CN111908901A - 回转窑用耐火预制件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转窑用耐火预制件及其制备方法，属于预制件领域，其技术方案要点包括至少为九个的砖体，相邻的两个所述砖体之间通过混凝土实现固定连接，所述砖体的内部开设有环形预制口，相邻的两个环形预制口相连通，所述砖体的顶部设置有凸起部，所述凸起部的顶部开设有与环形预制口相连通的填料槽，所述砖体的底部设置有与凸起部相匹配的凹陷部，所述凹陷部的内壁顶部中心处设置有与填料槽相匹配的压料部，环形预制口的内部通过填料槽浇筑有混凝土，本发明通过在多个环形预制口内部均填充混凝土，且混凝土在砖体连接处相互粘结，由此形成一个环形的混凝土浇筑件，彻底凝固后，可有效的增强砖体之间的连接强度的效果。

Description

回转窑用耐火预制件及其制备方法

技术领域

本发明涉及预制件领域，更具体地说它涉及一种回转窑用耐火预制件及其制备方法。

背景技术

耐火砖预制件是一种不定型的耐火材料，一般用于回转窑的砌筑，耐火砖砖体在使用过程中需要承受较大的温度变化和热流冲击，因此要求结构紧密，不能有裂缝以防蹿火现象发生，此外还要求能够尽可能的保护窑内热能，防止能力散失。

目前，回转窑在使用过程中，为了防止煅烧设备被高温损坏，需要在煅烧设备的内壁设置耐火材料，现有的窑口大多采用耐火砖进行砌筑成型，而由于窑口大多呈环形，而现有的耐火砖砌筑时大多是贴在窑口的内壁上，而长期使用，耐火砖很容易沿着窑壁下滑，不仅容易损伤窑口，且重新砌筑较为困难，若完全使用浇注料体又难以保证使用强度，容易出现碎裂坍塌，影响使用安全。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种回转窑用耐火预制件，其优点在于采用紧贴在窑口内部的耐火砖，通过耐火砖之间的相互配合，可有效的增加窑口的稳定性，不易滑落。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种回转窑用耐火预制件，包括至少为九个的砖体，相邻的两个所述砖体之间通过混凝土实现固定连接，所述砖体的内部开设有环形预制口，相邻的两个环形预制口相连通，所述砖体的顶部设置有凸起部，所述凸起部的顶部开设有与环形预制口相连通的填料槽，所述砖体的底部设置有与凸起部相匹配的凹陷部，所述凹陷部的内壁顶部中心处设置有与填料槽相匹配的压料部。

通过采用上述技术方案，环形预制口的设置，使砖体砌筑在窑口处时，能够在砖体的内部形成一个混凝土浇筑件，借此来增强砖体之间的连接强度，同时在凸起部与凹陷部的相互配合作用下，可使竖直的砖体砌筑时稳定性更好，不易偏移；而压料部的设置，则进一步对砖体的位置进行限定，且凸起部、凹陷部、压料部以及填料槽的设置，增大了砖体与混凝土的接触面积，进一步增强了连接强度。

本发明进一步设置为：九个所述砖体拼接可构成一个完整的圆环。

通过采用上述技术方案，使砖体能够整齐砌筑在窑口处的内壁上，不需要砖体进行砸切。

本发明进一步设置为：所述环形预制口的内部通过填料槽浇筑有混凝土。

通过采用上述技术方案，在砌筑砖体时，将混凝土经过填料槽浇筑到环形预制口内部，砖体砌筑在窑口内壁时，多个环形预制口内部均填充有混凝土，且混凝土在砖体连接处相互粘结，由此形成一个环形的混凝土浇筑件，彻底凝固后，可有效的增强砖体之间的连接强度，同时防止窑口处的砖体出现部分脱落现象，使用更加安全可靠。

本发明进一步设置为：所述砖体的两侧均设置有一组卡接件，每组所述卡接件均包括一个设置在砖体上的卡块和卡槽，其中一个所述砖体上的卡块和相邻的所述砖体上的卡槽相匹配。

通过采用上述技术方案，砌筑砖体时，使砖体的卡槽卡在另外一个砖体的卡块上，可有效的对相邻两个砖体之间的位置进行限定，防止出现部分砖体向内侧偏移的情况发生。

本发明进一步设置为：所述砖体的顶部一侧设置有弧形倒角，且弧形倒角的表面做粗糙化处理。

通过采用上述技术方案，弧形倒角的设置，有助于在砌筑后的窑口内涂抹耐热材料，增大了砖体与耐热材料的接触面积，而粗糙化处理则起到不易耐热材料脱离的效果。

本发明进一步设置为：所述砖体的一侧设置有凹槽。

通过采用上述技术方案，凹槽可与窑口处的形状相匹配，即在窑口处设置限位的凸起，用于卡在凹槽的内部，配合环形预制槽内部形成的混凝土预制件，可有效地增强砖体滑落的可能。

