水泥窯用新型a-c質(zhì)耐火材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐火材料及其制備方法，特別是涉及一種低導熱率的水泥窯用 新型A-C質(zhì)耐火材料及其制備方法，屬于耐火材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泥窯用耐火材料的使用壽命與使用效果直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益與環(huán)保、降 耗水平。由于水泥窯胴體裸露室外，表面積大，熱量散失嚴重，除造成巨大能源浪費外，更容 易造成窯體變形而影響設(shè)備的使用壽命與運轉(zhuǎn)質(zhì)量。故要求材料本身除具備一般水泥窯用 耐材應(yīng)具備的性質(zhì)外，更要突出具備優(yōu)異的保溫效果。
[0003] A-C質(zhì)耐火磚其材質(zhì)本身的特殊性質(zhì)使之與窯料有很高的親和性，有其他材料無 法比擬的"易掛窯皮"特點，有利于提高材料使用壽命。為順應(yīng)當今水泥窯用耐火材料的發(fā) 展趨勢，迫切需要開發(fā)出一種新型無鉻水泥窯耐火材料，而本發(fā)明給出的水泥窯用新型A-C 質(zhì)耐火材料的環(huán)保作用，及1. 4-3. 0W/MK的導熱率、在窯體保溫節(jié)能環(huán)節(jié)上顯現(xiàn)的優(yōu)勢使 A-C材料具有更加廣泛的用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，經(jīng)反 復(fù)研究和大量實驗后，推出一種理化性能優(yōu)良，易掛窯皮、熱震穩(wěn)定性高、節(jié)能環(huán)保效果具 佳且易于生產(chǎn)操作的新型水泥窯用無鉻耐火材料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明通過采用合成新型A-C質(zhì)材料制作水泥窯燒成帶用磚來實現(xiàn)上述目的，本 發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：這種水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料，其特點是。
[0006] 本發(fā)明的材料成分為： 組分 重量百分比（％); Ai203 80-95% ； CaO 4-10% ； MgO0-10% 。
[0007] 本發(fā)明的材料性能為： 導熱系數(shù)?W/M?K: 1. 4-3. 0W/M?K； 體積密度?G/CM3 : 合成原料：2. 95-3. 05 ; 材料制品：2. 70-2. 85 ; 熱震穩(wěn)定性?次： 6-8 ; (1KKTC-水冷）； 常溫耐壓強度：40MPa。
[0008] 為更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，優(yōu)選的該耐火材料的組成為： 組分 重量百分比（％) Ai203 92% CaO 8%。
[0009] 該耐火材料的指標為： 導熱系數(shù)： 1.40-L80W/M.K; 體積密度： 2. 75G/CM3 ; 熱震穩(wěn)定性（1l〇〇°C-水冷）：7次； 常溫耐壓強度：40MPa。
[0010] 為更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，優(yōu)選的該耐火材料的組成為： 組分 重量百分比（％) Ai203 95% CaO 5%。
[0011] 該耐火材料的指標為： 導熱系數(shù)： 2. 0-2. 5W/M?K； 體積密度： 2. 80G/CM3 ; 熱震穩(wěn)定性（1l〇〇°C-水冷）：8次； 常溫耐壓強度：40MPa。
[0012] 為更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，優(yōu)選的該耐火材料的組成為： 組分 重量百分比（％); A1203 83. 5% ； CaO 7% ； MgO 9. 5%。
[0013] 該耐火材料的指標為： 導熱系數(shù)： 1. 80-3. 0W/M?K; 體積密度： 2. 85G/CM3 ; 熱震穩(wěn)定性（1l〇〇°C-水冷）：6次； 常溫耐壓強度：40MPa。
[0014] 本發(fā)明給出的水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料的制備方法，其特點如下。
