專利名稱：一種鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚及其制備方法
一種鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及到一種鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著水泥生產(chǎn)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，水泥生產(chǎn)主機(jī)設(shè)備向大型化方向發(fā)展，增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、節(jié)能降耗、降低成本成為生產(chǎn)管理中增加效益的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的耐火磚和隔熱磚大都為單一材質(zhì)，使用時(shí)需將各種性能的磚配合使用，若在相對(duì)固定不動(dòng)的設(shè)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(duì)運(yùn)動(dòng)的設(shè)備上，如回轉(zhuǎn)窯，配合使用就很難滿足要求。一些廠家和研究單位對(duì)此進(jìn)行了研究和攻關(guān)，并推出了一些重質(zhì)材料和輕質(zhì)材料相結(jié)合的復(fù)合磚，但由于輕質(zhì)部分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過(guò)低，無(wú)法滿足使用要求，而且重質(zhì)部分和輕質(zhì)部分因材質(zhì)問(wèn)題容易發(fā)生反應(yīng)，從而影響到產(chǎn)品性能和使用效果，因此沒(méi)有大范圍推廣，還是以重質(zhì)磚為主。
以海螺集團(tuán)10000t/d的回轉(zhuǎn)窯為例，前過(guò)渡帶使用尖晶石磚、燒成帶使用鎂鉻磚，由于前過(guò)渡帶尖晶石磚和燒成帶鎂鉻磚的導(dǎo)熱系數(shù)大(彡2. 7ff/m · K)，使得窯筒體外壁溫度較高(大約在380°C左右，高溫時(shí)能達(dá)420°C )，這樣一方面會(huì)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(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)較大隱患。筒體過(guò)熱增加了機(jī)械設(shè)備的損壞幾率、加速了筒體變形，而筒體變形又加速了內(nèi)襯的機(jī)械破壞，其結(jié)果是掉磚、停窯，影響水泥回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
綜上所述，目前水泥生產(chǎn)行業(yè)急需一種具有耐火、隔熱雙重功能的復(fù)合磚，以使回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶和燒成帶部位的筒體溫度降低，減少散熱損失，改善設(shè)備維護(hù)，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有耐磨性好、耐火度高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大及保溫隔熱性能好的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚及其制備方法，實(shí)現(xiàn)復(fù)合磚的耐火隔熱一體功能，提高回轉(zhuǎn)窯節(jié)能效果。
本發(fā)明的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括以鎂尖晶石鋯質(zhì)材料為原料制備的重質(zhì)工作層、以電熔空心球?yàn)樵现苽涞妮p質(zhì)隔熱層、重質(zhì)工作層與輕質(zhì)隔熱層之間的過(guò)渡層， 所述過(guò)渡層以尖晶石或鎂鋁鉻或鎂鋁鈦或鎂尖晶石鋯為原料制備而成。
上述重質(zhì)工作層的耐火效果好，輕質(zhì)隔熱層的隔熱效果好，而過(guò)渡層可以起到過(guò)渡作用，避免重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層產(chǎn)生反應(yīng)，影響使用效果和壽命。
進(jìn)一步地，為保證耐火效果，所述重質(zhì)工作層包含至少占總重量80%的MgO，占總重量5 15%的Al2O3，占總重量0. 7 3%的&02。其余為原料引入的其他組分。
進(jìn)一步地，為保證隔熱效果，所述輕質(zhì)隔熱層中的電熔空心球是氧化鋁空心球、剛玉空心球、鋁鈣空心球、鋁鈦空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、鎂鋁空心球、鎂鋁鈣空心球、鎂鈣空心球、鎂鉻空心球、鎂鈦空心球、氧化鎂空心球中的一種或一種以上的組合；所述氧化鋁空心球含有至少占總重量98%的Al2O3 ；所述剛玉空心球含有至少占總重量93% 的Al2O3 ；所述鋁鈣空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 99. 9%的CaO ；所述鋁鈦空心球含有占總重量40 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 60%的TiA ；所述鉻剛玉空心球含有占總重量70 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 30 %的Cr2O3 ；所述鋯剛玉空心球含有占總重量90 99. 9 %的Al2O3，且含有占總重量0. 1 10%的^O2 ；所述鎂鋁空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 99. 9%的MgO ；所述鎂鋁鈣空心球含有占總重量0. 01 99. 9%的CaO，且含有占總重量 0. 01 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 01 99. 9%的MgO ；所述鎂鈣空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的CaO，且含有占總重量0.01 99. 9%的MgO;所述鎂鉻空心球含有占總重量70 99. 9 %的MgO，且含有占總重量0. 1 30 %的Cr2O3 ；所述鎂鈦空心球含有占總重量90 99. 9% MgO，且含有占總重量0. 1 10%的TW2 ；所述氧化鎂空心球含有至少占總重量95%的MgO。
進(jìn)一步地，為保證結(jié)構(gòu)致密、各層之間結(jié)合良好，所述過(guò)渡層所用原料由顆粒和細(xì)粉組成，或由空心球和細(xì)粉組成。
本發(fā)明提出的上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括如下步驟
A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10 30分鐘后備用；
B 輕質(zhì)隔熱層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10 30分鐘備用；
