CN103044052A - 回转窑用中密度镁铬砖及其制备方法 - Google Patents

回转窑用中密度镁铬砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种回转窑用中密度镁铬砖及其制备方法，通过在高密度镁铬砖中引入轻质骨料降低产品密度，所采用的原料及重量份为：0～5mm的镁砂25～48份、不大于180目的镁砂粉22～30份、0～3mm的铬矿砂14～20份、不大于180目的铬矿粉4～8份、轻质骨料10～30份、外加结合剂4～8份。制备过程经过拌料、成型、干燥及烧成等工艺。本发明所制备的中密度镁铬砖与高密度镁铬砖相比，具有导热系数低，重量轻等优点，使用过程中能够降低散热损失，减少能源和设备动力消耗，起到改善工作环境和节能减排的作用。

Description

回转窑用中密度镁铬砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种回转窑用中密度镁铬砖及其制备方法，属于耐火材料技术领域。
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结构，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，并推出了一些重质和轻质相结合的复合砖，但由于轻质工作层结构强度过低，无法满足使用要求而没有大范围推广，还是以重质砖为主。以目前已有的回转窑为例，前过渡带使用镁铬砖、烧成带使用镁铬砖，由于镁铬砖和烧成带使用的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℃)。筒体外壁温度较高，一方面使窑筒体散热增加，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。因此若能在该部位使用耐火、隔热双重功能的复合砖不仅使过渡带部位的筒体温度降低，减少散热损失，而且也有利于设备维护，提高设备运转率。使用重质轻质层状复合砖虽然能够明显降低散热损失，但重质层和轻质层之间的结合强度和性能匹配性对制备工艺要求非常高，本发明通过在高密度镁铬砖中引入轻质骨料来降低产品密度，则能够避免此问题产生，降低生产技术工艺要求，并且能够达到同样的节能效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种回转窑用中密度镁铬砖，它具有导热系数低，重量轻等优点。本发明还公开了该回转窑用中密度镁铬砖的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：回转窑用中密度镁铬砖，其组分包括颗粒料、粉料、结合剂以及轻质骨料。
所述回转窑用中密度镁铬砖的密度为2.0～2.5g/cm3。
所述轻质骨料为氧化镁空心球、镁铝空心球、镁铬空心球、镁钙空心球、镁钛空心球中的至少一种。
所述轻质骨料的粒度规格为0～1mm、0～3mm、0～5mm中的至少一种。
所述颗粒料包括有：0～5mm的镁砂、0～3mm铬矿砂。
所述粉料包括有不大于180目的镁砂粉和不大于180目的铬矿粉。
所述结合剂为工业木质磺酸盐溶液、甲基纤维素溶液、黄糊精熔液中的一种。
所述中密度镁铬砖组分中，按重量份计，包括有：0～5mm的镁砂25～48份、不大于180目的镁砂粉22～30份、0～3mm的铬矿砂14～20份、不大于180目的铬矿粉4～8份、轻质骨料10～30份、外加结合剂4～8份。
本发明的回转窑用中密度镁铬砖具有的优点是：导热系数低、抗热震性能好、重量轻。本发明的回转窑用中密度镁铬砖在常用的高密度镁铬砖组分中增加轻质骨料降低了产品密度。同时，由于轻质骨料的导热系数较低，则使该回转窑用中密度镁铬砖具有较低的导热系数。而轻质骨料能够和其他组分较好的结合，从而该回转窑用中密度镁铬砖的抗热震性能较好。经测试，该回转窑用中密度镁铬砖的密度为2.0～2.5g/cm3、350℃导热系数不大于为3.1W/m.k，均低于高密度镁铬砖的平均密度和导热系数。而该回转窑用中密度镁铬砖的不低于30MPa，能够满足实际使用的需要。即：该回转窑用中密度镁铬砖使用过程中能够降低散热损失，减少能源和设备动力消耗，起到改善工作环境和节能减排的作用。
该回转窑用中密度镁铬砖的制备方法，依次包括以下步骤：
A、配料：将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌形成均匀料；
B、成型：将步骤A形成的均匀料加入模具中，机压成型；
C、干燥及烧成：将步骤B形成的坯体经80～150℃烘干后，装窑于1650～1780℃保温6～12h形成成品。
所述步骤B中机压成型时轻质骨料的破损率不大于15％。
该方法较好的保证了该回转窑用中密度镁铬砖的质量参数，且生产工艺参数、方法、设备均无特别要求，易于实现。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
以下实施例中：轻质骨料为氧化镁空心球、镁铝空心球、镁铬空心球、镁钙空心球、镁钛空心球中的至少一种。颗粒料包括有：0～5mm的镁砂、0～3mm铬矿砂。粉料包括有不大于180目的镁砂粉和不大于180目的铬矿粉。结合剂为工业木质磺酸盐溶液、甲基纤维素溶液、黄糊精熔液中的一种。通过添加轻质骨料及机压成型使该回转窑用中密度镁铬砖的密度为：2.0～2.5g/cm3。
