專利名稱：鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火磚，尤其是涉及一種兼具鎂鐵尖晶石磚和隔熱磚雙重特點(diǎn)的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚。
背景技術(shù)：
由于水泥回轉(zhuǎn)窯高溫帶窯襯長(zhǎng)期使用的直接結(jié)合鎂鉻磚中的部分鉻遇水會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閯《竞椭掳┪镔|(zhì)，破壞環(huán)境并威脅人們的健康，歐美地區(qū)早在上世紀(jì)90年代已經(jīng)明令禁止含鉻耐火材料用于水泥行業(yè)。受我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的制約和水泥エ業(yè)及耐火材料エ業(yè)發(fā)展起步較晚的影響，我國(guó)水泥行業(yè)仍一直大量采用直接結(jié)合鎂鉻磚作為內(nèi)襯耐火材料，隨著含 鉻質(zhì)耐火材料在使用過程中所帯來的一系列環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，此問題已引起了人們的廣泛重視，加速實(shí)現(xiàn)我國(guó)水泥窯用耐火材料無鉻化已是行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。現(xiàn)有的鎂鐵尖晶石磚雖具有耐壓強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，但是導(dǎo)熱系數(shù)偏高是該產(chǎn)品的最大弊端，由于回轉(zhuǎn)窯外殼全部裸露在空氣中，導(dǎo)熱系數(shù)過高將明顯增加燃料消耗，并且增加胴體溫度，為確保胴體溫度不高，用戶不得不提前換磚維修，這樣不僅影響了產(chǎn)品的合理役齡，更使用戶增加了燃料消耗和使用成本，所以從國(guó)外同類產(chǎn)品面世至今，鎂鐵尖晶石磚在水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶的使用一直得不到廣泛推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種兼具鎂鐵尖晶石磚和隔熱磚雙重特點(diǎn)的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，該磚既保持了鎂鐵尖晶石磚的常溫耐壓強(qiáng)度好、熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕能力強(qiáng)、易于粘掛窯皮的特性，又具有導(dǎo)熱系數(shù)低、可有效降低窯爐酮體溫度的雙重特性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明所述的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，包括磚體，所述磚體由耐火層和隔熱層壓制、燒結(jié)而成；首先將耐火層和隔熱層原料分別用濕碾機(jī)混煉后，再分別送入由插板分為兩部分的模具腔中，取出插板，以大于20Mpa的壓カ壓制成半成品磚坯，經(jīng)110°C干燥后在弱還原氣氛下，經(jīng)1300-1500°C燒制而成，所述成品磚體耐火層的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為MgO80-90% ；Fe203 4-8% ；A1203 4-8% ;余量為雜質(zhì)；所述耐火層的體積密度為2. 95-3. 05 g/cm3,常溫耐壓強(qiáng)度不低于70Mpa，荷重軟化溫度為1600-1700°C，1100°C水冷抗熱震穩(wěn)定性不低于10次，導(dǎo)熱系數(shù)為3. 2-3. 3w/m. k ;所述成品磚體隔熱層的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為MgO60-68%、SiO2 22-28%，余量為Fe2O3、Ca。、Al2O3等雜質(zhì)；隔熱層的體積密度為2. 30-2. 40g/cm3 ,導(dǎo)熱系數(shù)為 I. 2-1. 4w/m. k。所述耐火層原料的重量份配比及粒度級(jí)配為粒度O. l-5mm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒料45-65份，粒度O. 1-2_的合成鎂鐵鋁尖晶石顆粒料8-12份，200目的還原鐵粉O. 5-2份，200目的電熔鎂砂細(xì)粉10-20份，325-400目的高純鎂砂細(xì)粉15份，磺酸鈣溶液3-5 份。所述45-65份粒度O. I-5mm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒料又可以分為5mm彡粒度> 3mm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒20-30份；3mm >粒度> Imm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒15-20份；lmm彡粒度> O. Imm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒10-15份。