本发明的第二目的在于提供一种回转窑用耐火预制件的制备方法，其优点在于可提高耐火预制件耐高温强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种回转窑用耐火预制件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按重量百分比组成称取以下原料：电熔镁砂粒50-60％，蓝晶石粉5-15％、电熔尖晶石颗粒10-20％、电熔尖晶石微粉1-9％、复合外加剂1-6％和酚醛树脂2-6％，将电熔镁砂粒、蓝晶石粉、电熔尖晶石颗粒、电熔尖晶石微粉按照如上所述的比例加入到搅拌罐，混合后加入水、复合外加剂和酚醛树脂，搅拌成泥浆备用；

步骤2，将短碳链胶姆基泡沫剂与水按照1∶60的比例混合，搅拌后制成稳定泡沫，并将稳定泡沫按照体积比1:1加入到步骤1中所述制的泥浆中，加入的过程中同时进行搅拌，留作备用；

步骤3，将步骤2中留作备用的泥浆注入到制砖模具中，然后将制砖模具置入到压机上加压成型，制得半成品；

步骤4，将步骤3中的半成品在干燥窖内烘干，制得耐火砖；

步骤5，对步骤4中制备的耐火砖进行性能测试，性能合格，即为制备的构件。

通过采用上述技术方案，电熔尖晶石微粉的结合作用和在高温使用过程中的烧结活性，发生砖坯内部自烧结，产生二次尖晶石，从而避免了采用电熔法或烧结法导致的体积膨胀，提高了耐火砖的中温强度和常温强度；而电熔镁砂粒和电熔尖晶石颗粒均为粒度料，增大了组分的临界粒度，为耐火砖提供了牢固的骨架结构，从而提高了耐火砖的高温强度，同时利用蓝晶石高温一次永久性膨胀特性，能提高耐火砖制品的荷重软化温度耐压强度，改善烧后线变化指标，消除不定形耐火材料在高温和冷却过程中产生的收缩裂纹，剥落以及影响使用寿命等弱点，从而延长耐火砖的寿命。

本发明进一步设置为：所述电熔镁砂粒中的MgO含量的重量百分比≥98％，颗粒度≤8mm，所述电熔尖晶石颗粒中的Al₂O₃含量的重量百分比≥76％，颗粒度≤1mm，所述电熔尖晶石微粉中的Al₂O₃含量的重量百分比≥76％，中位径≤5μm。

通过采用上述技术方案，高纯MgO在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性，由此可增强耐火砖整体的耐碱性，而Al₂O₃是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，用于增强耐火砖的耐热强度。

本发明进一步设置为：所述步骤4中烘干温度为200-400℃，烘干时长5-25小时。

通过采用上述技术方案，可满足原材料中各组分的干燥要求，使原材料中各成分混合更加彻底，同时烘干时长保证了耐火砖的烘干效果，使耐火砖整体性能达到最佳。

本发明进一步设置为：所述复合外加剂为氮化硅粉、碳氮化钛粉、碳化钛粉、硼酸钠粉中的一种或多种的组合。

通过采用上述技术方案，可改善制备时混合泥浆的和易性，全面提高各组分的物理力学性能，进而起到提高耐火砖粘聚性的效果。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、在凸起部与凹陷部的相互配合，使竖直的砖体砌筑时稳定性更好，不易偏移，而压料部的设置则进一步对砖体的位置进行限定，且凸起部、凹陷部、压料部以及填料槽的设置，增大了砖体与混凝土的接触面积，进一步增强的了连接强度，弧形倒角的设置，有助于在砌筑后的窑口内涂抹耐热材料，增大了砖体与耐热材料的接触面积，而粗糙化处理则起到不易耐热材料脱离的效果；

