CN100384774C

CN100384774C - 一种抗剥落耐磨砖

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Publication number: CN100384774C
Application number: CNB2006100129747A
Authority: CN
Inventors: 鲁有; 任虎平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: CN1887787A

Abstract

本发明为一种抗剥落耐磨砖，涉及一种耐火材料，特别适合水泥窑过渡带使用。本发明意在解决现有水泥窑内前后过渡带所使用的砖易剥落、耐磨性差等缺陷。该抗剥落耐磨砖采用AL₂O₃＞96%的棕刚玉、AL₂O₃＞85%烧结良好的倒烟窑矾土熟料，粒度分别为7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1mm及＜0.088mm细粉，其中刚玉和矾土7-5、5-3mm颗粒分别加工成圆型和棱角状，Cr₂O₃含量35-50%的铬矿加工成＜0.088mm细粉，复合结合剂是硅微粉和一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃或磷酸，按一定比例配料，半成品热处理550-600度。该抗剥落耐磨砖不需高温煅烧，制造方法简捷、成本低、节能、耐用、抗剥落、保温性好。在2000-2700t/d窑上历经1600余吨使用证明平均寿命达一年以上，水泥厂减少了修窑次数，收益明显。

Description

一种抗剥落耐磨砖

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，特别是耐火砖，具体为一种抗剥落耐磨砖。

背景技术

到2005年末，我国已有新型干法水泥生产线615条，其中大于2000t/d窑331条，这个数量还将快速与年俱增。但新型干法窑三大带用耐火材料配套总体水平不高，一般6-7个月，最好水平在10个月左右，达不到一年，过度带寿命低制约了三大带配套水平。如能将水泥窑综合寿命提高到一年，仅大于2000t/d的窑每年会增产700-1000万吨水泥。

自“六五”期间我国引进六条(2000-4000t/d)新型干法窑以后，由于国内缺乏新型干法窑用耐火材料技术，在引进干法窑的同时不得不再平均花费200多万美元配套引进耐火材料，同时须再支付50万美元购备用砖。历经二十余年的开发，出现了六价铬公害极小的方镁石复合尖晶石砖，使2500T/d窑烧成带寿命达12-18个月，但前后过渡带(包括上过渡带、下过渡带和冷却带)用的方镁石尖晶石砖、硅莫砖，因导热系数大、不耐磨、易剥落等原因，寿命只有6-7个月，最好的时候也达不到一年，使过渡带寿命与烧成带不匹配。因过度带寿命短，以2500t/d窑为例每年要检修2-3次，减产3-5万吨熟料，净损失几百万。

发明内容

本发明为了解决现有水泥窑前后过渡带所使用的衬砖抗热应力、剪切应力损伤能力差、易剥落等缺陷而提供一种无需高温煅烧、制造方法简捷、成本低且耐用的抗剥落耐磨砖。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种抗剥落耐磨砖，将AL₂O₃＞96％的棕刚玉破碎成7-5mm的颗粒，AL₂O₃＞85％、气孔率＜18％的倒焰窑煅烧高铝矾土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的颗粒和＜0.088mm的细粉，Cr₂O₃35-50％的铬矿磨成小于0.088mm细粉；棕刚玉7-5mm颗粒加入重量25-20％，矾土熟料7-5mm颗粒加入重量5-10％、5-3mm颗粒加入重量10-5％、3-1mm颗粒加入重量10-15％、＜1.0mm颗粒加入重量20-15％、＜0.088mm的细粉加入重量20-24％，铬矿粉加入重量5-6％；硅微粉(主要成分是SiO₂)和比重1.4-1.6g/cm³的一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃或磷酸作为复合结合剂，硅微粉加入重量4-5％，比重1.4-1.6g/cm³的一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃或磷酸加入重量外比5.5-7％(即一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃或磷酸加入重量为其它配料重量之和的5.5-7％)。

具体实施时，棕刚玉和铝矾土熟料的粒度是让粉碎后的粒料通过振动筛而获得的，在振动筛上让粉碎后的粒料依次经过开有7mm、5mm、3mm、1mm正方形筛孔的筛网。经7mm筛网漏下而保留在5mm筛网上的就是7-5mm(实际上是大于5mm小于7mm)的粒料；同理，3mm筛网上的就是5-3mm的粒料，1mm筛网上的就是3-1mm的粒料，1mm筛网下的就是＜1mm的粒料。因此，本发明所述的粒料尺寸实际上是一种当量尺寸。

7-5mm的棕刚玉颗粒和7-5mm、5-3mm的矾土熟料颗粒可为园形颗粒或棱角状颗粒，小于3mm的颗粒不分形状，园形颗粒由特殊设备加工而成。圆形颗粒能显著降低压机电耗，在使用中有提高强度的作用，有弥散裂纹扩展的作用；棱角状颗粒则保证产品在使用中气孔率维持在合理的范围内(不小于10％)。

