專利名稱：水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鋁鐵尖晶石磚及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚及其制備方法，屬于耐火材料技術領域。
背景技術：
干法水泥窯高溫帶的窯襯要經受溫度沖擊、機械磨損和堿性熔渣的侵蝕，鎂鉻磚以良好的抗熱震性和抗熔蝕性，較低的價格，在水泥窯高溫帶得到了廣泛使用。但鎂鉻磚中的3價鉻在水泥窯環(huán)境中氧化變成6價鉻，殘余襯磚棄置后使可溶于水的毒性6價鉻進入水資源，帶來嚴重的環(huán)境污染問題。國內外對水泥窯用鎂鉻磚替代材料進行了大量的工作，主要替代材料為方鎂石-鎂鋁尖晶石磚、白云石質磚、鎂鋯鈣磚等，其中方鎂石-鎂鋁尖晶石磚熱穩(wěn)定性好，但掛窯皮性能差、易熔蝕；白云石質磚和鎂鋯鈣磚抗侵蝕性和掛窯皮性能極佳，但結構剝落性差且易水化。奧鎂公司(RHI)研究人員采用電熔法合成高純的鐵鋁尖晶石，引入到氧化鎂磚中，能夠顯著提高材料的掛窯皮能力。如專利CN02106M2. 0所述，該公司以4mm以下鎂砂和電熔鎂鐵鋁尖晶石混合為原料制備了鎂鐵鋁磚，其中電熔鎂鐵鋁尖晶石的成分中 Fe2O3 Al2O3比例為30 70至60-40，并且含有以i^e203+Al203為計量質量的20至60%的 MgO。CN 101851105A，名稱為“鎂鐵鋁尖晶石磚及其制備方法”專利申請中，記載以 5mm以下鎂砂和鎂鐵鋁尖晶石混合為原料制備了鎂鐵鋁磚，其化學重量百分組成為!^e2O3 2. 5 9. 6 % ,Al2O3為2. 9-12 %和Mg076_93 %，XRD譜線顯示主要晶相為FeO. Al2O3，在工業(yè)化規(guī)模生產過程中難以避免大量的殘余方鎂石(MgO)相，且使用過程中抗氧化還原性能不佳。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚，易于粘掛窯皮，且耐高溫性、抗侵蝕性和抗氧化還原性優(yōu)異；本發(fā)明同時提供了方便控制、易于實施的制備方法。本發(fā)明所述的水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚，其化學重量組成百分組成為:Fe203 4 9%, Al2O3 4 7%,MgO 79 88%, ZrO2 0. 05 0. 5%。其XRD譜線主要晶相方鎂石占73 93%，其余次晶相為FeO · Al203、Mg0 · A1203、 MgO · Fe2O3的混合物占7 26%及0-0. 4%的ZrO2。制備方法，以MgO含量為96%以上的97#燒結鎂砂、鎂鐵砂、燒結鎂鐵鋁復合尖晶石為原料，配料質量百分組成為5-3mm粗顆粒10-25%、3_lmm中顆粒15-35%、I-Omm細顆粒 15-30%和< 0. 088mm 細顆粒 30—40%。
5-3mm粗顆粒為MgO含量為96%以上的97#燒結鎂砂、MgO含量為91%以上的鎂鐵砂中的一種或兩種的組合，3-lmm中顆粒為鎂鐵砂、97#燒結鎂砂、燒結鎂鐵鋁復合尖晶石中的一種或兩種的組合，I-Omm細顆粒為97#燒結鎂砂、鎂鐵砂、燒結鎂鐵鋁復合尖晶石中的兩種或三種的組合，< 0. 088mm細顆粒為97#鎂砂、鎂鐵砂、鎂鐵鋁復合尖晶石中的兩種或三種的組合。結合劑為有機結合劑，為樹脂、聚乙烯醇、木質素磺酸鹽和甲基纖維素中的一種或任意幾種的組合。加入量為外加配料總重量1 4%適宜。配料后混合，混合后的原料加入結合劑，經混練、壓制成型、干燥后燒成。壓制成型壓力位50_200MPa。燒成溫度為1500 1650°C，保溫時間為3_8小時。典型的隧道窯燒成溫度制度如下常溫-最高燒成溫度的升溫速度為50-60 V /小時、1500-1650 V保溫3_8小時，保溫時間在3-8小時。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明中使用了 MgO含量為96 %以上的97#燒結鎂砂97#鎂砂、鎂鐵砂、燒結鎂鐵鋁復合尖晶石，并在磚體中引入少量&02，制得的方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚易于粘掛窯皮，且耐高溫性、抗侵蝕性和抗氧化還原性優(yōu)異，可作為鎂鉻材料的替代品，適用于大型回轉窯的高溫帶，解決了水泥窯中鎂鉻磚的鉻污染問題。