CN102603239B - 一种镁锆钙质四层复合砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种具有耐磨性好、耐火度高、结构强度大及保温隔热性能好的镁锆钙质四层复合砖及其制备方法，实现复合砖的耐火隔热一体功能，提高回转窑节能效果。该镁锆钙质四层复合砖由下至上依次堆叠有以镁锆钙质材料为原料制备的重质工作层，以镁质材料为原料制备的第一过渡层，以尖晶石或镁铝铬或镁铝钛或镁尖晶石锆质材料为原料制备的第二过渡层，以电熔空心球为原料制备的轻质隔热层。本发明的镁锆钙质四层复合砖引入了过渡层，能够避免重质工作层和轻质隔热层产生反应，使产品在不降低材料使用寿命的情况下具有很好的耐火隔热效果，从而起到了节约能耗，降低材料消耗和减少回转窑耐火材料用量的作用，能够有效延长设备使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体地说，涉及到一种镁锆钙质四层复合砖及其制备方法。
背景技术
随着水泥生产新技术的不断出现，水泥生产主机设备向大型化方向发展，增加产量、提高质量、节能降耗、降低成本成为生产管理中增加效益的关键。现有的耐火砖和隔热砖大都为单一材质，使用时需将各种性能的砖配合使用，若在相对固定不动的设备上，如隧道窑、倒焰窑，配合使用都能满足要求，但在一些相对运动的设备上，如回转窑，配合使用就很难满足要求。一些厂家和研究单位对此进行了研究和攻关，并推出了一些重质材料和轻质材料相结合的复合砖，但由于轻质部分结构强度过低，无法满足使用要求，而且重质部分和轻质部分因材质问题容易发生反应，从而影响到产品性能和使用效果，因此没有大范围推广，还是以重质砖为主。
以海螺集团10000t/d的回转窑为例，前过渡带使用尖晶石砖、烧成带使用镁铬砖，由于前过渡带尖晶石砖和烧成带镁铬砖的导热系数大（≥2.7W/m·K），使得窑筒体外壁温度较高（大约在380℃左右，高温时能达420℃），这样一方面会使窑筒体散热增加，从而加大熟料热耗，引起熟料单位成本增加；另一方面极易使筒体受热膨胀，致使窑中部托轮瓦温度升高，尤其是在使用后期或夏季给设备的正常运行带来较大隐患。筒体过热增加了机械设备的损坏几率、加速了筒体变形，而筒体变形又加速了内衬的机械破坏，其结果是掉砖、停窑，影响水泥回转窑的运转率。
综上所述，目前水泥生产行业急需一种具有耐火、隔热双重功能的复合砖，以使回转窑过渡带和烧成带部位的筒体温度降低，减少散热损失，改善设备维护，提高设备运转率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有耐磨性好、耐火度高、结构强度大及保温隔热性能好的镁锆钙质四层复合砖及其制备方法，实现复合砖的耐火隔热一体功能，提高回转窑节能效果。
本发明的镁锆钙质四层复合砖由下至上依次堆叠有以镁锆钙质材料为原料制备的重质工作层，以镁质材料为原料制备的第一过渡层，以尖晶石或镁铝铬或镁铝钛或镁尖晶石锆质材料为原料制备的第二过渡层，以电熔空心球为原料制备的轻质隔热层。
上述重质工作层的耐火效果好，轻质隔热层的隔热效果好，而第一过渡层、第二过渡层可以起到过渡作用，避免重质工作层和轻质隔热层产生反应，影响使用效果和寿命。
进一步地，为保证耐火效果，所述重质工作层至少包含占总重量35～80%的MgO，占总重量5～60%的CaO，占总重量1.5～15%的ZrO2。其余为原料引入的其他组分。
进一步地，为保证隔热效果，所述轻质隔热层中的电熔空心球是氧化铝空心球、刚玉空心球、铝钙空心球、铝钛空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球、镁铝空心球、镁铝钙空心球、镁钙空心球、镁铬空心球、镁钛空心球、氧化镁空心球中的一种或一种以上的组合；所述氧化铝空心球含有至少占总重量98%的Al2O3；所述刚玉空心球含有至少占总重量93%的Al2O3；所述铝钙空心球含有占总重量0.1～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～99.9%的CaO；所述铝钛空心球含有占总重量40～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～60%的TiO2；所述铬刚玉空心球含有占总重量70～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～30%的Cr2O3；所述锆刚玉空心球含有占总重量90～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～10%的ZrO2；所述镁铝空心球含有占总重量0.1～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～99.9%的MgO；所述镁铝钙空心球含有占总重量0.01～99.9%的CaO，且含有占总重量0.01～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.01～99.9%的MgO；所述镁钙空心球含有占总重量0.1～99.9%的CaO，且含有占总重量0.01～99.9%的MgO；所述镁铬空心球含有占总重量70～99.9%的MgO，且含有占总重量0.1～30%的Cr2O3；所述镁钛空心球含有占总重量90～99.9%MgO，且含有占总重量0.1～10%的TiO2；所述氧化镁空心球含有至少占总重量95%的MgO。
进一步地，为保证结构致密、各层之间结合良好，所述第一过渡层和第二过渡层所用原料由颗粒和细粉组成，或由空心球和细粉组成。
本发明提出的上述镁锆钙质四层复合砖的制备方法包括如下步骤：
A：重质工作层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，然后将粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再将骨料颗粒与结合剂混合均匀后加入混合好的粉料，搅拌10～30分钟后备用；