C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10 30分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓或機(jī)壓成型；
E 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)80 150°C烘干后，裝窯于1600 1700°C保溫 3 8小時(shí)燒成。
上述結(jié)合劑為硫酸鎂溶液、硫酸鋁溶液、磷酸鋁溶液、木質(zhì)磺酸鹽溶、氯化鋁溶液、 聚磷酸鈉溶液、木質(zhì)磺酸鹽溶液、磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液中的一種或多種，且不同步驟可采用相同或不同的結(jié)合劑。
本發(fā)明的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚引入了過(guò)渡層，能夠避免重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層產(chǎn)生反應(yīng)，使產(chǎn)品在不降低材料使用壽命的情況下具有很好的耐火隔熱效果，從而起到了節(jié)約能耗，降低材料消耗和減少回轉(zhuǎn)窯耐火材料用量的作用，能夠有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命ο


圖1是本發(fā)明的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施實(shí)例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)施例的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括重質(zhì)工作層1、輕質(zhì)隔熱層 3、重質(zhì)工作層1與輕質(zhì)隔熱層3之間的過(guò)渡層2。
其中
重質(zhì)工作層1采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為3 5mm的電熔鎂砂18% ；粒徑為1 3mm的電熔鎂砂20% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔鎂砂 30% ；粒徑為325目的電熔鎂粉20% ；粒徑為325目的電熔剛玉微粉10% ；粒徑為325目的單斜鋯粉2%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鎂溶液，其重量為重質(zhì)工作層重量的2%。
過(guò)渡層2采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于Imm的燒結(jié)尖晶石45%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結(jié)尖晶石25% ；粒徑為325目的燒結(jié)尖晶石粉 30%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鎂溶液，其重量為過(guò)渡層重量的3%。
輕質(zhì)隔熱層3采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于325目的鎂鉻空心球55% ；粒徑為325目的尖晶石微粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鎂溶液， 其重量為輕質(zhì)隔熱層重量的6%。
上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10分鐘后備用；
B 輕質(zhì)隔熱層備料將鎂鉻空心球按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入尖晶石微粉，攪拌30分鐘備用；
C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質(zhì)工作層、過(guò)渡層和輕質(zhì)隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)150°C烘干后，裝窯于1700°C保溫3小時(shí)燒成。
實(shí)施例2
如圖1所示，本實(shí)施例的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括重質(zhì)工作層1、輕質(zhì)隔熱層 3、重質(zhì)工作層1與輕質(zhì)隔熱層3之間的過(guò)渡層2。
其中
重質(zhì)工作層1采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為1 3mm的電熔鎂砂30% ；粒徑大于Imm的電熔尖晶石10% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔鎂砂 20% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔尖晶石10% ；粒徑為325目的電熔鎂粉20% ；粒徑為325目的電熔尖晶石6. 5% ；粒徑為325目的單斜鋯粉3. 5%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鎂溶液，其重量為重質(zhì)工作層重量的2%。
過(guò)渡層2采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于Imm的電熔尖晶石50% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔尖晶石20% ；粒徑為325目的電熔尖晶石粉 30%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鎂溶液，其重量為過(guò)渡層重量的2%。
輕質(zhì)隔熱層3采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于325目的氧化鋁空心球55% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鋁溶液，其重量為輕質(zhì)隔熱層重量的6%。
上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌30分鐘后備用；
B 輕質(zhì)隔熱層備料將氧化鋁空心球按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌30分鐘備用；
C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌30分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質(zhì)工作層、過(guò)渡層和輕質(zhì)隔熱層的高度尺寸比例為1 0.3 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)80°C烘干后，裝窯于1700°C保溫3小時(shí)燒成。
實(shí)施例3
如圖1所示，本實(shí)施例的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括重質(zhì)工作層1、輕質(zhì)隔熱層 3、重質(zhì)工作層1與輕質(zhì)隔熱層3之間的過(guò)渡層2。
其中