[0015] 步驟1.原始原料的合成制備： (1) 將工業(yè)鋁氧與CaO粉(調(diào)質(zhì)改性時也可添加少量MgO粉）按一定的重量比混合，控 制原料中A/C比值，將其限制在8-24之間； (2) 使用球磨機將上述混合粉共磨至0. 045mm以下，使其充分均勻密合，細微顆粒表面 缺陷增加，活性增強，密度提高； (3) 共磨粉加入10%的比重為1. 3KG/DM3的亞硫酸紙漿廢液拌勻擠壓成坯，成型壓力不 低于200MPa坯體密不低于2. 60KG/DM3 ; (4) 坯體在80-120°C的干燥窯內(nèi)干燥48小時后，裝窯碼車入隧道窯1700-1720°C燒結(jié)， 保溫時間不低于180min; (5) 燒結(jié)后材料顆粒滿足2. 95-3. 05G/CM3。
[0016] 步驟2.材料制品的制作： a.根據(jù)上述原始料理化檢驗結(jié)果制定成型工藝；l-4mm： 50% ； 〇-lmm: 20% ; 0. 074mm：30°/〇 ； 濃縮亞硫酸紙漿廢液加入量4%。
[0017] 成型壓力不低于240MPa。
[0018]b.成型磚坯在80-120°C干燥窯內(nèi)干燥16小時后碼車入窯。
[0019]c. 1600-1620°C燒成，保溫時間不低于180min。
[0020] d.出窯成品磚外觀、尺寸及斷面檢查合格，理化性能要滿足下列要求。
[0021] (1)化學成分： Ai203 80-95% ； CaO 4-10%； MgO 0-10%。
[0022] (2)物理指標： 常溫耐壓強度： 40MPa; 體積密度： 2. 70-2. 85G/CM3; 熱震穩(wěn)定性（1l〇〇°C-水冷）：6-8次； 導熱系數(shù)： 1. 4-3. 0W/M?K。
[0023] 本發(fā)明給出新型A-C質(zhì)耐火材料在水泥窯的砌筑及使用方法與常規(guī)磚種操作方 法相同，且使用后的水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料制成的耐火磚經(jīng)嚴格挑選、處理后可適 當回收使用。
[0024] 與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明的A-C質(zhì)耐火材料的有益效果是： (1) 人工合成高純A-C質(zhì)原料，材料本身的化學成分即決定其具有優(yōu)異的粘掛窯皮性 能和無鉻、環(huán)保的特點； (2) 人工合成高純A-C質(zhì)原料，可同時用作致密定形制品或不定型制品原料； (3) 由合成料制作致密定形制品，在較高體積密度下所具有的低導熱率性質(zhì)，使之同時 具備了優(yōu)異的耐磨性和隔熱性； (4) 耐火度高、抗高溫剝落、抗堿侵蝕性能強； (5) 集"易掛窯皮"與"耐磨、隔熱"于一體，方便生產(chǎn)操作，易于推廣； (6) 使用后材料可經(jīng)挑選、處理后回收，減少資源浪費。
【具體實施方式】
[0025] 實施例1。
[0026] 原始原料的制備方法，如下所述。
[0027] 步驟1.原始原料的合成制備： (1) 將工業(yè)鋁氧與CaO粉(調(diào)質(zhì)改性時也可添加少量MgO粉）按一定的重量比混合，調(diào) 整原料中A/C比值，將其限制在11. 5-12之間； (2) 使用球磨機將上述混合粉共磨至0. 045mm以下，使其充分均勻密合，細微顆粒表面 缺陷增加，活性增強，密度提高； (3) 共磨粉加入10%的比重為1. 3KG/DM3的亞硫酸紙漿廢液拌勻擠壓成坯，成型壓力不 低于200MPa坯體密不低于2. 60KG/DM3; (4)坯體在80-120°C的干燥窯內(nèi)干燥48小時后，裝窯碼車入隧道窯1700-1720°C燒結(jié)， 保溫時間不低于180min ; (5)燒結(jié)后材料顆粒滿足2. 95-3. 05G/CM3。
[0028] 步驟2?材料制品的制作。
[0029]a.根據(jù)上述原始料理化檢驗結(jié)果制定成型工藝： 1~4mm：50%； 〇-lmm : 20% ; 0. 074mm：30°/〇； 濃縮亞硫酸紙漿廢液加入量4%。
[0030] 成型壓力不低于240MPa。
[0031] b.成型磚坯在80_120°C干燥窯內(nèi)干燥16小時后碼車入窯。
[0032] c. 1600-1620°C燒成，保溫時間不低于180min。
[0033] d.出窯成品磚外觀、尺寸及斷面檢查合格，理化性能要滿足下列要求： (1) 組分 重量百分比： Ai203 92%； CaO 8%； (2) 該耐火材料的指標為： 導熱系數(shù)： 1.40-L80W/M.K ; 體積密度： 2. 75 G/CM3 ; 熱震穩(wěn)定性（1l〇〇°C-水冷）：7次； 常溫耐壓強度：40 MPa。
【主權(quán)項】