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例將優(yōu)質97#鎂砂、鎂鐵砂、鎂鐵鋁復合尖晶石按比例加入到混煉機內混合后，外加配料總重量1 4%的有機結合劑，有機結合劑為樹脂、聚乙烯醇、木質素磺酸鹽和甲基纖維素中的一種或任意幾種的組合，混合均勻后在50-200Mpa壓力下壓制成型。坯體經110°C 溫度干燥后，再進行燒成，燒成溫度1500-1650°C，制得方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚。各實施例列表如下
權利要求
1.一種水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚，其特征在于其化學重量組成百分組成為:Fe203 4 9%, Al2O3 4 7%,MgO 79 88%, ZrO2 0. 05 0. 5%。
2.根據(jù)權利要求1所述的水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚，其特征在于其主要物相為MgO,占73 93% ；其余次晶相為FeO · Al203、Mg0 · Al203、Mg0 · Fe2O3的混合物占7 26%及0-0. 4%的&02。
3.—種權利要求1所述的水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚的制備方法，其特征在于以MgO含量為96%以上的97#燒結鎂砂、鎂鐵砂、燒結鎂鐵鋁復合尖晶石為原料，配料質量百分組成為5-3mm粗顆粒10-25 %、3_lmm中顆粒15-35 %、I-Omm細顆粒 15-30%和< 0. 088mm 細顆粒 30-40%。
4.根據(jù)權利要求3所述的水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚的制備方法， 其特征在于燒成溫度為1500 1650°C，保溫時間為3-8小時。
5.根據(jù)權利要求3所述的水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚的制備方法， 其特征在于壓制成型壓力位50-200MPa。
6.根據(jù)權利要求3所述的水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚的制備方法， 其特征在于5-3mm粗顆粒為MgO含量為96%以上的97#燒結鎂砂、MgO含量為91 %以上的鎂鐵砂中的一種或兩種的組合，3-lmm中顆粒為鎂鐵砂、97#燒結鎂砂、燒結鎂鐵鋁復合尖晶石中的一種或兩種的組合，I-Omm細顆粒為97#燒結鎂砂、鎂鐵砂、燒結鎂鐵鋁復合尖晶石中的兩種或三種的組合，< 0. 088mm細顆粒為97#鎂砂、鎂鐵砂、鎂鐵鋁復合尖晶石中的兩種或三種的組合。
7.根據(jù)權利要求3所述的水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚的制備方法， 其特征在于結合劑為有機結合劑，為樹脂、聚乙烯醇、木質素磺酸鹽和甲基纖維素中的一種或任意幾種的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水泥窯高溫帶用方鎂石-鎂鐵-鐵鋁尖晶石磚及其制備方法，屬于耐火材料技術領域，其化學重量組成百分組成為Fe2O3 4～9％、Al2O3 4～7％、MgO 79～88％、ZrO2 0.05～0.5％，易于粘掛窯皮，且耐高溫性、抗侵蝕性和抗氧化還原性優(yōu)異；以MgO含量為96％以上的97#燒結鎂砂、鎂鐵砂、燒結鎂鐵鋁復合尖晶石為原料，配料質量百分組成為5-3mm粗顆粒10-25％、3-1mm中顆粒15-35％、1-0mm細顆粒15-30％和＜0.088mm細顆粒30-40％，壓制成型后燒成，方便控制、易于實施。
文檔編號C04B35/66GK102167608SQ20111005590
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權日2011年3月9日
發(fā)明者馮延春, 劉杰, 張瑛, 李志軍, 李玉強, 逄麗麗, 鄭飛 申請人:淄博工陶耐火材料有限公司