CN103467121B - 水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖及其制备方法。其技术方案是：先以60~95wt%的镁砂和5~40wt%的含钙尖晶石为原料，混合，再外加所述原料2~5wt%的纸浆废液，混练，成型，烘烤，然后在1500~1800℃条件下保温2~5小时，即得水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖。所述含钙尖晶石的制备方法是：先将55~75wt%的氧化铝原料、20~40wt%的氧化镁原料和1~10wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体；再将坯体在110~200℃条件下保温12~48小时，置入高温窑，在1600~1850℃条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石。本发明制备的方镁石-含钙尖晶石砖具有优异的粘挂窑皮性能，提高了耐火材料的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于方镁石-含钙尖晶石砖技术领域，具体涉及一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖及其制备方法。
背景技术
粘挂窑皮性能是水泥回转窑烧成带用耐火材料的重要作业性能。耐火砖表面上粘挂厚度适当的窑皮带来的隔热效果能有效降低耐火砖表面温度与砖内的温度梯度，降低砖内热应力对耐火砖的损毁，同时窑皮的存在也能有效降低水泥熟料对耐火砖的化学侵蚀作用。水泥回转窑烧成带用耐火砖表面窑皮的稳定粘挂，对耐火砖的服役寿命影响重大。
镁尖晶石砖具有良好的热震稳定性和抗碱、氯、硫侵蚀性等优点，是水泥回转窑烧成带用无铬碱性耐火材料发展的趋势，但其在使用过程中存在粘挂窑皮性能较差的问题。
在水泥回转窑烧成带高温使用环境中，镁尖晶石砖中的MA组分易于与水泥熟料中的C3S或CaO反应生成C12A7等低熔点物相，加快了水泥熟料从液相渠道的侵入，导致镁尖晶石砖表面已形成的窑皮烧流，同时也造成镁尖晶石砖中MA组分的侵蚀与溶解，并与砖体剥离，减小了镁尖晶石砖体表面窑皮的稳定程度，降低了镁尖晶石砖粘挂窑皮性能。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的制备方法，用该方法制备的方镁石-含钙尖晶石砖具有优异的粘挂窑皮性能，能提高耐火材料的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先以60~95wt%的镁砂和5~40wt%的含钙尖晶石为原料，混合，再外加所述原料2~5wt%的纸浆废液，混练，成型，烘烤，然后在1500~1800℃条件下保温2~5小时，即得水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖。
所述含钙尖晶石的制备方法是：先将55~75wt%的氧化铝原料、20~40wt%的氧化镁原料和1~10wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体；再将坯体在110~200℃条件下保温12~48小时，置入高温窑，在1600~1850℃条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石。
所述镁砂为电熔镁砂、或为烧结镁砂，镁砂中的MgO含量≥95wt%；镁砂的颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料25~50wt%，粒径小于0.088mm占原料35~45wt%。
所述含钙尖晶石的颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料0~20wt%，粒径小于0.088mm占原料5~20wt%。
所述成型为机压成型，压力为100~250MPa。
由于采用上述技术方案，本发明采用的原料以镁砂为主，与申请人申请的“一种含钙尖晶石耐火原料的制备方法（CN 201210167313.7）”专利技术相结合，制得的方镁石-含钙尖晶石砖以方镁石为主晶相，以镁铝尖晶石、二铝酸钙和六铝酸钙中的一种以上为次晶相。本发明利用含钙尖晶石中CA2、CA6等物相与水泥熟料反应优先于水泥熟料反应与砖中MA组分的反应，原位生成具有较高熔点的矿相，从而在砖体与水泥熟料界面形成具有一定弹性和适宜厚度的反应界面层，降低了砖中MA组分与水泥熟料反应程度，抑制了铝酸钙系低熔相的产生和水泥熟料液相对尖晶石的溶解作用，并能有效缓冲水泥熟料中的液相对窑皮的剥落，维持砖体表面窑皮的稳定存在，赋予方镁石-含钙尖晶石砖较好的粘挂窑皮性能。
因此，本发明制备的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖具有优异的粘挂窑皮性能，提高了耐火材料的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所采用的原料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述的含钙尖晶石的制备方法是：先将55~75wt%的氧化铝原料、20~40wt%的氧化镁原料和1~10wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体；再将坯体在110~200℃条件下保温12~48小时，置入高温窑，在1600~1850℃条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石。
所述电熔镁砂和烧结镁砂的MgO含量均≥95wt%。
实施例1
一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖及其制备方法：先以60~70wt%的烧结镁砂和30~40wt%的含钙尖晶石为原料，混合，再外加所述原料2~4wt%的纸浆废液，混练，成型，烘烤，然后在1500~1600℃条件下保温2~4小时，即得水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖。
本实施例中的烧结镁砂颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料25~32wt%，粒径小于0.088mm占原料35~38wt%。
本实施例中的含钙尖晶石颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料15~20wt%，粒径小于0.088mm占原料15~20wt%。
本实施例中的成型为机压成型，压力为100~130MPa。
本实施例1所制备的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的主要物理性能是：体积密度为2.70~2.80g/cm3，显气孔率为15~20%，耐压强度为40~60MPa。
实施例2