混料顺序是：按配料比先加入7-5、5-3、3-1、＜1.0mm的颗粒，再加入配料总量5.5-7.0％的一代磷酸铝或磷酸，混拌均匀，细粉料首先加入硅微粉，待硅微粉均匀分布在颗粒中后再加入矾土粉和铬矿粉。混合好的料困料24小时，在500-1000吨压机上成型，半成品体密3.1-3.3g/cm3，产品在窑内热处理550-600℃×8小时。

硅微粉除起物理结合作用外，在1400-1500℃作业温度下，产品使用端热面层(约10-20mm)中(硅微粉中的)SiO₂和铬矿粉中的Cr₂O₃、铝矾土细粉中的AL₂O₃形成Al₂O₃-6r₂O₃-SiO₂固融体，赋予产品挂窑皮的性能，并提高产品抗水泥熟料中CaO侵蚀能力。热面层以外的砖体处于硅微粉和ALPO₄的凝聚结合状态，强度大，使产品具有优良的抗热应力损伤和机戒应力破坏能力，物理结合状态还降低了产品的导热系数，与烧成产品靠硅酸盐相和玻璃相结合有本质区别，由硅酸盐和玻璃相结合的产品，导热系数大，脆性大，它们使产品剥落，寿命短。

由于本发明在配料上采用了铬矿，使用了硅微粉、一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃或磷酸作为复合结合剂，使本发明所述的抗剥落耐磨砖在性能上区别于同类烧成产品和不烧产品，技术性能优良，主要体现在：

1.产品具有优良的抗热振性能，在1100℃＊水的急热激冷检验条件下反复26次不开裂，热面剥落面积达50％的次数大于60次，超出同类产品(尖晶石砖和硅莫砖)热振稳定性3-8倍，热振性能优异，使产品具有优良的抵抗回转窑热应力损伤的能力。

2.塑性优良，样品加载0.2mpa/cm²恒温，变形20％不溃散(烧成产品小于5％变形)，优良的塑性能缓解回转窑旋转时剪切应力的破坏。

3.耐磨性优良，由于配料中以棕刚玉和矾土为骨料，对日通量几千吨水泥熟料的冲磨具有良好的抗磨性。

4.产品在550-600℃温度下热处理，吨产品能耗(标准煤)不到70kg，仅为尖晶石砖和硅莫砖耗能的16-20％。

本发明所述的抗剥落耐磨砖的技术指标如下表：

Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>％	Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>％	气孔率％	密度g/cm<sup>3</sup>	耐压强度MPa	荷软温度0.2mpa/cm<sup>2</sup>℃	热振100<sup>＊</sup>水，次
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>％	Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>％	气孔率％	密度g/cm<sup>3</sup>	耐压强度MPa	荷软温度0.2mpa/cm<sup>2</sup>℃	热振100<sup>＊</sup>水，次	＞80	1.0-2.5	＜18	＞3.0	＞80	＞1450	＞46

本发明所述的抗剥落耐磨砖不需高温煅烧，制造方法简捷、成本低、节能、耐用、抗剥落、保温性好(导热系数低)。近8年来，先后在亚泰双阳水泥厂2500t/d窑、晋牌山西水泥厂2000t/d窑、太行邯郸水泥厂2700t/d窑共用1600余吨的大批量使用证明，平均寿命达一年以上，水泥厂减少了修窑次数，收益明显。(见附件1，附件2)。

具体实施方式

实施例1

一种抗剥落耐磨砖，将AL₂O₃＞96％的棕刚玉破碎成7-5mm的颗粒，AL₂O₃＞85％、气孔率＜18％的倒焰窑煅烧高铝矾土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的颗粒和＜0.088mm的细粉，Cr₂O₃35-50％的铬矿磨成小于0.088mm细粉，在配料中棕刚玉7-5mm颗粒加入重量20％，矾土熟料7-5mm颗粒加入重量10％、5-3mm颗粒加入重量5％、3-1mm颗粒加入重量15％、＜1.0mm颗粒加入重量15％、＜0.088mm的细粉加入重量24％，铬矿粉加入重量6％；硅微粉和比重1.4-1.6g/cm³的一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃作为复合结合剂，硅微粉加入重量5％，比重1.4-1.6g/cm³的一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃加入重量外比5.5-7.0％。

