一種低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用回轉(zhuǎn)窯作為高溫窯爐用來生產(chǎn)耐火原料及處理垃圾是目前最普遍、也是最經(jīng)濟(jì)環(huán)保的生產(chǎn)工藝，該工藝具有原料適應(yīng)性強(qiáng)、資源回收率高的特點(diǎn)。但由于回轉(zhuǎn)窯高溫帶溫度高，部分物料處于半熔或者全熔狀態(tài)，使其渣含量高、波動(dòng)大、黏度低，造成窯內(nèi)耐火材料的工作環(huán)境非?？量?，對(duì)耐火材料的性能也提出了更高的要求。傳統(tǒng)鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火材料由于導(dǎo)熱率較高，容易導(dǎo)致筒體溫度偏高而造成回轉(zhuǎn)窯筒體變形和能源的浪費(fèi)。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有傳統(tǒng)鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火材料用于回轉(zhuǎn)窯時(shí)存在的各種缺陷，需要研究開發(fā)一種新的耐火材料，以解決傳統(tǒng)鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火材料用于回轉(zhuǎn)窯時(shí)存在的各種缺陷?；谠撗芯磕康模景l(fā)明經(jīng)過長(zhǎng)期研究和實(shí)驗(yàn)，從而開發(fā)出了一種能夠替代傳統(tǒng)鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火材料用于回轉(zhuǎn)窯，并且能夠克服傳統(tǒng)鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火材料用于回轉(zhuǎn)窯時(shí)存在的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火材料用于回轉(zhuǎn)窯時(shí)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種新的低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚及其制備方法。本發(fā)明制備的復(fù)合磚能夠解決由于導(dǎo)熱率較高、導(dǎo)致筒體溫度偏高而造成回轉(zhuǎn)窯筒體變形和能源浪費(fèi)的難題。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一種低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，以重量百分含量表示，所述低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚原料組成中含有莫來石均質(zhì)料20?60%，高鋁礬土熟料20?45%，碳化硅10?20%，氧化鋁空心球5?15%，廣西白泥3?8% ;外加占上述各種原料總重量2?5%的紙漿廢液；
所述莫來石均質(zhì)料是由3mm<粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料按照質(zhì)量比1:1?3:0.5?1配制而成；
所述高招鞏土熟料是由3mm<粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm、0.074mm <粒徑< 1mm和
<0.074mm四種粒度的高招鞏土熟料按照質(zhì)量比1:2?3:1?2:2?3配制而成。
[0006]根據(jù)上述的低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，所述莫來石均質(zhì)料中A1203的質(zhì)量百分含量為68?72%，體積密度> 2.7g/cm3。
[0007]根據(jù)上述的低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，所述高鋁礬土熟料中A1203的質(zhì)量百分含量>83%，體積密度>3.0g/cm3。
[0008]根據(jù)上述的低導(dǎo)熱莫來石碳化娃復(fù)合磚，所述碳化娃的粒度〈0.074mm,碳化娃中SiC的質(zhì)量百分含量>90%。
[0009]根據(jù)上述的低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，所述氧化鋁空心球的粒度〈0.5mm，氧化鋁空心球中A1203的質(zhì)量百分含量>97%。
[0010]根據(jù)上述的低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，所述廣西白泥的粒度〈0.044mm，廣西白泥中A1203的質(zhì)量百分含量>34%。
[0011]根據(jù)上述的低導(dǎo)熱莫來石碳化娃復(fù)合磚，所述紙楽廢液的比重為1.0?1.6g/cm3。
[0012]另外，提供一種低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
a、備料:首先按照上述各原料的配比比例進(jìn)行備料，配制3mm<粒徑<粒徑
<3_和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料，3mm <粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm、0.074mm粒徑< 1mm和< 0.074mm四種粒度的高鋁礬土熟料，粒度〈0.074mm的碳化硅，粒度〈0.5mm的氧化鋁空心球，粒度〈0.044mm的廣西白泥和紙漿廢液；
b、混料:將步驟a中配制的3mm<粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料，3mm <粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和0.074mm <粒徑< 1mm三種粒度的高招鞏土熟料和〈0.5mm的氧化招空心球作為骨料，倒入輪碾式混料機(jī)中干混3?5min，得到干混料；然后向所得干混料中加入紙漿廢液，加入后混料2?3min ;最后加入剩下的原料粒度〈0.074mm高鋁礬土熟料，粒度為〈0.074mm碳化硅和粒度〈0.044mm的廣西白泥，加入后進(jìn)行混碾5?lOmin，得到泥料；
c、成型:將步驟b得到的泥料壓制成型為磚坯，控制成型磚坯的體積密度為2.45?