2、在砌筑砖体时，将混凝土经过填料槽浇筑到环形预制口内部，砖体砌筑在窑口内壁时，多个环形预制口内部均填充有混凝土，且混凝土在砖体连接处相互粘结，由此形成一个环形的混凝土浇筑件，彻底凝固后，可有效的增强砖体之间的连接强度，同时防止窑口处的砖体出现部分脱落现象，使用更加安全可靠；

3、电熔尖晶石微粉的结合作用和在高温使用过程中的烧结活性，发生砖坯内部自烧结，产生二次尖晶石，从而避免了采用电熔法或烧结法导致的体积膨胀，提高了耐火砖的中温强度和常温强度；而电熔镁砂粒和电熔尖晶石颗粒均为粒度料，增大了组分的临界粒度，为耐火砖提供了牢固的骨架结构，从而提高了耐火砖的高温强度，同时利用蓝晶石高温一次永久性膨胀特性，能提高耐火砖制品的荷重软化温度耐压强度，改善烧后线变化指标，消除不定形耐火材料在高温和冷却过程中产生的收缩裂纹，剥落以及影响使用寿命等弱点，从而延长耐火砖的寿命。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的侧视图；

图3是本实施例的仰视图；

图4是本实施例的拼接示意图。

附图标记说明：1、砖体；2、环形预制口；3、凸起部；4、填料槽；5、凹陷部；6、压料部；7、卡接件；701、卡块；702、卡槽；8、弧形倒角；9、凹槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种回转窑用耐火预制件，如图1-4所示，包括至少为九个的砖体1，相邻的两个砖体1之间通过混凝土实现固定连接，砖体1的内部开设有环形预制口2，相邻的两个环形预制口2相连通，砖体1的顶部设置有凸起部3，凸起部3的顶部开设有与环形预制口2相连通的填料槽4，砖体1的底部设置有与凸起部3相匹配的凹陷部5，凹陷部5的内壁顶部中心处设置有与填料槽4相匹配的压料部6，九个砖体1拼接可构成一个完整的圆环，使砖体1能够整齐砌筑在窑口处的内壁上，不需要砖体1进行砸切。

如图1所示，环形预制口2的内部通过填料槽4浇筑有混凝土，在砌筑砖体1时，将混凝土经过填料槽4浇筑到环形预制口2内部，砖体1砌筑在窑口内壁时，多个环形预制口2内部均填充有混凝土，且混凝土在砖体连接处相互粘结，由此形成一个环形的混凝土浇筑件，彻底凝固后，可有效的增强砖体1之间的连接强度，同时防止窑口处的砖体1出现部分脱落现象，使用更加安全可靠。

如图1所示，砖体1的两侧均设置有一组卡接件7，每组卡接件7均包括一个设置在砖体1上的卡块701和卡槽702，其中一个砖体1上的卡块701和相邻的砖体1上的卡槽702相匹配，砌筑砖体1时，使砖体1的卡槽702卡在另外一个砖体1的卡块701上，可有效的对相邻两个砖体1之间的位置进行限定，防止出现部分砖体1向内侧偏移的情况发生。

如图1、图2所示，砖体1的顶部一侧设置有弧形倒角8，且弧形倒角8的表面做粗糙化处理，弧形倒角8的设置，有助于在砌筑后的窑口内涂抹耐热材料，增大了砖体1与耐热材料的接触面积，而粗糙化处理则起到不易耐热材料脱离的效果。

如图3所示，砖体1的一侧设置有凹槽9，凹槽9的设置是与窑口处的设置相匹配的，即在窑口处设置限位的凸起，其中凸起可用于卡在凹槽的内部，配合环形预制槽内部形成的混凝土预制件，可有效地增强砖体1滑落的可能。

本实施例的工作过程及有益效果如下：在砌筑砖体1时，将混凝土经过填料槽4浇筑到环形预制口2内部，砖体1砌筑在窑口内壁时，多个环形预制口2内部均填充有混凝土，且混凝土在砖体1连接处相互粘结，由此形成一个环形的混凝土浇筑件，彻底凝固后，可有效的增强砖体1之间的连接强度，同时防止窑口处的砖体1出现部分脱落现象，使用更加安全可靠，同时在凸起部3与凹陷部5的相互配合，使竖直的砖体1砌筑时稳定性更好，不易偏移，而压料部6的设置则进一步对砖体1的位置进行限定，且凸起部3、凹陷部5、压料部6以及填料槽4的设置，增大了砖体1与混凝土的接触面积，进一步增强的了连接强度，另外凹槽9的设置是与窑口处的设置相匹配的，即在窑口处设置限位的凸起，其中凸起可用于卡在凹槽的内部，配合环形预制槽内部形成的混凝土预制件，可有效地增强砖体1滑落的可能。