混料顺序是：先加入棕刚玉和铝矾土熟料的各级颗粒料，再加入5.5-7.0％的一代磷酸铝，混拌均匀，然后加入硅微粉，待硅微粉均匀分布在颗粒料中后再加入铝矾土熟料细粉和铬矿粉；混合好的料困料24小时，然后在500-1000吨压机上成型为半成品，半成品体密3.1-3.3g/cm³，半成品在窑内以550-600℃温度热处理8小时，即得到成品。本实施例中7-5mm的棕刚玉颗粒和7-5mm、5-3mm的铝矾土熟料颗粒为园形颗粒，因此本实施例所得的成品砖适用于窑的冷却带。

实施例2

一种抗剥落耐磨砖，将AL₂O₃＞96％的棕刚玉破碎成7-5mm的颗粒，AL₂O₃＞85％、气孔率＜18％的倒焰窑煅烧高铝矾土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的颗粒和＜0.088mm的细粉，Cr₂O₃35-50％的铬矿磨成小于0.088mm细粉，棕刚玉7-5mm颗粒加入重量25％，矾土熟料7-5mm颗粒加入重量6％、5-3mm颗粒加入重量10％、3-1mm颗粒加入重量10％、＜1.0mm颗粒加入重量20％、＜0.088mm的细粉加入重量20％，铬矿粉加入重量5％；硅微粉和磷酸作为复合结合剂，硅微粉加入重量4％，磷酸加入重量外比5.5-7.0％。

混料顺序是：先加入棕刚玉和铝矾土熟料的各级颗粒料，再加入5.5-7％的磷酸，混拌均匀，然后加入硅微粉，待硅微粉均匀分布在颗粒料中后再加入铝矾土熟料细粉和铬矿粉；混合好的料困料24小时，然后在500-1000吨压机上成型为半成品，半成品体密3.1-3.3g/cm³，半成品在窑内以550-600℃温度热处理8小时，即得到成品。本实施例中7-5mm的棕刚玉颗粒和7-5mm、5-3mm的铝矾土熟料颗粒为棱角状颗粒，因此本实施例所得的成品砖适用于窑的上过渡带。

实施例3

一种抗剥落耐磨砖，将AL₂O₃＞96％的棕刚玉破碎成7-5mm的颗粒，AL₂O₃＞85％、气孔率＜18％的倒焰窑煅烧高铝矾土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的颗粒和＜0.088mm的细粉，Cr₂O₃35-50％的铬矿磨成小于0.088mm细粉，棕刚玉7-5mm颗粒加入重量22％，矾土熟料7-5mm颗粒加入重量8％、5-3mm颗粒加入重量7％、3-1mm颗粒加入重量13％、＜1.0mm颗粒加入重量18％、＜0.088mm的细粉加入重量23％，铬矿粉加入重量5％；硅微粉和比重1.4-1.6g/cm³的一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃作为复合结合剂，硅微粉加入重量4％，比重1.4-1.6g/Cm³的一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃加入重量外比6％。

混料顺序是：先加入棕刚玉和铝矾土熟料的各级颗粒料，再加入6％的一代磷酸铝，混拌均匀，然后加入硅微粉，待硅微粉均匀分布在颗粒料中后再加入铝矾土熟料细粉和铬矿粉；混合好的料困料24小时，然后在500-1000吨压机上成型为半成品，半成品体密3.1-3.3g/cm³，半成品在窑内以550-600℃温度热处理8小时，即得到成品。

Claims

1.一种抗剥落耐磨砖，其特征为：将AL₂O₃＞96％的棕刚玉破碎成7-5mm的颗粒，AL₂O₃＞85％、气孔率＜18％的倒焰窑煅烧高铝矾土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的颗粒和＜0.088mm的细粉，Cr₂O₃35-50％的铬矿磨成小于0.088mm细粉，棕刚玉7-5mm颗粒加入重量25-20％，矾土熟料7-5mm颗粒加入重量5-10％、5-3mm颗粒加入重量10-5％、3-1mm颗粒加入重量10-15％、＜1.0mm颗粒加入重量20-15％、＜0.088mm的细粉加入重量20-24％，铬矿粉加入重量5-6％；硅微粉和比重1.4-1.6g/cm³的一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃或磷酸作为复合结合剂，硅微粉加入重量4-5％，比重1.4-1.6g/cm³的一代磷酸铝Al(H₂PO₄)₃或磷酸的加入重量为其它配料重量之和的5.5-7％。

2.如权利要求1所述的一种抗剥落耐磨砖，其特征为：7-5mm的棕刚玉颗粒和7-5mm、5-3mm的铝矾土熟料颗粒为园形颗粒。

3.如权利要求1所述的一种抗剥落耐磨砖，其特征为：7-5mm的棕刚玉颗粒和7-5mm、5-3mm的铝矾土熟料颗粒为棱角状颗粒。