重質(zhì)工作層1采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為3 5mm的電熔鎂砂18% ；粒徑為1 3mm的電熔鎂砂20% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔鎂砂 30% ；粒徑為325目的電熔鎂粉20% ；粒徑為325目的電熔剛玉微粉10% ；粒徑為325目的單斜鋯粉2%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為黃糊精溶液，其重量為重質(zhì)工作層重量的2%。
過(guò)渡層2采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的燒結(jié)尖晶石空心球55% ；粒徑為325目的燒結(jié)尖晶石粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為黃糊精溶液，其重量為過(guò)渡層重量的5%。
輕質(zhì)隔熱層3采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于325目的剛玉空心球55% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為磷酸鋁溶液，其重量為輕質(zhì)隔熱層重量的5%。
上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；
B 輕質(zhì)隔熱層備料將剛玉空心球按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌20分鐘備用；
C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌20分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質(zhì)工作層、過(guò)渡層和輕質(zhì)隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)150°C烘干后，裝窯于1600°C保溫5小時(shí)燒成。
實(shí)施例4
如圖1所示，本實(shí)施例的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括重質(zhì)工作層1、輕質(zhì)隔熱層 3、重質(zhì)工作層1與輕質(zhì)隔熱層3之間的過(guò)渡層2。
其中
重質(zhì)工作層1采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為1 3mm的電熔鎂砂30% ；粒徑大于Imm的電熔尖晶石10% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔鎂砂 20% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔尖晶石10% ；粒徑為325目的電熔鎂粉20% ；粒徑為325目的電熔尖晶石6. 5% ；粒徑為325目的單斜鋯粉3. 5%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為木質(zhì)磺酸鹽溶液，其重量為重質(zhì)工作層重量的2%。
過(guò)渡層2采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的電熔尖晶石空心球60% ；粒徑為325目的燒結(jié)尖晶石粉40%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為木質(zhì)磺酸鹽溶液，其重量為過(guò)渡層重量的5%。
輕質(zhì)隔熱層3采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于325目的鎂鈦空心球20% ；粒徑大于325目的氧化鎂空心球40% ；粒徑為325目的剛玉粉40%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為磷酸鎂溶液，其重量為輕質(zhì)隔熱層重量的5%。
上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；
B 輕質(zhì)隔熱層備料將鎂鈦空心球、氧化鎂空心球按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌20分鐘備用；
C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌20分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質(zhì)工作層、過(guò)渡層和輕質(zhì)隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)110°C烘干后，裝窯于1600°C保溫4小時(shí)燒成。
實(shí)施例5
如圖1所示，本實(shí)施例的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括重質(zhì)工作層1、輕質(zhì)隔熱層 3、重質(zhì)工作層1與輕質(zhì)隔熱層3之間的過(guò)渡層2。
其中
重質(zhì)工作層1采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為1 5mm的燒結(jié)鎂砂40%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結(jié)鎂砂30% ；粒徑為325目的燒結(jié)鎂粉20%; 粒徑為325目的α-Al2O3微粉8. 5%;粒徑為325目的單斜鋯粉1. 5%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為黃糊精溶液，其重量為重質(zhì)工作層重量的2%。
過(guò)渡層2采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的燒結(jié)尖晶石空心球55% ；粒徑為325目的燒結(jié)尖晶石粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為黃糊精溶液，其重量為過(guò)渡層重量的5%。
輕質(zhì)隔熱層3采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于325目的鋁鈦空心球17% ；粒徑大于325目的鉻剛玉空心球15% ；粒徑大于325目的鋯剛玉空心球 8% ；粒徑大于325目的鋁鈣空心球15% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為氯化鋁溶液，其重量為輕質(zhì)隔熱層重量的5%。
上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；
B 輕質(zhì)隔熱層備料將鋁鈦空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、鋁鈣空心球按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌20分鐘備用；