实施例2a：

一种回转窑用耐火预制件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按重量百分比组成称取以下原料：电熔镁砂粒55％，蓝晶石粉10％、电熔尖晶石颗粒15％、电熔尖晶石微粉5％、复合外加剂4％和酚醛树脂4％，将电熔镁砂粒、蓝晶石粉、电熔尖晶石颗粒、电熔尖晶石微粉按照如上的比例加入到搅拌罐，混合后加入水、复合外加剂和酚醛树脂，搅拌成泥浆备用；

步骤2，将短碳链胶姆基泡沫剂与水按照1∶60的比例混合，搅拌后制成稳定泡沫，并将稳定泡沫按照体积比1:1加入到步骤1中制的泥浆中，加入的过程中同时进行搅拌，搅拌，留作备用；

步骤3，将步骤2中留作备用的泥浆注入到制砖模具中，然后将制砖模具置入到压机上加压成型，制得半成品；

步骤4，将步骤3中的半成品在干燥窖内烘干，制得耐火砖；

步骤5，对步骤4中制备的耐火砖进行性能测试，性能合格，即为制备的构件。

本发明进一步设置为：电熔镁砂粒中的MgO含量的重量百分比98％，颗粒度8mm，电熔尖晶石颗粒中的Al₂O₃含量的重量百分比76％，颗粒度1mm，电熔尖晶石微粉中的Al₂O₃含量的重量百分比76％，中位径5μm。

高纯MgO在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性，由此可增强耐火砖整体的耐碱性，而Al₂O₃是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，用于增强耐火砖的耐热强度。

步骤4中烘干温度为400℃，烘干时长20小时，满足原材料中各组分的干燥要求，使原材料中各成分混合更加彻底，同时烘干时长保证了耐火砖的烘干效果，使耐火砖整体性能达到最佳。

复合外加剂为氮化硅粉、碳氮化钛粉、碳化钛粉、硼酸钠粉中的一种或多种的组合，用于改善制备时混合泥浆的和易性，全面提高各组分的物理力学性能，进而起到提高耐火砖粘聚性的效果。

本实施例中：电熔尖晶石微粉的结合作用和在高温使用过程中的烧结活性，发生砖坯内部自烧结，产生二次尖晶石，从而避免了采用电熔法或烧结法导致的体积膨胀，提高了耐火砖的中温强度和常温强度；而电熔镁砂粒和电熔尖晶石颗粒均为粒度料，增大了组分的临界粒度，为耐火砖提供了牢固的骨架结构，从而提高了耐火砖的高温强度，同时利用蓝晶石高温一次永久性膨胀特性，能提高耐火砖制品的荷重软化温度耐压强度，改善烧后线变化指标，消除不定形耐火材料在高温和冷却过程中产生的收缩裂纹，剥落以及影响使用寿命等弱点，从而延长耐火砖的寿命。

以下为实施例2b-实施例2e，其制备方法与实施例1相同，仅存在有组分含量的调整（单位wt%）

通过实施例2a-实施例2e制得的耐火砖，每组实施例抽取10个为一组进行以下测试：

抗压能力测试：采用压力测试机对各组耐火砖抗压能力进行测试；

耐高温测试：采用DRX-II型高温导热系数测定仪对耐火砖耐热最高温度进行测量；

膨胀系数测试：采用高温热膨胀仪对耐火砖的膨胀系数进行检测。

测定结果如下表：

由上表可见，在逐渐增大电熔镁砂粒、 蓝晶石粉、电熔尖晶石颗粒、电熔尖晶石微粉含量的条件下，耐火砖的抗压强度、耐高温强度逐渐增大，而膨胀系数则逐渐降低，从而可有效提高耐火砖的整体性能。

以下为实施例3a-实施例3d，其制备方法与实施例1相同，仅存在有组分含量的调整（单位wt%）

通过实施例3a-实施例3d制得的耐火砖，每组实施例抽取10个为一组进行以下测试：

抗压能力测试：采用压力测试机对各组耐火砖抗压能力进行测试；

耐高温测试：采用DRX-II型高温导热系数测定仪对耐火砖耐热最高温度进行测量；

膨胀系数测试：采用高温热膨胀仪对耐火砖的膨胀系数进行检测。

测定结果如下表：

由上表可见，在逐渐增大复合外加剂和酚醛树脂的含量的条件下，耐火砖的抗压强度逐渐增大，而碰撞系数则逐渐降低，耐高温强度影响不大，由此可知复合外加剂和酚醛树脂可有效提高耐火砖的强度以及抗膨胀能力。

