CN102344292A - 一种大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖及其制备方法，属于耐火材料领域。其特征是以高纯镁砂、镁铝尖晶石、铁铝尖晶石为主要原料，以纸浆废液和工业糊精为结合剂，进行混炼、压制、干燥，在1500-1700℃烧成后制得镁铁铝复合尖晶石砖。本产品适用于各种规格的水泥窑烧成带和过渡带使用，从性能和成本上完全可以替代镁铬砖，从而实现水泥窑耐火材料的无铬化。该产品挂窑皮效果明显，具有高抗热震稳定性和高温韧性，运行时间长，可达12个月以上，对提高大型水泥回转窑的运转率起到了非常积极的作用，烧制成的镁铁铝复合尖晶石砖工艺简单、成本低。

Description

一种大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，涉及一种大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖及其制造方法。

背景技术

随着水泥生产技术的不断更新，水泥生产主要设备回转窑已向大型化长寿化发展，尤其是增加产量，提高质量，节约能耗，降低污染已成为生产管理中增加效益的关键。干法水泥窑高温带可分成烧成带和过渡带，水泥窑高温带的窑衬经受最严重的热学、力学、化学破坏作用，全窑系统耐火材料总消耗量的60～70％发生在高温带，是使用条件最苛刻的部位。其中烧成带用耐火砖应具备良好的挂窑皮性能和抗熔蚀性能；过渡带用耐火砖应具备良好的热震稳定性能和抗机械磨损能力。在高温带传统使用的镁铬砖虽然具有良好的挂窑皮、抗热震和抗熔蚀等高温带所需要的性能，但镁铬砖在使用后会产生致癌的六价铬盐化合物(Cr⁶⁺)，窑衬拆陈后镁铬残砖中的六价铬盐溶于水后会造成当地水源的污染，如误饮，会出现休克、呼吸困难，甚至肾功能衰竭等现象。因此为解决水泥窑用镁铬砖的铬公害问题，国内外的耐火材料工作者多年来进行了大量研究工作，研制出多种无铬耐火砖，如新型镁铝尖晶石砖、镁铁尖晶石砖、镁钙锆砖等，但综合性能不及镁铬砖，因此目前要实现水泥窑高温带用耐材的无铬化，得根据不同无铬砖的优缺点，扬长避短，分区段替代镁铬砖，尽可能提高无铬砖的性价比。

发明内容

本发明的目的是解决目前大型水泥窑中采用镁铬砖的Cr⁶⁺污染严重的问题，提供了一种高性价比的大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖，是在高纯镁砂、镁铝尖晶石、铁铝尖晶石中加入工业糊精、纸浆废液压制烧结而成的耐火砖。各组份的重量配比优选为：

将上述原料按要求配比混合，于混炼机中制成泥料，在≥400T的压力下成型，成型后砖坯在隧道窑或梭式窑中于1500-1700℃烧成。具体制备步骤如下：

①配料：≤5mm高纯镁砂(MgO≥97％)75-85％、≤3mm镁铝尖晶石(MgO≥50％，

Al₂O₃≥50％)0-15％、≤3mm铁铝尖晶石(FeO≥60％，Al₂O₃≥40％)0-10％、工业糊精0-0.7％；

②混炼：混炼顺序为：将镁铝尖晶石及铁铝尖晶石倒入混料机干混3～5分钟，而后倒入纸浆废液，再混料2～3分钟，最后将共混料(高纯镁砂、工业糊精)倒入，再混炼10～15分钟；

③成型：混炼好的湿料困料1～2小时候压制成型，成型压机吨位≥400T；

④干燥：在干燥窑干燥16小时以上，干燥窑入车口温度小于70℃，干燥最高温度温度控制在110～150℃；

⑤烧成：在高温隧道窑或梭式窑上烧成，烧成温度1500～1700℃，在高温下保温6～15小时，总的烧成时间在60～150小时。

本产品适用于各种规格水泥窑用，尤其适用于大型水泥回转窑高温带等，挂窑皮性好，热稳定性能好，而且用后无污染，运行时间长，可达10个月以上，对提高大型水泥回转窑的运转率起到了非常积极的作用。烧制成的镁铁铝复合尖晶石砖工艺简单、成本低。

具体实施方式：

实施例1：

大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖，各组份的重量配比为：

高纯镁砂      ≤5mm    MgO≥97％                 80％

镁铝尖晶石    ≤3mm    MgO≥50％，Al₂O₃≥50％    15％

铁铝尖晶石    ≤3mm    FeO≥60％，Al₂O₃≥40％    5％

结合剂：

工业糊精                                         0.7％

纸浆废液                                         2.5％

将上述原料按要求配比混合，于混炼机中制成泥料，在400T的压力下成型，成型后砖坯在隧道窑或梭式窑中于1500℃烧成。

实施例2：

大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖，各组份的重量配比为：

高纯镁砂      ≤5mm    MgO≥97％                 85％

镁铝尖晶石    ≤3mm    MgO≥50％，Al₂O₃≥50％    5％

铁铝尖晶石    ≤3mm    FeO≥60％，Al₂O₃≥40％    10％

结合剂：

工业糊精                                         0.5％

纸浆废液                                         3％

将上述原料按要求配比混合，于混炼机中制成泥料，在600T的压力下成型，成型后砖坯在隧道窑或梭式窑中于1600℃烧成。

实施例3：

大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖，各组份的重量配比为：

高纯镁砂      ≤5mm    MgO≥97％                 75％

镁铝尖晶石    ≤3mm    MgO≥50％，Al₂O₃≥50％    15％

铁铝尖晶石    ≤3mm    FeO≥60％，Al₂O₃≥40％    10％

结合剂：

工业糊精                                         0.2％

纸浆废液                                         5％

将上述原料安要求配比混合，于混炼机中制成泥料，在500T的压力下成型，成型后砖坯在隧道窑或梭式窑中于1700℃烧成。

Claims (4)

1.一种大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖，其特征是，以高纯镁砂、镁铝尖晶石、铁铝尖晶石为主要原料，原料质量百分比为：高纯镁砂75-85％、镁铝尖晶石0-15％、铁铝尖晶石0-10％，外加2-5％的纸浆废液和0-0.7％的工业糊精作为结合剂，进行混练、压制、干燥，1500-1700℃烧成后制得镁铁铝复合尖晶石砖。

2.如权利要求1所述的镁铁铝复合尖晶石砖，其特征是：高纯镁砂粒度≤5mm，MgO含量≥97wt％；镁铝尖晶石粒度≤3mm，MgO≥30wt％，Al₂O₃≥60wt％；铁铝尖晶石粒度≤3mm，Fe₂O₃≥50wt％，Al₂O₃≥40wt％。

3.如权利要求1或2所述的一种大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖的制造方法，其制备步骤如下：

①配料：按照权利要求1或2所述的原料和配比进行配料；

②混炼：先将镁铝尖晶石及铁铝尖晶石倒入混料机干混3～5分钟，而后倒入纸浆废液，再混料2～3分钟，最后将共混料高纯镁砂和工业糊精倒入，再混炼10～15分钟；

③成型：混炼好的湿料困料1～2小时后压制成型，成型压机吨位≥400T；

④干燥：在干燥窑干燥16小时以上，干燥窑入车口温度小于70℃，干燥最高温度控制在110～150℃；

⑤烧成：在高温隧道窑或梭式窑上烧成，烧成温度1500～1700℃，在高温下保温6～15小时，总烧成时间在60～150小时。

4.如权利要求1～3所述的一种大型水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖，其特征是，该镁铁铝复合尖晶石砖用于大型水泥回转窑高温带。