13 15%、耐壓強(qiáng)度為60 90MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石和鎂鋁尖晶石，同時(shí)檢測(cè)出FeAl204和MgFe204、MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例12
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將75 80wt。/。的鎂砂、7 12wt。/。的A1203、2~7wt%W Fe和8-14wt。/。的鎂鋁尖晶石混合，外加上述混合料3.5 4.5wt。/。的六偏磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例12中鎂砂顆粒級(jí)配是，5-0.088mm為52~55wt%、 0.088 0mm為23~25wt%;Fe和A1203的粒度均為0.088 0mm;鎂鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為6 9wt%、0.088 0 mm為2 5wt%，機(jī)壓成型的壓力為200~300MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.11g/cm3、顯氣孔率為15~17%、耐壓強(qiáng)度為55 70MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石和鎂鋁尖晶石，還檢測(cè)出FeAl204和MgFe204， MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例13
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將60 65wt。/。的鎂砂、7 12wty。的A1203、2-7wt。/。的Fe、 14 20wt。/。的鎂鋁尖晶石和3 7wt。/。的Fe2(V混合，外加上述混合料4.5~6wt%的水玻璃溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例13中鎂砂顆粒級(jí)配是5 0.088mm為45 48wt%、0.088 0mm為15 17wt%;Fe、Fe2Cb和A1203的粒度為0.088 Omm;鎂鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為ll 14wt%、0.088 0mm為3 6wt%，機(jī)壓成型的壓力為150 250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.15g/cm3、顯氣孔率為13 16%、耐壓強(qiáng)度為60 95MPa。經(jīng)1500。C燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石和鎂鋁尖晶石，同時(shí)檢測(cè)出FeAl204和MgFe204、MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。實(shí)施例14
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將55 60wt。/。的鎂砂、12 17wt。/。的A1203、2 7wt。/。的Fe和20 26wt。/。的鎂鋁尖晶石混合，外加上述混合料4 5wt。/。的三聚磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例14中鎂砂顆粒級(jí)配是，5~0.088mm為45~47wt%、 0.088~0mm為10~13wt%;Fe和A1203的粒度均為0.088 Omm;鎂鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為14 17wt%、0.088 Ornrn為6 9wt%，機(jī)壓成型的壓力為200~300MPa。所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.11g/cm3、顯氣孔率為15~17%、 耐壓強(qiáng)度為50 80MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂 石和鎂鋁尖晶石，還檢測(cè)出FeAl204和MgFe204， MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。 實(shí)施例15
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將50 55wt。/。的鎂砂、7-12wtM的A1203、 2 7wt。/。的Fe、 26 33wt。/。的鎂鋁尖晶石和6 10wt。/。的Fe2Cb混合，外加上述混合料4-5wt。/o的 六偏磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
本實(shí)施例15中，鎂砂顆粒級(jí)配是，5 0.088mm為40 43wto/o、0.088 0mm為10 12wt%; Fe、Fe203和A1203的粒度為0.088 0mm;鎂鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為17 20wt%、 0.088 0mm為9 13 wt%，機(jī)壓成型的壓力為150 250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.15g/cm3、顯氣孔率為13 16%、 耐壓強(qiáng)度為65 95MPa。經(jīng)150(TC燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂石 和鎂鋁尖晶石，同時(shí)檢測(cè)出FeAb04和MgFe204、MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。 實(shí)施例16
一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法先將45 50wty。的鎂砂、7 12wt。/。的A1203、 1 6wt。/。的Fe和33 40wt。/。的鎂鋁尖晶石混合，外加上述混合料4.5 6wt。/。的水玻璃溶液，然 后進(jìn)行混練、成型和烘干硬化處理。