得出结论，在逐渐增大电熔镁砂粒、蓝晶石粉、电熔尖晶石颗粒、电熔尖晶石微粉含量的条件下，耐火砖的抗压强度、耐高温强度逐渐增大，而膨胀系数则逐渐降低，从而可有效提高耐火砖的整体性能，而在逐渐增大复合外加剂和酚醛树脂的含量的条件下，耐火砖的抗压强度逐渐增大，而碰撞系数则逐渐降低，耐高温强度影响不大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回转窑用耐火预制件，其特征在于：包括至少为九个的砖体（1），相邻的两个所述砖体（1）之间通过混凝土实现固定连接，所述砖体（1）的内部开设有环形预制口（2），相邻的两个环形预制口（2）相连通，所述砖体（1）的顶部设置有凸起部（3），所述凸起部（3）的顶部开设有与环形预制口（2）相连通的填料槽（4），所述砖体（1）的底部设置有与凸起部（3）相匹配的凹陷部（5），所述凹陷部（5）的内壁顶部中心处设置有与填料槽（4）相匹配的压料部（6）。

2.根据权利要求1所述的回转窑用耐火预制件，其特征在于：九个所述砖体（1）拼接可构成一个完整的圆环。

3.根据权利要求1所述的回转窑用耐火预制件，其特征在于：所述环形预制口（2）的内部通过填料槽（4）浇筑有混凝土。

4.根据权利要求1所述的回转窑用耐火预制件，其特征在于：所述砖体（1）的两侧均设置有一组卡接件（7），每组所述卡接件（7）均包括一个设置在砖体（1）上的卡块（701）和卡槽（702），其中一个所述砖体（1）上的卡块（701）和相邻的所述砖体（1）上的卡槽（702）相匹配。

5.根据权利要求1所述的回转窑用耐火预制件，其特征在于：所述砖体（1）的顶部一侧设置有弧形倒角（8），且弧形倒角（8）的表面做粗糙化处理。

6.根据权利要求1所述的回转窑用耐火预制件，其特征在于：所述砖体（1）的一侧设置有凹槽（9）。

7.一种回转窑用耐火预制件的制备方法，用于制备权利要求1所述的回转窑用耐火预制件，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，按重量百分比组成称取以下原料：电熔镁砂粒50-60％，蓝晶石粉5-15％、电熔尖晶石颗粒10-20％、电熔尖晶石微粉1-9％、复合外加剂1-6％和酚醛树脂2-6％，将电熔镁砂粒、蓝晶石粉、电熔尖晶石颗粒、电熔尖晶石微粉按照如上所述的比例加入到搅拌罐，混合后加入水、复合外加剂和酚醛树脂，搅拌成泥浆备用；

步骤2，将短碳链胶姆基泡沫剂与水按照1∶60的比例混合，搅拌后制成稳定泡沫，并将稳定泡沫按照体积比1:1加入到步骤1中所述制的泥浆中，加入的过程中同时进行搅拌，留作备用；

步骤3，将步骤2中留作备用的泥浆注入到制砖模具中，然后将制砖模具置入到压机上加压成型，制得半成品；

步骤4，将步骤3中的半成品在干燥窖内烘干，制得耐火砖；

步骤5，对步骤4中制备的耐火砖进行性能测试，性能合格，即为制备的构件。

8.根据权利要求7所述的回转窑用耐火预制件的制备方法，其特征在于：所述电熔镁砂粒中的MgO含量的重量百分比≥98％，颗粒度≤8mm，所述电熔尖晶石颗粒中的Al₂O₃含量的重量百分比≥76％，颗粒度≤1mm，所述电熔尖晶石微粉中的Al₂O₃含量的重量百分比≥76％，中位径≤5μm。

9.根据权利要求7所述的回转窑用耐火预制件的制备方法，其特征在于：所述步骤4中烘干温度为200-400℃，烘干时长5-25小时。

10.根据权利要求7所述的回转窑用耐火预制件的制备方法，其特征在于：所述复合外加剂为氮化硅粉、碳氮化钛粉、碳化钛粉、硼酸钠粉中的一种或多种的组合。

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