一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖及其制备方法：先以70~80wt%的电熔镁砂和20~30wt%的含钙尖晶石为原料，混合，再外加所述原料3~5wt%的纸浆废液，混练，成型，烘烤，然后在1600~1650℃条件下保温3~5小时，即得水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖。
本实施例中的电熔镁砂颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料32~40wt%，粒径小于0.088mm占原料38~40wt%。
本实施例中的含钙尖晶石颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料10~15wt%，粒径小于0.088mm占原料10~15wt%。
本实施例中的成型为机压成型，压力为140~180MPa。
本实施例2所制备的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的主要物理性能是：体积密度为2.80~3.00g/cm3，显气孔率为10~16%，耐压强度为50~70MPa。
实施例3
一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖及其制备方法：先以80~90wt%的烧结镁砂和10~20wt%的含钙尖晶石为原料，混合，再外加所述原料3~5wt%的纸浆废液，混练，成型，烘烤，然后在1650~1750℃条件下保温2~4小时，即得水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖。
本实施例中的烧结镁砂颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料40~48wt%，粒径小于0.088mm占原料40~42wt%。
本实施例中的含钙尖晶石颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料5~10wt%，粒径小于0.088mm占原料5~10wt%。
本实施例中的成型为机压成型，压力为180~220MPa。
本实施例3所制备的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的主要物理性能是：体积密度为2.90~3.10g/cm3，显气孔率为8~12%，耐压强度为60~80MPa。
实施例4
一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖及其制备方法：先以90~95wt%的电熔镁砂和5~10wt%的含钙尖晶石为原料，混合，再外加所述原料4~5wt%的纸浆废液，混练，成型，烘烤，然后在1750~1800℃条件下保温3~5小时，即得水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖。
本实施例中的电熔镁砂颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料48~50wt%，粒径小于0.088mm占原料42~45wt%。
本实施例中的含钙尖晶石的粒径小于0.088mm。
本实施例中的成型为机压成型，压力为220~250MPa。
本实施例4所制备的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的主要物理性能是：体积密度为3.00~3.20g/cm3，显气孔率为5~10%，耐压强度为70~90MPa。
本具体实施方式采用的原料以镁砂为主，与申请人申请的“一种含钙尖晶石耐火原料的制备方法（CN 201210167313.7）”专利技术相结合，制得的方镁石-含钙尖晶石砖以方镁石为主晶相，以镁铝尖晶石、二铝酸钙和六铝酸钙中的一种以上为次晶相。本具体实施方式利用含钙尖晶石中CA2、CA6等物相与水泥熟料反应优先于水泥熟料反应与砖中MA组分的反应，原位生成具有较高熔点的矿相，从而在砖体与水泥熟料界面形成具有一定弹性和适宜厚度的反应界面层，降低了砖中MA组分与水泥熟料反应程度，抑制了铝酸钙系低熔相的产生和水泥熟料液相对尖晶石的溶解作用，并能有效缓冲水泥熟料中的液相对窑皮的剥落，维持砖体表面窑皮的稳定存在，赋予方镁石-含钙尖晶石砖较好的粘挂窑皮性能。
因此，本具体实施方式制备的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖具有优异的粘挂窑皮性能，提高了耐火材料的使用寿命。
Claims (5)
1.一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的制备方法，其特征在于先以60~95wt%的镁砂和5~40wt%的含钙尖晶石为原料，混合，再外加所述原料2~5wt%的纸浆废液，混练，成型，烘烤，然后在1500~1800℃条件下保温2~5小时，即得水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖；
所述含钙尖晶石的制备方法是：先将55~75wt%的氧化铝原料、20~40wt%的氧化镁原料和1~10wt%的生白云石共磨，烘干，混练，挤压成坯体；再将坯体在110~200℃条件下保温12~48小时，置入高温窑，在1600~1850℃条件下煅烧，然后将煅烧后的产物破碎，即得含钙尖晶石。
2.根据权利要求1所述的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的制备方法，其特征在于所述镁砂为电熔镁砂、或为烧结镁砂，镁砂中的MgO含量≥95wt%；镁砂的颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料25~50wt%，粒径小于0.088mm占原料35~45wt%。
3.根据权利要求1所述的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的制备方法，其特征在于所述的含钙尖晶石的颗粒级配是：粒径为5~0.088mm占原料0~20wt%，粒径小于0.088mm占原料5~20wt%。
4.根据权利要求1所述的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的制备方法，其特征在于所述的成型为机压成型，压力为100~250MPa。
5.一种水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖，其特征在于所述方镁石-含钙尖晶石砖是根据权利要求1～4项中任一项所述的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖的制备方法制备的水泥回转窑烧成带用方镁石-含钙尖晶石砖。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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