在本實(shí)施例16中，鎂砂顆粒級(jí)配是，5 0.088mm為35~38wt%、0.088~0 mm為10~12wt%; Fe和Al203的粒度均為0.088 Omm;鎂鋁尖晶石顆粒級(jí)配是5 0.088mm為20 23wt%、 0.088 0mm為13 17wt%，機(jī)壓成型的壓力為100 250MPa。
所制備的無(wú)鉻堿性磚的主要物理性能是體積密度為3.12g/cm3、顯氣孔率為15~17%、 耐壓強(qiáng)度為50 75MPa。經(jīng)1500'C燒結(jié)3小時(shí)自然冷卻后，XRD檢測(cè)結(jié)果為主晶相是方鎂 石和鎂鋁尖晶石，還檢測(cè)出FeAl204和MgFe204，MgAl204的固溶體，還有少量Fe203和Fe304。
本實(shí)施例l-16所釆用的結(jié)合劑經(jīng)低溫烘烤即可硬化，所產(chǎn)生的耐壓強(qiáng)度為50 95MPa， 該強(qiáng)度完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)的施工要求。本具體實(shí)施方式
還利用了金屬鐵的塑性增強(qiáng)增韌作用， 添加含金屬鐵物料，將含金屬鐵的物料與含A1203的原料、鎂砂、鐵鋁尖晶石或鎂鋁尖晶石 料混合，所制備的不燒磚體積密度為3.10~3.15g/cm3、顯氣孔率為13~17%，故體積密度大， 強(qiáng)度和韌性好，相對(duì)于"一種方鎂石—鐵鋁尖晶石磚及其制備方法"(CN 200710052403.0) 專利技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品，其性能無(wú)明顯的變化。
本具體實(shí)施方式
省略了 "一種方鎂石一鐵鋁尖晶石磚及其制備方法"專利技術(shù)的"在
91000 200(TC條件下原位反應(yīng)燒成"的過(guò)程，利用該制品在使用時(shí)的150(TC左右高溫環(huán)境， 使磚坯內(nèi)含鐵的物料與含A1203的物料原位化學(xué)反應(yīng)生成了鐵鋁尖晶石和含鐵鋁尖晶石的尖 晶石固溶體，從而具備了方鎂石-鐵鋁尖晶石磚的優(yōu)良特性，故水泥窯用無(wú)鉻堿性磚的生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單，節(jié)約能源。另外，在使用過(guò)程中，添加的金屬塑性相鐵會(huì)慢慢氧化生成鐵鋁尖晶石， 沒(méi)有氧化的鐵仍保持金屬塑性，會(huì)慢慢發(fā)揮金屬相的增強(qiáng)增韌作用，而且鐵鋁尖晶石是慢慢 生長(zhǎng)發(fā)育的，晶粒細(xì)小，活性高，對(duì)使用性能的提高有利。
權(quán)利要求
1、一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚的制備方法，其特征在于先將45～96wt％的鎂砂、2～17wt％的Al2O3、1～10wt％的Fe、0～40wt％的鐵鋁尖晶石或鎂鋁尖晶石和0～10wt％的Fe2O3混合，外加上述混合料3～6wt％的水玻璃或三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混練、成型和烘烤硬化處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯用無(wú)鉻堿性磚的制備方法，其特征在于所述的鎂砂顆粒 級(jí)配是，5 0.088mm為28 76wt%、 0.088 0 mm為17 20wt%;鐵鋁尖晶石或鎂鋁尖晶石 顆粒級(jí)配是，5 0.088mm為0 23wt%、 0.088 Omm為0 17wt%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯用無(wú)鉻堿性磚的制備方法，其特征在于所述的Fe203、 Fe和A1203的禾立度均為0.088 0 nim。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯用無(wú)鉻堿性磚的制備方法，其特征在于所述的成型為機(jī) 壓成型，壓力為100 300MPa。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1~4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的水泥窯用無(wú)絡(luò)堿性磚的制備方法制備的水泥窯用 無(wú)鉻堿性磚。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種水泥窯用無(wú)鉻堿性磚及其制備方法。所采用的技術(shù)方案是先將45～96wt％的鎂砂、2～17wt％的Al₂O₃、1～10wt％的Fe、0～40wt％的鐵鋁尖晶石或鎂鋁尖晶石和0～10wt％的Fe₂O₃混合，外加上述混合料3～6wt％的水玻璃或三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉溶液，然后進(jìn)行混煉、成型和烘烤硬化處理。本發(fā)明利用了該制品在使用時(shí)的1500℃左右的高溫環(huán)境，在不燒磚的服役過(guò)程中原位化學(xué)反應(yīng)生成了鐵鋁尖晶石，從而具備了方鎂石-鐵鋁尖晶石磚的優(yōu)良特性。制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需高溫?zé)?，?jié)約能源；在成型壓力作用下，通過(guò)金屬相塑性相變，在磚坯中形成金屬結(jié)合，對(duì)磚坯有增強(qiáng)和增韌作用。因此，磚坯體積密度大，強(qiáng)度高，熱震穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101475391SQ20091006052
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者馮運(yùn)生, 斌 楊, 汪厚植, 王林俊, 泳 范, 顧華志 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué);北京通達(dá)耐火技術(shù)股份有限公司