CN103214255A - 一种镁尖晶石质耐火制品 - Google Patents

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李全有
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Abstract

本发明公开了一种镁尖晶石质耐火制品，常温通过聚丙烯酸与含氧化镁物质的反应，生成聚丙烯酸镁产生结合，高温依靠生成镁铝尖晶石和预先加入的铁铝尖晶石、活性氧化铝微粉和活性氧化铁共磨后的复合粉反应，形成固熔体产生结合，材料具有耐高温，抗热震性能、挂窑皮性能优良，可用于大型水泥窑煅烧带。

Description

一种镁尖晶石质耐火制品
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种镁尖晶石质耐火制品。
背景技术
随着水泥工业的快速发展，窑外分解干法技术的成功应用，水泥窑日趋于高产、大型化，水泥窑系统热负荷整体提高，水泥窑锻烧带对耐火材料的性能要求更加苛刻。传统材料直接结合镁铬砖以其优异使用性能长期水备受水泥企业所青睐，随着国家环保政策的逐步完善，直接结合镁铬砖用后残砖因含有剧毒六价铬造成环境污染，逐渐被国家明令禁止使用。镁铁铝复合尖晶石砖的研制及应用响应国家的节能减排和绿色环保的政策，其应用能大量减少六价铬的排放，从源头减少铬对水资源的污染，对环境保护起到很大作用。镁质尖晶石砖的研制将淘汰传统用直接结合镁铬砖，能最大限度的满足大型水泥窑的煅烧带的苛刻使用环境。
随节能环保要求的提高，大型水泥窑需要大量使用绿色环保节能的耐火材料。例如，为延长使用寿命，水泥回转窑煅烧带需要具有优异的耐高温，抗热震性能，导热系数低，优良挂窑皮性能。
镁尖晶石质耐火制品具有优异的耐高温、抗蠕变和一定的抗热震性能，并能够很好地抵抗水泥熟料的侵蚀。其突出特点：窑皮形成迅速，窑皮稳定，均匀；窑皮与镁尖晶石质砖的粘结牢固，停窑时不脱落；镁铁铝尖晶石砖导热率小，回转窑筒体温度低，节能显著。
一般，传统的碱性耐火材料采用烧结工艺制造，即将镁砂骨料、铬矿颗粒或铬矿细粉、镁砂细粉、结合剂(亚硫酸纸浆废液)配合，再经混练、压制、干燥、烧成、检验等工序制成耐火制品。这种工艺的烧结范围窄、烧结中易于出现变形、开裂、欠烧，且用后的残砖中含有六价铬，严重的污染环境。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种具有耐高温，抗热震性能、挂窑皮性能优良的镁尖晶石质耐火制品。
本发明的一种镁尖晶石质耐火制品是通过以下技术方案来实现的：
一种镁尖晶石质耐火制品，它是由骨料，细骨料，粉料和共磨料外加聚丙烯酸系乳液，糊精和水按照下述重量份配比和方法制备而成：
配比：骨料41～52份，其中粒度1～2mm 的铁铝尖晶石3～6份，粒度1～3mm的高纯镁砂20～24份，粒度3～5mm的高纯镁砂18～22份，高纯镁砂的化学成分质量百分比为：MgO≥97.1wt%，铁铝尖晶石的化学成分质量百分比为：Al2O3 54-58%，Fe2O3 39～44%；细骨料为粒度1～0.088mm 高纯镁砂15份；粉料为粒度d95<0.088mm的电熔镁砂28～35份，电熔镁砂的化学成分质量百分比为：MgO≥98wt%；共磨料6～9份，它是铁鳞，α-氧化铝和铁铝尖晶石的共磨粉料，三者质量比为1：2：5，细度为325目；聚丙烯酸系乳液2～4份，包括建筑聚丙烯酸乳液，建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液以及丙烯酸－丙烯酸酯－苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液，该聚丙烯酸系乳液的固体含量38～62%，典型粒径0.1～0.3μm，PH值6～9；糊精0.5～2份；水2份。
作为优选，高纯镁砂，电熔镁砂，铁铝尖晶石，α-氧化铝，铁鳞和聚丙烯酸系乳液为市售原料，高纯镁砂主要组成为MgO-CaO-SiO2；电熔镁砂晶粒发育良好，晶体粗大，结构致密；铁铝尖晶石其化学式为FeO·Al2O3，相对密度4.05～4.3g/cm3 ；α-氧化铝化学稳定性好，一种高纯度晶体，色泽洁白；铁鳞粉又称氧化铁皮，它的化学成分质量百分比为：FeO 45～60%。
作为优选，糊精为市售原料，其易溶于水，溶解在水中具有很强的粘性。
作为优选，所述粒径d95为粉体中占总量95%小颗粒和占总量5%大颗粒的分界尺寸。
制备方法：
各原料按以上重量份配比称量，经混合、高压成形得坯体，经干燥再经1590～1600℃烧成、检验工序制得耐火材料制品。
一种镁尖晶石质耐火制品的化学成分质量百分比为：Al2O3 4～6.5%，MgO≥85%，Fe2O3  4～5.5%。
常温通过聚丙烯酸与含氧化镁物质的反应，生成聚丙烯酸铝镁高分子产生结合。热处理后，上述高分子分解，有机组分烧失，无机组分变成活性氧化镁，再加以烧结。烧结时，和预先加入的活性氧化铝、铁铝尖晶石和铁鳞粉共磨粉反应，形成固溶体结合相镁铝尖晶石和镁铁尖晶石等，镁铝尖晶石（MA）的始熔温度很高，对含Na2O窑料的化学侵蚀也有相当抵抗力。镁铁尖晶石（MF）在高温下能与水泥熟料能迅速粘结，形成窑皮，对耐火材料起到保护作用，提高材料使用寿命。