实施例1
本实施例中采用的原料及重量份为：0～5mm的镁砂48份、不大于180目的镁砂粉22份、0～3mm的铬矿砂14份、不大于180目的铬矿粉6份、0～1mm氧化镁空心球10份、外加结合剂工业木质磺酸盐溶液4份。
回转窑用中密度镁铬砖的制备方法，依次包括以下步骤：
A、配料：将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌形成均匀料；
B、成型：将步骤A形成的均匀料加入模具中，在震动压机上震动成型为坯体，震动压力为30吨，产品密度为2.5g/cm3，空心球破碎率12％；
C、干燥及烧成：将步骤B形成的坯体经150℃烘干后，装窑于1780℃保温6h形成成品回转窑用中密度镁铬砖。
本实施例中，氧化镁空心球的粒度也可以是0～3mm、0～5mm中的一种，或粒度为0～1mm、0～3mm、0～5mm中的至少2种的任意组合。
实施例2
本实施例中采用的原料及重量份为：0～5mm的镁砂25份、不大于180目的镁砂粉30份、0～3mm的铬矿砂20份、不大于180目的铬矿粉5份、0～5mm镁铝空心球20份、外加结合剂甲基纤维素溶液6份。
回转窑用中密度镁铬砖的制备方法，依次包括以下步骤：
A、配料：将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌形成均匀料；
B、成型：将步骤A形成的均匀料加入模具中，采用300吨压机冲压成型，控制行程，保持产品尺寸固定，产品达到密度为2.2g/cm3，轻质骨料破碎率为10％；
C、干燥及烧成：将步骤B形成的坯体经80℃烘干后，装窑于1650℃保温12h形成成品回转窑用中密度镁铬砖。
本实施例中，镁铝空心球的粒度也可以是0～1mm、0～3mm中的一种，或粒度为0～1mm、0～3mm、0～5mm中的至少2种的任意组合。
实施例3
本实施例中采用的原料及重量份为：0～5mm的镁砂25份、不大于180目的镁砂粉26份、0～3mm的铬矿砂15份、不大于180目的铬矿粉4份、0～1mm镁铬空心球20份、0～3mm镁钙空心球10份、外加结合剂黄糊精熔液8份。
回转窑用中密度镁铬砖的制备方法，依次包括以下步骤：
A、配料：将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌形成均匀料；
B、成型：将步骤A形成的均匀料加入尺寸固定的模具中，在震动压机上震动成型为坯体，震动压力为30吨，产品密度为2.0g/cm3，轻质骨料破碎率为8％；
C、干燥及烧成：将步骤B形成的坯体经110℃烘干后，装窑于1700℃保温8h形成成品回转窑用中密度镁铬砖。
实施例4
本实施例中采用的原料及重量份为：0～5mm的镁砂30份、不大于180目的镁砂粉30份、0～3mm的铬矿砂18份、不大于180目的铬矿粉8份、0～5mm镁钛空心球14份、外加结合剂黄糊精熔液6份。
回转窑用中密度镁铬砖的制备方法，依次包括以下步骤：
A、配料：将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌形成均匀料；
B、成型：将步骤A形成的均匀料加入模具中，采用150吨压机油压成型，控制行程，保持产品尺寸固定，产品密度为2.3g/cm3，轻质骨料破碎率为15％；
C、干燥及烧成：将步骤B形成的坯体经100℃烘干后，装窑于1720℃保温8h形成成品回转窑用中密度镁铬砖。
本实施例中，镁钛空心球的粒度也可以是0～1mm、0～3mm中的一种，或粒度为0～1mm、0～3mm、0～5mm中的至少2种的任意组合。
实施例5
本实施例中采用的原料及重量份为：0～5mm的镁砂32份、不大于180目的镁砂粉22份、0～3mm的铬矿砂16份、不大于180目的铬矿粉6份、0～3mm镁钛空心球24份、外加结合剂黄糊精熔液6份。
回转窑用中密度镁铬砖的制备方法，依次包括以下步骤：
A、配料：将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌形成均匀料；
B、成型：将步骤A形成的均匀料加入模具中，采用150吨压机油压成型，控制行程，保持产品尺寸固定，产品密度为2.3g/cm3，轻质骨料破碎率为6％；
C、干燥及烧成：将步骤B形成的坯体经120℃烘干后，装窑于1680℃保温10h形成成品回转窑用中密度镁铬砖。
本实施例中，镁钛空心球的粒度也可以是0～1mm，或粒度为0～1mm、0～3mm、0～5mm中的至少2种的任意组合。
实施例6
与实施例1的区别仅在于：氧化镁空心球以氧化镁空心球、镁铝空心球、镁铬空心球、镁钙空心球、镁钛空心球中的至少二种代替，且他们的粒度采取0～1mm、0～3mm、0～5mm中的任意一种或多种。
取以上实施例所得成品进行常规实验分析，各成品的性能参数和高密度镁铬砖的参数对比见下表：
本发明中所制备的中密度镁铬砖与常用的高密度镁铬砖的性能对比
由上表可知，本发明所制备的回转窑用中密度镁铬砖相对于常用的高密度镁铬砖而言，在密度、350℃导热系数、耐受1100℃水冷次数等方面具有一定的优势。在耐压强度和最高使用温度上达到了使用要求。