所述隔熱層原料的重量份配比及粒度級(jí)配為粒度O. l_5mm的橄欖石顆粒料50-65份，鋸末/聚輕球3-8份，200目的橄欖石細(xì)粉25-35份，木質(zhì)素溶液3_5份。所述50-65份粒度O. I-5mm的橄欖石顆粒料又可以分為5mm彡粒度> 3mm的橄欖石顆粒料25-30份，3mm彡粒度> Imm的橄欖石顆粒料15-20份，Imm彡粒度> O. Imm的橄欖石顆粒料10-15份。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于使功能、性質(zhì)不同的兩種材料在一塊磚體上體現(xiàn)，磚體上的エ作層和隔熱層既有明顯區(qū)分又實(shí)現(xiàn)了緊密結(jié)合，使一塊磚體同時(shí)兼具鎂鐵尖晶石磚的常溫耐壓強(qiáng)度好，熱震穩(wěn)定性好，抗侵蝕能力強(qiáng)、易于粘掛窯皮的特性和隔熱磚導(dǎo)熱系數(shù)低可有效降低胴體溫度的雙重特點(diǎn)。 耐火層通過添加微粉和高壓成型的方式，促使磚體在較低溫度條件下完成燒結(jié)并獲得較高強(qiáng)度，以通過低溫?zé)Y(jié)和添加微粉封閉氣孔的方式阻止磚體內(nèi)所含的ニ價(jià)氧化亞鐵在高溫狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r(jià)鐵的幾率和數(shù)量，使磚體內(nèi)可以促使水泥回轉(zhuǎn)窯窯皮穩(wěn)定的氧化亞鐵最大限度的以ニ價(jià)狀態(tài)存在，同時(shí)還可使磚體具有較好的韌性。本發(fā)明磚體的耐火層不僅具有耐壓強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、熱蠕變性能好、荷重軟化溫度高的特點(diǎn)外，同時(shí)還具有比直接結(jié)合鎂鉻磚更易于粘掛窯皮的特性，有效地解決了水泥窯用鎂鉻磚在使用過程中生成六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境造成污染的難題，是替代直接結(jié)合鎂鉻磚的理想無鉻產(chǎn)品。隔熱層采用導(dǎo)熱率低且廉價(jià)易得、同樣屬于堿性材料的橄欖石作為主要材料，并添加鋸末/聚輕球使磚體隔熱層獲得較高的氣孔率，進(jìn)ー步降低磚體隔熱層的體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)。本發(fā)明磚體由耐熱層(工作層)和隔熱層兩部分組成，集耐火與隔熱功能于一體，有效彌補(bǔ)了鎂鐵尖晶石磚導(dǎo)熱率高的缺點(diǎn)，可滿足用戶要求的耐火性能好與節(jié)能降耗的雙重需求，是新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶使用的新型節(jié)能環(huán)保耐火材料，本發(fā)明加快了我國(guó)水泥行業(yè)用耐火材料的無鉻化進(jìn)程，并將進(jìn)一步推進(jìn)水泥行業(yè)的節(jié)能減排。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，其磚體由耐火層和隔熱層壓制、燒結(jié)而成；首先將耐火層和隔熱層原料分別用濕碾機(jī)按常規(guī)エ藝混煉后，再分別送入由插板將其分為兩部分的模具腔中，然后取出插板，在模具中用壓カ機(jī)以不低于20Mpa的壓制カ壓制成半成品磚坯，磚坯經(jīng)110°C干燥后在弱還原氣氛下，入隧道窯升溫至1300-1500°C，保溫6-10小時(shí)后自然冷卻而得成品磚體。其中的耐火層原料的重量份配比及粒度級(jí)配為5mm彡粒度> 3mm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒20-30份；3mm >粒度> Imm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒15-20份；lmm >粒度> O. Imm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒10-15份，粒度O. l_2mm的合成鎂鐵鋁尖晶石顆粒料8-12份，200目的還原鐵粉O. 5-2份，200目的電熔鎂砂細(xì)粉10-20份，325-400目的高純鎂砂細(xì)粉15份，外加木質(zhì)素磺酸鈣溶液3-5份。其中的隔熱層原料的重量份配比及粒度級(jí)配為5mm >粒度> 3mm的橄欖石顆粒料25-30份，3mm彡粒度> Imm的橄欖石顆粒料15-20份，Imm彡粒度> O. Imm的橄欖石顆粒料10-15份；粒度O. l-5mm的橄欖石顆粒料50-65份，鋸末/聚輕球3_8份，200目的橄欖石細(xì)粉25-35份，外加木質(zhì)素溶液3-5份。 燒制成的成品磚體耐火層的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為MgO 80-90% ；Fe2034-8% ；A1203 4-8% ;余量為雜質(zhì)(SiO2、CaO及其它雜質(zhì)成份總量在ト2. 5%)；耐火層的體積密度為2.95-3.05 g/cm3,常溫耐壓強(qiáng)度不低于70Mpa，荷重軟化溫度為1600-1700 0C，1100°C水冷抗熱震穩(wěn)定性不低于10次，導(dǎo)熱系數(shù)為3. 2-3. 3w/m. k ;成品磚體隔熱層的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為MgO 60-68%、SiO2 22-28%，余量為Fe2O3、CaO, Al2O3等雜質(zhì)，隔熱層的體積密度為2. 