2.65g/cm3；
d、干燥:將步驟c所得磚坯置于干燥窯中進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為20?50h，干燥窯入口溫度為45?90°C，干燥溫度為110?180°C ;干燥后所得磚坯中水分含量< 0.5%時(shí)出窯；
e、燒成:將干燥后所得磚坯采用高溫隧道窯或梭式窯進(jìn)行燒成，燒成溫度為1350?1450°C，燒成溫度下保溫10?20h，燒成后自然冷卻至室溫出窯，得到產(chǎn)品低導(dǎo)熱莫來石碳化娃復(fù)合磚。
[0013]根據(jù)上述的低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚的制備方法，步驟c中所述泥料壓制成型為磚坯，壓制時(shí)采用的是成型壓機(jī)，成型壓機(jī)的噸位為630T。
[0014]本發(fā)明的積極有益效果:
1、本發(fā)明利用莫來石均質(zhì)料代替部分高鋁礬土熟料，并引入一定量的氧化鋁空心球，制備出的產(chǎn)品低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚可明顯降低材料的導(dǎo)熱率和體積密度，降低筒體溫度的同時(shí)也可以降低筒體的載荷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
[0015]2、本發(fā)明所制備的回轉(zhuǎn)窯用新型低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，其主要化學(xué)成分為:A120355% ?70%，SiC4% ?14%。
[0016]4、本發(fā)明制備的新型低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，其氣孔率很高，并且存在大量的閉氣孔、大于20%，體積密度為2.40?2.55g/cm3，耐壓強(qiáng)度大于60MPa，熱震穩(wěn)定性>15次，荷重軟化溫度>1550°C，各項(xiàng)指標(biāo)性能優(yōu)良；完全能夠滿足使用要求。
[0017]5、本發(fā)明產(chǎn)品低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚可應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯未掛窯皮的上過渡帶及預(yù)熱帶區(qū)。本發(fā)明產(chǎn)品經(jīng)國(guó)內(nèi)多條回轉(zhuǎn)窯使用，證明其使用效果良好，本發(fā)明產(chǎn)品具有低導(dǎo)熱、耐高溫、抗侵蝕、抗沖刷等特點(diǎn)。
[0018]6、本發(fā)明技術(shù)方案采用莫來石均質(zhì)料、高鋁礬土熟料、碳化硅和氧化鋁空心球?yàn)橹饕现苽涞男滦偷蛯?dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，實(shí)踐證明:莫來石均質(zhì)料及氧化鋁空心球的引入可明顯降低材料的導(dǎo)熱率和體積密度，降低筒體溫度的同時(shí)也可以降低筒體的載荷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
[0019]【具體實(shí)施方式】:
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中采用的莫來石均質(zhì)料中A1203的質(zhì)量百分含量為68?72%，體積密度> 2.7g/cm3;所述高鋁礬土熟料中A1 203的質(zhì)量百分含量>83%，體積密度>3.0g/cm3;所述碳化硅的粒度〈0.074mm，碳化硅中SiC的質(zhì)量百分含量>90% ；所述氧化鋁空心球的粒度〈0.5mm，氧化鋁空心球中A1203的質(zhì)量百分含量>97% ;所述廣西白泥的粒度〈0.044mm，廣西白泥中A1203的質(zhì)量百分含量>34% ;所述紙漿廢液的比重為1.0?1.6g/cm3。
[0021]實(shí)施例1:
本發(fā)明低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料組成為:莫來石均質(zhì)料20%，高鋁礬土熟料45%，碳化硅15%，氧化鋁空心球15%，廣西白泥5% ;外加占上述各種原料總重量3%的紙漿廢液；
所述20%莫來石均質(zhì)料是由3mm <粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料按照質(zhì)量比1:2:0.8配制而成；