B：轻质隔热层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌10～30分钟备用；
C：第一过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌10～30分钟备用；
D：第二过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌10～30分钟备用；
E：成型：完成各层的备料之后，根据设计尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成四层，将每层中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震动加压或机压成型；
F：烧成：将成型后的坯体取出经80～150℃烘干后，装窑于1600～1700℃保温3～8小时烧成。
上述结合剂为液态石蜡。
本发明的镁锆钙质四层复合砖引入了过渡层，能够避免重质工作层和轻质隔热层产生反应，使产品在不降低材料使用寿命的情况下具有很好的耐火隔热效果，从而起到了节约能耗，降低材料消耗和减少回转窑耐火材料用量的作用，能够有效延长设备使用寿命。
附图说明
图1是本发明的镁锆钙质四层复合砖的剖视图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的镁锆钙质四层复合砖由下至上依次堆叠有重质工作层1、第一过渡层2、第二过渡层3、轻质隔热层4。
其中：
重质工作层1采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的白云石砂：38%；粒径小于1mm且大于325目的镁白云石砂：32%；粒径为325目的氧化锆粉：1.6%；粒径为325目的烧结镁砂：3.4%；粒径为325目的白云石砂：25 %。
第一过渡层2采用的原料颗粒级配及质量百分含量为：粒径为1～3mm的烧结镁砂；45%；粒径不大于1mm且大于325目的烧结镁砂：25%；粒径为325目的烧结镁粉：30%。
第二过渡层3采用的原料颗粒级配及其质量百分含量如下：粒径为1～3mm的烧结尖晶石：45%；粒径不大于1mm且大于325目的烧结尖晶石： 25%；粒径为325目的烧结尖晶石粉：30%。
轻质隔热层4采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径大于325目的刚玉空心球：55％、粒径为325目的尖晶石微粉：45％。
上述镁锆钙质四层复合砖的制备方法包括以下步骤：
A：重质工作层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，然后将粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再将骨料颗粒与结合剂混合均匀后加入混合好的粉料，搅拌10分钟后备用；
B：轻质隔热层备料：将刚玉空心球按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入尖晶石微粉，搅拌30分钟备用；
C：第一过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌10分钟备用；
D：第二过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌10分钟备用；
E：成型：完成各层的备料之后，根据设计尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成四层，其中重质工作层、第一过渡层、第二过渡层和轻质隔热层的高度尺寸比例为1：0.2：0.2：1，将每层中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震动加压成型；
F：烧成：将成型后的坯体取出经150℃烘干后，装窑于1700℃保温3小时烧成。
上述A～D步骤中所用的结合剂为液态石蜡，其中A步骤中所用液态石蜡的重量为重质工作层重量的5%，B步骤中所用液态石蜡的重量为轻质隔热层重量的6%，C步骤中所用液态石蜡的重量为第一过渡层重量的3%，D步骤中所用液态石蜡的重量为第二过渡层重量的3%。
实施例2：
如图1所示，本实施例的镁锆钙质四层复合砖由下至上依次堆叠有重质工作层1、第一过渡层2、第二过渡层3、轻质隔热层4。
其中：
重质工作层1采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的钙砂：40%；粒径小于1mm且大于325目的钙砂：17.2%；粒径小于1mm且大于325目的烧结镁砂：3.8%；粒径小于1mm且大于325目的锆酸钙：13%；粒径为325目的烧结镁砂:21%；粒径为325目的白云石粉: 5%。
第一过渡层2采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的烧结镁砂：45%；粒径不大于1mm且大于325目的烧结镁砂：25%；粒径为325目的烧结镁粉：30%。
第二过渡层3采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为0.2～5mm的电熔镁铝铬空心球：70%；粒径为325目的电熔尖晶石粉：30%。
轻质隔热层4采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径大于325目的氧化铝空心球：35％；粒径大于325目的铝钛空心球：20%；粒径为325目的刚玉粉：45％。
上述镁锆钙质四层复合砖的制备方法包括以下步骤：