30-2. 40 g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為I. 2-1. 4w/m.k。下表為本發(fā)明的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚與奧地利RHI公司同類產(chǎn)品的性能對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，包括磚體，其特征在于所述磚體由耐火層和隔熱層壓制、燒結(jié)而成；首先將耐火層和隔熱層原料分別用濕碾機(jī)混煉后，再分別送入由插板將其分為兩部分的模具腔中，取出插板，以大于20Mpa的壓力壓制成半成品磚坯，經(jīng)110°C干燥后在弱還原氣氛下，經(jīng)1300-1500°C燒制而成，所述成品磚體耐火層的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為MgO 80-90% ；Fe203 4-8% ;A1203 4_8% ;余量為雜質(zhì)；所述耐火層的體積密度為2. 95-3. 05 g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度不低于70Mpa，荷重軟化溫度為1600-1700°C，1100°C水冷抗熱震穩(wěn)定性不低于10次，導(dǎo)熱系數(shù)為3. 2-3. 3w/m. k ;所述成品磚體隔熱層的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為MgO 60-68%、SiO2 22-28%，余量為雜質(zhì)；隔熱層的體積密度為2. 30-2.40 g/cm3 ,導(dǎo)熱系數(shù)為 I. 2-1. 4w/m. k。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，其特征在于所述耐火層原料的重量份配比及粒度級(jí)配為粒度O. l-5mm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒料45-65份，粒度O.I-2mm的合成鎂鐵鋁尖晶石顆粒料8_12份，200目的還原鐵粉O. 5-2份，200目的電熔鎂砂細(xì)粉10-20份，325-400目的高純鎂砂細(xì)粉15份，木質(zhì)素磺酸鈣溶液3_5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，其特征在于所述45-65份粒度O.I-5mm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒料又可以分為5_ >粒度> 3_的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒20-30份；3mm彡粒度> Imm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒15-20份；lmm彡粒度>O.Imm的高純鎂砂/電熔鎂砂顆粒10-15份。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，其特征在于所述隔熱層原料的重量份配比及粒度級(jí)配為粒度O. l-5mm的橄欖石顆粒料50-65份，鋸末/聚輕球3_8份，200目的橄欖石細(xì)粉25-35份，木質(zhì)素溶液3-5份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，其特征在于所述50-65份粒度O.I-5mm的橄欖石顆粒料又可以分為5mm >粒度> 3mm的橄欖石顆粒料25-30份,3mm彡粒度> Imm的橄欖石顆粒料15-20份，Imm彡粒度> O. Imm的橄欖石顆粒料10-15份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂鐵尖晶石隔熱復(fù)合磚，由耐火層和隔熱層壓制燒結(jié)而成，耐火層主要用高純鎂砂/電熔鎂砂及合成鎂鐵鋁尖晶石為主料，隔熱層以鎂橄欖石為主料，通過添加微粉和高壓成型的方式，促使磚體在較低溫度下完成燒結(jié)并獲得較高強(qiáng)度。耐火層通過添加微粉封閉氣孔的方式阻止其內(nèi)所含的二價(jià)氧化亞鐵在高溫狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r(jià)鐵,促使水泥回轉(zhuǎn)窯窯皮穩(wěn)定的氧化亞鐵最大限度的以二價(jià)狀態(tài)存在；隔熱層采用橄欖石為主要原料,并添加鋸末/聚輕球使磚體的隔熱層獲得較高的氣孔率，進(jìn)一步降低磚體隔熱層的體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)。本發(fā)明復(fù)合磚集耐火與隔熱功能于一體，有效彌補(bǔ)了鎂鐵尖晶石磚導(dǎo)熱率高的缺點(diǎn)，可滿足用戶對(duì)耐火性能與節(jié)能降耗的雙重需求。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102674866SQ201210183879
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者付鴻正, 宋彩紅, 宋祿峰, 宋金標(biāo), 宋馬峰, 崔潘娜, 樊建令, 詹帥鋒, 趙章明 申請(qǐng)人:鄭州真金耐火材料有限責(zé)任公司