1. 一種水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料，其特征在于該耐火材料的組成為： (1) 組分 重量百分比（％) Ai203 80-95% ； CaO 4-10% ； MgO 0-10 ； (2) 該耐火材料的指標為： 導熱系數(shù)· W/M · K : I. 4-3. Off/M · K ； 體積密度· G/CM3 : 合成原料：2. 95-3. 05 ; 材料制品：2. 70-2. 85 ; 熱震穩(wěn)定性?次： 6-8 ; (IKKTC -水冷） 常溫耐壓強度：40 MPa。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料，其特征在于優(yōu)選的耐火材 料的組成為： (1) 組分 重量百分比 Ai203 92% ； CaO 8% ； (2) 該耐火材料的指標為： 導熱系數(shù)： L40-L80W/M.K ; 體積密度： 2. 75 G/CM3 ; 熱震穩(wěn)定性（Il〇〇°C -水冷）：7次； 常溫耐壓強度：40 MPa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料，其特征在于優(yōu)選的耐火材 料的組成為： (1) 組分 重量百分比 Ai203 95 % ； CaO 5 % ； (2) 該耐火材料的指標為： 導熱系數(shù)： 2. 0-2. 5 W/M · K ； 體積密度： 2. 80G/CM3 ; 熱震穩(wěn)定性（Il〇〇°C -水冷）：8次； 常溫耐壓強度：40 MPa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料，其特征在于優(yōu)選的耐火材 料的組成為： (1) 組分 重量百分比 Ai203 83. 5% ； CaO 7 % ； MgO 9. 5% ； (2) 該耐火材料的指標為： 導熱系數(shù)： L 80-3. O W/M · K ; 體積密度： 2. 85 G/CM3 ; 熱震穩(wěn)定性（Il〇〇°C -水冷）：6次； 常溫耐壓強度：40 MPa。
5.權(quán)利要求1所述的水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料的制備方法，其特征在于有以下 步驟： (1) 將工業(yè)鋁氧與CaO粉(調(diào)質(zhì)改性時也可添加少量MgO粉）按一定的重量比混合，控 制原料中A/C比值，將其限制在8-24之間； (2) 使用球磨機將上述混合粉共磨至0. 045mm以下，使其充分均勻密合，細微顆粒表面 缺陷增加，活性增強，密度提高； (3) 共磨粉加入10%的比重為I. 3KG/DM3的亞硫酸紙漿廢液拌勻擠壓成坯，成型壓力不 低于200MPa，坯體密不低于2. 60KG/DM3 ; (4) 坯體在80-120°C的干燥窯內(nèi)干燥48小時后，裝窯碼車入隧道窯1700-1720°C燒結(jié)， 保溫時間不低于180min ; (5) 出窯后材料顆粒滿足2. 95-3. 05G/CM3 ; (6) 根據(jù)上述原料理化檢驗結(jié)果制定成型工藝： l-4mm ： 50% ； O-Imm : 20% ; 0. 074mm :30% ; 濃縮亞硫酸紙漿廢液加入量4% ; 成型壓力不低于240MPa ; (7) 成型磚坯在80-120°C干燥窯內(nèi)干燥16小時后碼車入窯； (8) 1600-1620°C燒成，保溫時間不低于180min ; (9) 燒結(jié)成品磚外觀、尺寸及斷面檢查合格，理化性能滿足下列要求： a. 化學成分： Al203 80-95% ； CaO 4-10% ； MgO 0-10% ； b. 物理指標： 常溫耐壓強度： 40 MPa ; 體積密度： 2. 70-2. 85G/CM3 ; 熱震穩(wěn)定性（Il〇〇°C -水冷）：6-8次； 導熱系數(shù)： L 40-3. 0W/M · K 。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種水泥窯用新型A-C質(zhì)耐火材料及其制備方法，其特點是：該耐火材料成分為：Al2O3 80-95%，CaO 4-10%，MgO 0-10%；該制備方法為：（1）采用工業(yè)氧化鋁與低雜質(zhì)生石灰共磨，人工合成高純A-C質(zhì)原料,使其達到設(shè)計理化指標；(2)利用要點(1)預(yù)合成的原料，制作水泥窯用A-C質(zhì)耐火致密定型材料，使其達到設(shè)計理化指標。本發(fā)明具有優(yōu)異的粘掛窯皮性能和無鉻、環(huán)保的特點，在較高體積密度下具有低導熱率性質(zhì)，耐火度高、抗高溫剝落性能強，可用作致密定形制品或不定型制品的原料。
【IPC分類】C04B35-66
【公開號】CN104591746
【申請?zhí)枴緾N201310529155
【發(fā)明人】陳 峰, 唐家彬, 李兆林
【申請人】大石橋市中建鎂磚有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年11月1日