A：重质工作层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，然后将粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再将骨料颗粒与结合剂混合均匀后加入混合好的粉料，搅拌30分钟后备用；
B：轻质隔热层备料：将氧化铝空心球、铝钛空心球按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入刚玉粉，搅拌30分钟备用；
C：第一过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌30分钟备用；
D：第二过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌30分钟备用；
E：成型：完成各层的备料之后，根据设计尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成四层，其中重质工作层、第一过渡层、第二过渡层和轻质隔热层的高度尺寸比例为1：0.3：0.2：1，将每层中加入所配好的材料后抽出隔板，采用机压加压成型；
F：烧成：将成型后的坯体取出经80℃烘干后，装窑于1700℃保温3小时烧成。
上述A～D步骤中所用的结合剂为液态石蜡，其中A步骤中所用液态石蜡的重量为重质工作层重量的3%，B步骤中所用液态石蜡的重量为轻质隔热层重量的6%，C步骤中所用液态石蜡的重量为第一过渡层重量的3%，D步骤中所用液态石蜡的重量为第二过渡层重量的2%。
实施例3：
如图1所示，本实施例的镁锆钙质四层复合砖由下至上依次堆叠有重质工作层1、第一过渡层2、第二过渡层3、轻质隔热层4。
其中：
重质工作层1采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的白云石砂：38%；粒径小于1mm且大于325目的白云石砂：31%；粒径为325目的氧化锆粉：1.6%；粒径为325目的烧结镁砂:3.4%;粒径为325目的白云石砂：26%。
第一过渡层2采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的电熔镁砂：45%；粒径不大于1mm且大于325目的电熔镁砂：25%；粒径为325目的电熔镁粉：30%。
第二过渡层3采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为0.2～5mm的烧结尖晶石空心球：55%；粒径为325目的烧结尖晶石粉：45%。
轻质隔热层4采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径大于325目的铝钙空心球：20％；粒径大于325目的铬刚玉空心球：20%；粒径大于325目的锆刚玉空心球：15%；粒径为325目的刚玉粉：45％。
上述镁锆钙质四层复合砖的制备方法包括以下步骤：
A：重质工作层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，然后将粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再将骨料颗粒与结合剂混合均匀后加入混合好的粉料，搅拌20分钟后备用；
B：轻质隔热层备料：将铝钙空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入刚玉粉，搅拌20分钟备用；
C：第一过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌20分钟备用；
D：第二过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌20分钟备用；
E：成型：完成各层的备料之后，根据设计尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成四层，其中重质工作层、第一过渡层、第二过渡层和轻质隔热层的高度尺寸比例为1：0.5：0.3：1，将每层中加入所配好的材料后抽出隔板，采用机压加压成型；
F：烧成：将成型后的坯体取出经150℃烘干后，装窑于1700℃保温5小时烧成。
上述A～D步骤中所用的结合剂为液态石蜡，其中A步骤中所用液态石蜡的重量为重质工作层重量的4%，B步骤中所用液态石蜡的重量为轻质隔热层重量的5%，C步骤中所用液态石蜡的重量为第一过渡层重量的3%，D步骤中所用液态石蜡的重量为第二过渡层重量的5%。
实施例4：
如图1所示，本实施例的镁锆钙质四层复合砖由下至上依次堆叠有重质工作层1、第一过渡层2、第二过渡层3、轻质隔热层4。
其中：
重质工作层1采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的镁白云石砂：21.7%；粒径为1～3mm的烧结镁砂：13%；粒径小于1mm且大于325目的烧结镁砂：18%；粒径小于1mm且大于325目的钙稳定氧化锆：15.8%；粒径为325目的烧结镁砂: 31.5%。
第一过渡层2采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的电熔镁砂：45%；粒径不大于1mm且大于325目的电熔镁砂：25%；粒径为325目的电熔镁粉：30%。
第二过渡层3采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为0.2～5mm的电熔镁铝钛空心球：60%；粒径为325目的烧结尖晶石粉：40%。
轻质隔热层4采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径大于325目的镁钛空心球：20％；粒径大于325目的氧化镁空心球：40%；粒径为325目的刚玉粉：40％。
上述镁锆钙质四层复合砖的制备方法包括以下步骤：