与现有技术相比，本发明的一种镁尖晶石质耐火制品的有益效果是：常温通过聚丙烯酸与含氧化镁物质的反应，生成聚丙烯酸镁产生结合，高温依靠生成镁铝尖晶石和预先加入的铁铝尖晶石、活性氧化铝微粉和铁鳞共磨后的复合微粉反应，形成固熔体产生结合，材料具有耐高温、抗热震的性能、优良挂窑皮性能，用于大型水泥窑煅烧带。
具体实施方式
实施例1：
一种镁尖晶石质耐火制品，它是由骨料，细骨料，粉料和共磨料外加聚丙烯酸系乳液，糊精和水按照下述重量份配比和方法制备而成：
配比：骨料47份，其中粒度1～2mm 的铁铝尖晶石5份，粒度1～3mm的高纯镁砂22份，粒度3～5mm的高纯镁砂20份，高纯镁砂的化学成分质量百分比为：MgO≥97.1wt%，铁铝尖晶石的化学成分质量百分比为：Al2O3 54-58%，Fe2O3 39～44%；细骨料为粒度1～0.088mm 高纯镁砂15份；粉料为粒度d95<0.088mm的电熔镁砂30份，电熔镁砂的化学成分质量百分比为：MgO≥98wt%；共磨料8份，它是铁鳞，α-氧化铝和铁铝尖晶石的共磨粉料，三者质量比为1：2：5，细度为325目；聚丙烯酸系乳液2份，包括建筑聚丙烯酸乳液，建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液以及丙烯酸－丙烯酸酯－苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液，该聚丙烯酸系乳液的固体含量38～62%，典型粒径0.1～0.3μm，PH值6～9；糊精1份；水2份。
制备方法：
各原料按以上重量份配比称量，经混合、高压成形得坯体，经干燥再经1590-1600℃烧成、检验工序制得耐火材料制品。
实施效果：
其具有70 MPa的耐压强度 ，荷重软化温度T0.6>1700℃，1100℃水冷12次的抗热震稳定性能。                                                                                 
实施例2：
一种镁尖晶石质耐火制品，它是由骨料，细骨料，粉料和共磨料外加聚丙烯酸系乳液，糊精和水按照下述重量份配比和方法制备而成：
配比：骨料46份，其中粒度1～2mm 的铁铝尖晶石4份，粒度1～3mm的高纯镁砂24份，粒度3～5mm的高纯镁砂18份，高纯镁砂的化学成分质量百分比为：MgO≥97.1wt%，铁铝尖晶石的化学成分质量百分比为：Al2O3 54-58%，Fe2O3 39～44%；细骨料为粒度1～0.088mm 高纯镁砂15份；粉料为粒度d95<0.088mm的电熔镁砂32份，电熔镁砂的化学成分质量百分比为：MgO≥98wt%；共磨料7份，它是铁鳞，α-氧化铝和铁铝尖晶石的共磨粉料，三者质量比为1：2：5，细度为325目；聚丙烯酸系乳液3份，包括建筑聚丙烯酸乳液，建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液以及丙烯酸－丙烯酸酯－苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液，该聚丙烯酸系乳液的固体含量38～62%，典型粒径0.1～0.3μm，PH值6～9；糊精0.5份；水2份。
制备方法同实施例1。
实施效果：
其具有60MPa的耐压强度 ，荷重软化温度T0.6 >1700℃，1100℃水冷10次的抗热震稳定性能。
以上所述仅为本发明的两种具体实施例，但本发明的实施例并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种镁尖晶石质耐火制品，其特征在于：它是由骨料，细骨料，粉料和共磨料外加聚丙烯酸系乳液，糊精和水按照下述重量份配比配制而成：骨料41～52份，其中粒度1～2mm 的铁铝尖晶石3～6份，粒度1～3mm的高纯镁砂20～24份，粒度3～5mm的高纯镁砂18～22份，高纯镁砂的化学成分质量百分比为：MgO≥97.1wt%，铁铝尖晶石的化学成分质量百分比为：Al2O3 54-58%，Fe2O3 39～44%；细骨料为粒度1～0.088mm 高纯镁砂15份；粉料为粒度d95<0.088mm的电熔镁砂28～35份，电熔镁砂的化学成分质量百分比为：MgO≥98wt%；共磨料6～9份，它是铁鳞，α-氧化铝和铁铝尖晶石的共磨粉料，三者质量比为1：2：5，细度为325目；聚丙烯酸系乳液2～4份，包括建筑聚丙烯酸乳液，建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液以及丙烯酸－丙烯酸酯－苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液，该聚丙烯酸系乳液的固体含量38～62%，典型粒径0.1～0.3μm，PH值6～9；糊精0.5～2份；水2份。
2.根据权利要求1所述的一种镁尖晶石质耐火制品，其特征在于：所述的高纯镁砂主要组成为MgO-CaO-SiO2 ；铁铝尖晶石的相对密度4.05～4.3g/cm3  ；铁鳞粉的化学成分质量百分比为：FeO 45～60%。
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