C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌20分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質(zhì)工作層、過(guò)渡層和輕質(zhì)隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)110°C烘干后，裝窯于1600°C保溫4小時(shí)燒成。
實(shí)施例6:
如圖1所示，本實(shí)施例的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括重質(zhì)工作層1、輕質(zhì)隔熱層 3、重質(zhì)工作層1與輕質(zhì)隔熱層3之間的過(guò)渡層2。
其中
重質(zhì)工作層1采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為1 5mm的燒結(jié)鎂砂40%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結(jié)鎂砂30% ；粒徑為325目的燒結(jié)鎂粉20%; 粒徑為325目的α-Al2O3微粉8. 5%;粒徑為325目的單斜鋯粉1. 5%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鎂溶液，其重量為重質(zhì)工作層重量的3%。
過(guò)渡層2采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的鎂鋁鉻空心球55%;粒徑為325目的燒結(jié)尖晶石粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鎂溶液，其重量為過(guò)渡層重量的5%。
輕質(zhì)隔熱層3采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于325目的鎂鉻空心球55%;粒徑為325目的尖晶石微粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為聚磷酸鈉溶液， 其重量為輕質(zhì)隔熱層重量的6%。
上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10分鐘后備用；
B 輕質(zhì)隔熱層備料將鎂鉻空心球按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入尖晶石微粉，攪拌30分鐘備用；
C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質(zhì)工作層、過(guò)渡層和輕質(zhì)隔熱層的高度尺寸比例為1 0.2 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)150°C烘干后，裝窯于1700°C保溫3小時(shí)燒成。
實(shí)施例7
如圖1所示，本實(shí)施例的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括重質(zhì)工作層1、輕質(zhì)隔熱層 3、重質(zhì)工作層1與輕質(zhì)隔熱層3之間的過(guò)渡層2。
其中
重質(zhì)工作層1采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為1 5mm的燒結(jié)鎂砂35%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結(jié)鎂砂32% ；粒徑為325目的燒結(jié)鎂粉20%; 粒徑為325目的電熔剛玉微粉12% ；粒徑為325目的單斜鋯粉1%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為硫酸鎂溶液，其重量為重質(zhì)工作層重量的2%。
過(guò)渡層2采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的電熔鎂鋁鈦空心球60% ；粒徑為325目的燒結(jié)尖晶石粉40%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為木質(zhì)磺酸鹽溶液，其重量為過(guò)渡層重量的5%。
輕質(zhì)隔熱層3采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于325目的氧化鋁空心球55% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為磷酸溶液，其重量為輕質(zhì)隔熱層重量的6%。
上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌30分鐘后備用；
B 輕質(zhì)隔熱層備料將氧化鋁空心球按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌30分鐘備用；
C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌30分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質(zhì)工作層、過(guò)渡層和輕質(zhì)隔熱層的高度尺寸比例為1 0.3 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)80°C烘干后，裝窯于1700°C保溫3小時(shí)燒成。
實(shí)施例8:
如圖1所示，本實(shí)施例的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括重質(zhì)工作層1、輕質(zhì)隔熱層 3、重質(zhì)工作層1與輕質(zhì)隔熱層3之間的過(guò)渡層2。
其中
重質(zhì)工作層1采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為1 5mm的燒結(jié)鎂砂40%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結(jié)鎂砂30% ；粒徑為325目的燒結(jié)鎂粉20%;粒徑為325目的α-Al2O3微粉8. 5%;粒徑為325目的單斜鋯粉1. 5%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為黃糊精溶液，其重量為重質(zhì)工作層重量的2%。過(guò)渡層2采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的電熔鎂尖晶石鋯空心球60% ；粒徑為325目的燒結(jié)尖晶石粉40%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為木質(zhì)磺酸鹽溶液，其重量為過(guò)渡層重量的5%。輕質(zhì)隔熱層3采用的原料顆粒級(jí)配及其質(zhì)量百分含量為粒徑大于325目的剛玉空心球55% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時(shí)所采用的結(jié)合劑為磷酸二氫鋁溶液， 其重量為輕質(zhì)隔熱層重量的5%。上述鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法包括以下步驟A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；B 輕質(zhì)隔熱層備料將剛玉空心球按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌20分鐘備用；C 過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌20分鐘備用；D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質(zhì)工作層、過(guò)渡層和輕質(zhì)隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓成型；F 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)150°C烘干后，裝窯于1600°C保溫5小時(shí)燒成。