A：重质工作层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，然后将粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再将骨料颗粒与结合剂混合均匀后加入混合好的粉料，搅拌20分钟后备用；
B：轻质隔热层备料：将镁钛空心球、氧化镁空心球按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入刚玉粉，搅拌20分钟备用；
C：第一过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌20分钟备用；
D：第二过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌20分钟备用；
E：成型：完成各层的备料之后，根据设计尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成四层，其中重质工作层、第一过渡层、第二过渡层和轻质隔热层的高度尺寸比例为1：0.5：0.2：1，将每层中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震动加压成型；
F：烧成：将成型后的坯体取出经110℃烘干后，装窑于1600℃保温4小时烧成。
上述A～D步骤中所用的结合剂为液态石蜡，其中A步骤中所用液态石蜡的重量为重质工作层重量的4%，B步骤中所用液态石蜡的重量为轻质隔热层重量的5%，C步骤中所用液态石蜡的重量为第一过渡层重量的3%，D步骤中所用液态石蜡的重量为第二过渡层重量的5%。
实施例5：
如图1所示，本实施例的镁锆钙质四层复合砖由下至上依次堆叠有重质工作层1、第一过渡层2、第二过渡层3、轻质隔热层4。
其中：
重质工作层1采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的钙砂：40%；粒径小于1mm且大于325目的钙砂：17.2%；粒径小于1mm且大于325目的烧结镁砂：4.8%；粒径小于1mm且大于325目的锆酸钙：13%；粒径为325目的烧结镁砂：20%；粒径为325目的白云石粉：5%。
第一过渡层2采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径大于1mm的电熔镁砂：45%；粒径不大于1mm且大于325目的电熔镁砂：25%；粒径为325目的电熔镁粉：30%。
第二过渡层3采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为0.2～5mm的电熔镁尖晶石锆质空心球：60%；粒径为325目的烧结尖晶石粉：40%。
轻质隔热层4采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径大于325目的镁铝空心球：15％；粒径大于325目的镁铝钙空心球：10%；粒径大于325目的镁钙空心球：20%；粒径大于325目的镁铬空心球：15%；粒径为325目的氧化镁粉：40％。
上述镁锆钙质四层复合砖的制备方法包括以下步骤：
A：重质工作层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，然后将粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再将骨料颗粒与结合剂混合均匀后加入混合好的粉料，搅拌20分钟后备用；
B：轻质隔热层备料：将镁铝空心球、镁铝钙空心球、镁钙空心球、镁铬空心球按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入氧化镁粉，搅拌20分钟备用；
C：第一过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌20分钟备用；
D：第二过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌20分钟备用；
E：成型：完成各层的备料之后，根据设计尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成四层，其中重质工作层、第一过渡层、第二过渡层和轻质隔热层的高度尺寸比例为1：0.5：0.2：1，将每层中加入所配好的材料后抽出隔板，采用机压加压成型；
F：烧成：将成型后的坯体取出经150℃烘干后，装窑于1600℃保温5小时烧成。
上述A～D步骤中所用的结合剂为液态石蜡，其中A步骤中所用液态石蜡的重量为重质工作层重量的3%，B步骤中所用液态石蜡的重量为轻质隔热层重量的5%，C步骤中所用液态石蜡的重量为第一过渡层重量的3%，D步骤中所用液态石蜡的重量为第二过渡层重量的5%。
实施例6：
如图1所示，本实施例的镁锆钙质四层复合砖由下至上依次堆叠有重质工作层1、第一过渡层2、第二过渡层3、轻质隔热层4。
其中：
重质工作层1采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为1～3mm的钙砂：40%；粒径小于1mm且大于325目的钙砂：17.2%；粒径小于1mm且大于325目的烧结镁砂：3.8%；粒径小于1mm且大于325目的锆酸钙：13%；粒径为325目的烧结镁砂:21%；粒径为325目的白云石粉: 5%。
第一过渡层2采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为0.2～5mm的氧化镁空心球：60%；粒径为325目的烧结镁粉：40%。
第二过渡层3采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径为0.2～5mm的电熔镁铝铬空心球：70%；粒径为325目的电熔尖晶石粉：30%。
轻质隔热层4采用的原料颗粒级配及其质量百分含量为：粒径大于325目的氧化铝空心球：35％；粒径大于325目的铝钛空心球：20%；粒径为325目的刚玉粉：45％。