所述45%高招研!土熟料是由3_<粒徑< 5_、1_<粒徑< 3mm、0.074mm <粒徑< 1_和< 0.074mm四種粒度的高鋁礬土熟料按照質(zhì)量比1:2:2:2配制而成。
[0022]實(shí)施例2:
本發(fā)明實(shí)施例1低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚的制備方法，其詳細(xì)步驟如下:
a、備料:首先按照實(shí)施例1所述各原料的配比比例進(jìn)行備料，配制3mm彡粒徑<5mm、lmm^i粒徑< 3mm和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料，3mm <粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm、0.074mm彡粒徑< 1mm和< 0.074mm四種粒度的高鋁礬土熟料，粒度〈0.074mm的碳化硅，粒度〈0.5mm的氧化鋁空心球，粒度〈0.044mm的廣西白泥和紙漿廢液；
b、混料:將步驟a中配制的3mm<粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料，3mm <粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和0.074mm <粒徑< 1mm三種粒度的高招鞏土熟料和〈0.5mm的氧化招空心球作為骨料，倒入輪碾式混料機(jī)中干混5min，得到干混料；然后向所得干混料中加入紙漿廢液，加入后混料3min ;最后加入剩下的原料粒度〈0.074mm高鋁礬土熟料，粒度為〈0.074mm碳化硅和粒度〈0.044mm的廣西白泥，加入后進(jìn)行混碾lOmin，得到泥料；
c、成型:將步驟b得到的泥料壓制成型為磚坯，壓制時(shí)采用的是成型壓機(jī)，成型壓機(jī)的噸位為630T ;控制成型磚坯的體積密度為2.45?2.65g/cm3；
d、干燥:將步驟c所得磚坯置于干燥窯中進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為36h，干燥窯入口溫度為50?60°C，干燥溫度為120?130°C ;干燥后所得磚坯中水分含量< 0.5%時(shí)出窯；
e、燒成:將干燥后所得磚坯采用高溫隧道窯或梭式窯進(jìn)行燒成，燒成溫度為1400°C，燒成溫度下保溫16h，燒成后自然冷卻至室溫出窯，得到產(chǎn)品低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚。
[0023]所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)為:顯氣孔率22.8%，體積密度2.55g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度91.3MPa，荷重軟化溫度1578°C，熱震穩(wěn)定性(1100°C，水冷)大于15次。
[0024]實(shí)施例3: 本發(fā)明低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料組成為:莫來石均質(zhì)料40%，高鋁礬土熟料33%，碳化硅12%，氧化鋁空心球10%，廣西白泥5% ;外加占上述各種原料總重量3%的紙漿廢液；
所述40%莫來石均質(zhì)料是由3mm <粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料按照質(zhì)量比1:3:0.5配制而成；
所述33%高招研!土熟料是由3mm^i粒徑< 5mm、lmm^i粒徑< 3mm、0.074mm <粒徑< 1mm和< 0.074mm四種粒度的高招鞏土熟料按照質(zhì)量比1:3:1:3配制而成。
[0025]實(shí)施例4:
本發(fā)明實(shí)施例3低導(dǎo)熱莫來石碳化硅復(fù)合磚的制備方法，其詳細(xì)步驟如下:
a、備料:首先按照實(shí)施例3所述各原料的配比比例進(jìn)行備料，配制3mm彡粒徑<5mm、lmm^i粒徑< 3mm和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料，3mm <粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm、0.074mm彡粒徑< 1mm和< 0.074mm四種粒度的高鋁礬土熟料，粒度〈0.074mm的碳化硅，粒度〈0.5mm的氧化鋁空心球，粒度〈0.044mm的廣西白泥和紙漿廢液；
b、混料:將步驟a中配制的3mm<粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和< 1mm三種粒度的莫來石均質(zhì)料，3mm <粒徑< 5mm、1mm <粒徑< 3mm和0.074mm &