權(quán)利要求
1.一種鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚，其特征在于包括以鎂尖晶石鋯質(zhì)材料為原料制備的重質(zhì)工作層、以電熔空心球?yàn)樵现苽涞妮p質(zhì)隔熱層、重質(zhì)工作層與輕質(zhì)隔熱層之間的過(guò)渡層，所述過(guò)渡層以尖晶石或鎂鋁鉻或鎂鋁鈦或鎂尖晶石鋯為原料制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚，其特征在于所述重質(zhì)工作層包含至少占總重量80%的MgO，占總重量5 15%的Al2O3，占總重量0. 7 3%的&02。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚，其特征在于所述輕質(zhì)隔熱層中的電熔空心球是氧化鋁空心球、剛玉空心球、鋁鈣空心球、鋁鈦空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、鎂鋁空心球、鎂鋁鈣空心球、鎂鈣空心球、鎂鉻空心球、鎂鈦空心球、氧化鎂空心球中的一種或一種以上的組合；所述氧化鋁空心球含有至少占總重量98%的Al2O3 ；所述剛玉空心球含有至少占總重量93%的Al2O3 ；所述鋁鈣空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 99. 9%的CaO ；所述鋁鈦空心球含有占總重量40 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 60%的TW2 ；所述鉻剛玉空心球含有占總重量70 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 30%的Cr2O3 ；所述鋯剛玉空心球含有占總重量90 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 10%的^O2 ；所述鎂鋁空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 99. 9%的MgO;所述鎂鋁鈣空心球含有占總重量0.01 99. 9% ^ CaO，且含有占總重量0. 01 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 01 99. 9%的MgO;所述鎂鈣空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的CaO，且含有占總重量0.01 99. 9%的MgO ；所述鎂鉻空心球含有占總重量70 99. 9%的MgO，且含有占總重量0. 1 30%的Cr2O3 ；所述鎂鈦空心球含有占總重量90 99. 9% MgO，且含有占總重量0. 1 10%的TW2 ；所述氧化鎂空心球含有至少占總重量95%的MgO。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚，其特征在于所述過(guò)渡層所用原料由顆粒和細(xì)粉組成，或由空心球和細(xì)粉組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法，其特征在于包括如下步驟A 重質(zhì)工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機(jī)中混合均勻，再將骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10 30分鐘后備用；B 輕質(zhì)隔熱層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10 30分鐘備用；C:過(guò)渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，將骨料顆粒按比例和結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10 30分鐘備用；D 成型完成各層的備料之后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動(dòng)加壓或機(jī)壓成型；E 燒成將成型后的坯體取出經(jīng)80 150°C烘干后，裝窯于1600 1700°C保溫3 8小時(shí)燒成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚的制備方法，其特征在于所述結(jié)合劑為硫酸鎂溶液、硫酸鋁溶液、磷酸鋁溶液、木質(zhì)磺酸鹽溶、氯化鋁溶液、聚磷酸鈉溶液、木質(zhì)磺酸鹽溶液、磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液中的一種或多種，且不同步驟可采用相同或不同的結(jié)合劑。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種具有耐磨性好、耐火度高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大及保溫隔熱性能好的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚及其制備方法，實(shí)現(xiàn)復(fù)合磚的耐火隔熱一體功能，提高回轉(zhuǎn)窯節(jié)能效果。本發(fā)明的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚包括以鎂尖晶石鋯質(zhì)材料為原料制備的重質(zhì)工作層、以電熔空心球?yàn)樵现苽涞妮p質(zhì)隔熱層、重質(zhì)工作層與輕質(zhì)隔熱層之間的過(guò)渡層，所述過(guò)渡層以尖晶石或鎂鋁鉻或鎂鋁鈦或鎂尖晶石鋯為原料制備而成。本發(fā)明的鎂尖晶石鋯質(zhì)三層復(fù)合磚引入了過(guò)渡層，能夠避免重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層產(chǎn)生反應(yīng)，使產(chǎn)品在不降低材料使用壽命的情況下具有很好的耐火隔熱效果，從而起到了節(jié)約能耗，降低材料消耗和減少回轉(zhuǎn)窯耐火材料用量的作用，能夠有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102557699SQ20121006911
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者王家邦, 王立旺 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)蘇州工業(yè)技術(shù)研究院