上述镁锆钙质四层复合砖的制备方法包括以下步骤：
A：重质工作层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，然后将粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再将骨料颗粒与结合剂混合均匀后加入混合好的粉料，搅拌30分钟后备用；
B：轻质隔热层备料：将氧化铝空心球、铝钛空心球按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入刚玉粉，搅拌30分钟备用；
C：第一过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌30分钟备用；
D：第二过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌30分钟备用；
E：成型：完成各层的备料之后，根据设计尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成四层，其中重质工作层、第一过渡层、第二过渡层和轻质隔热层的高度尺寸比例为1：0.3：0.2：1，将每层中加入所配好的材料后抽出隔板，采用机压加压成型；
F：烧成：将成型后的坯体取出经80℃烘干后，装窑于1700℃保温3小时烧成。
上述A～D步骤中所用的结合剂为液态石蜡，其中A步骤中所用液态石蜡的重量为重质工作层重量的3%，B步骤中所用液态石蜡的重量为轻质隔热层重量的6%，C步骤中所用液态石蜡的重量为第一过渡层重量的3%，D步骤中所用液态石蜡的重量为第二过渡层重量的2%。
Claims (3)
1.一种镁锆钙质四层复合砖，其特征在于由下至上依次堆叠有以镁锆钙质材料为原料制备的重质工作层，以镁质材料为原料制备的第一过渡层，以尖晶石或镁铝铬或镁铝钛或镁尖晶石锆质材料为原料制备的第二过渡层，以电熔空心球为原料制备的轻质隔热层；所述重质工作层至少包含占总重量35～80%的MgO，占总重量5～60%的CaO，占总重量1.5～15%的ZrO2；所述轻质隔热层中的电熔空心球是氧化铝空心球、刚玉空心球、铝钙空心球、铝钛空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球、镁铝空心球、镁铝钙空心球、镁钙空心球、镁铬空心球、镁钛空心球、氧化镁空心球中的一种或一种以上的组合；所述氧化铝空心球含有至少占总重量98%的Al2O3；所述刚玉空心球含有至少占总重量93%的Al2O3；所述铝钙空心球含有占总重量0.1～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～99.9%的CaO；所述铝钛空心球含有占总重量40～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～60%的TiO2；所述铬刚玉空心球含有占总重量70～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～30%的Cr2O3；所述锆刚玉空心球含有占总重量90～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～10%的ZrO2；所述镁铝空心球含有占总重量0.1～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.1～99.9%的MgO；所述镁铝钙空心球含有占总重量0.01～99.9%的CaO，且含有占总重量0.01～99.9%的Al2O3，且含有占总重量0.01～99.9%的MgO；所述镁钙空心球含有占总重量0.1～99.9%的CaO，且含有占总重量0.01～99.9%的MgO；所述镁铬空心球含有占总重量70～99.9%的MgO，且含有占总重量0.1～30%的Cr2O3；所述镁钛空心球含有占总重量90～99.9%MgO，且含有占总重量0.1～10%的TiO2；所述氧化镁空心球含有至少占总重量95%的MgO；所述第一过渡层和第二过渡层所用原料由颗粒和细粉组成，或由空心球和细粉组成。
2.根据权利要求1所述的镁锆钙质四层复合砖的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A：重质工作层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，然后将粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再将骨料颗粒与结合剂混合均匀后加入混合好的粉料，搅拌10～30分钟后备用；
B：轻质隔热层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌10～30分钟备用；
C：第一过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌10～30分钟备用；
D：第二过渡层备料：先将原料筛选为不大于325目的粉料和大于325目的骨料颗粒，将骨料颗粒按比例和结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌10～30分钟备用；
E：成型：完成各层的备料之后，根据设计尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成四层，将每层中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震动加压或机压成型；
F：烧成：将成型后的坯体取出经80～150℃烘干后，装窑于1600～1700℃保温3～8小时烧成。
3. 根据权利要求2所述的镁锆钙质四层复合砖的制备方法，其特征在于所述结合剂为液态石蜡。
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