Claims (10)

1.回转窑用中密度镁铬砖，其组分包括颗粒料、粉料、结合剂以及轻质骨料。
2.根据权利要求1所述的回转窑用中密度镁铬砖，其特征在于：所述回转窑用中密度镁铬砖的密度为2.0～2.5g/cm3。
3.根据权利要求2所述的回转窑用中密度镁铬砖，其特征在于：所述轻质骨料为氧化镁空心球、镁铝空心球、镁铬空心球、镁钙空心球、镁钛空心球中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的回转窑用中密度镁铬砖，其特征在于：所述轻质骨料的粒度规格为0～1mm、0～3mm、0～5mm中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的回转窑用中密度镁铬砖，其特征在于：所述颗粒料包括有：0～5mm的镁砂、0～3mm铬矿砂。
6.根据权利要求5所述的回转窑用中密度镁铬砖，其特征在于：所述粉料包括有不大于180目的镁砂粉和不大于180目的铬矿粉。
7.根据权利要求6所述的回转窑用中密度镁铬砖，其特征在于：所述结合剂为工业木质磺酸盐溶液、甲基纤维素溶液、黄糊精熔液中的一种。
8.根据权利要求7所述的回转窑用中密度镁铬砖，其特征在于：所述中密度镁铬砖组分中，按重量份计，包括有：0～5mm的镁砂25～48份、不大于180目的镁砂粉22～30份、0～3mm的铬矿砂14～20份、不大于180目的铬矿粉4～8份、轻质骨料10～30份、外加结合剂4～8份。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的回转窑用中密度镁铬砖的制备方法，依次包括以下步骤：
A、配料：将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌形成均匀料；
B、成型：将步骤A形成的均匀料加入模具中，机压成型；
C、干燥及烧成：将步骤B形成的坯体经80～150℃烘干后，装窑于1650～1780℃保温6～12h形成成品。
10.根据权利要求9所述的回转窑用中密度镁铬砖的制备方法，其特征在于：所述步骤B中机压成型时轻质骨料的破损率不大于15％。
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