CN113443898A - 一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用 - Google Patents

一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用，属于耐火材料技术领域。本发明提供的低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂。本发明提供的低导热尖晶石质耐火均质砖，其材质均一，不存在不同材质形成复合结构容易出现薄弱部位的隐患，使用过程中不会出现复合砖断裂的问题。同时，本发明提供的低导热尖晶石质耐火均质砖以方镁石‑尖晶石体系为基体，高温性能稳定，耐碱金属、挥发盐类等的侵蚀，适用于水泥回转窑或石灰煅烧窑的苛刻环境。

Description

一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用。
背景技术
镁铬砖作为耐火砖广泛应用于水泥回转窑或石灰煅烧窑这类高温窑炉中，但镁铬砖使用后其中部分铬会从Cr3+转变为剧毒和致癌的Cr6+，破坏环境且会影响人们的健康。因此，无铬化耐火制品的开发研制是耐火材料的发展方向。
近年来，国内外进行了大量镁铬砖替代材料的研究，目前逐步推广使用的有镁铝尖晶石砖及镁铁尖晶石砖，正逐步替代镁铬砖在回转窑烧成带及过渡带使用。但这些产品相对镁铬砖的导热系数大，导致回转窑外筒体温度相对镁铬砖内衬的温度高。烧成带尚有窑皮保护，筒体温度相对较低，而过渡带没有稳定的窑皮保护，回转窑运行过程中筒体温度过高，容易使筒体变形，造成安全隐患；同时热量损失过多也造成能源浪费。
目前有一些企业在过渡带使用硅莫砖来降低筒体温度，但硅莫砖本身硅铝体系具有一定局限性，容易在高温条件下与水泥或石灰生料发生反应产生液相物质，同时难以抵抗碱金属的渗透侵蚀，因此很难适应过渡带频繁变化的温度及高温热辐射和热气流的冲刷使用环境。
为了兼顾耐火和低导热性能，现有技术中通常将耐火砖和隔热砖配合使用，或者制备包括耐火层和隔热层的复合砖。但是由于耐火层和隔热层的材质不同，使用过程中因温度变化频繁，两者线膨胀不一致时容易在两者接触复合部位出现裂纹，导致复合砖出现断裂。同时隔热层强度一般不高，在高温机械应力下也容易先出现损坏，影响复合砖整体寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用，本发明提供的低导热尖晶石质耐火均质砖的材质均一，不存在不同材质形成复合结构容易出现薄弱部位的隐患，使用过程中不会出现复合砖断裂的问题；且本发明提供的低导热尖晶石质耐火均质砖具有高强度、低导热、抗高温负荷的特点，可达到水泥回转窑或石灰煅烧窑使用的高温强度、机械柔性的要求。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶(0.5～3)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％；
所述镁砂细粉的粒度＜0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。
优选地，所述镁砂颗粒和镁砂细粉独立地包括烧结镁砂和/或电熔镁砂，所述镁砂颗粒和镁砂细粉中MgO的质量含量独立的＞97％。
优选地，所述镁铝尖晶石颗粒的粒度为0.063～3mm。
优选地，所述镁铝尖晶石颗粒包括烧结尖晶石和/或电熔尖晶石，所述镁铝尖晶石颗粒中MgO和Al2O3的质量含量之和＞98％。
优选地，所述轻质空心球的粒度为0.1～1mm，所述轻质空心球的密度≤1.5g/cm3，空心率≥99％。
优选地，所述轻质空心球包括氧化铝空心球和氧化锆空心球中的至少一种。
优选地，所述添加剂微粉的粒度＜0.01mm。
优选地，所述添加剂微粉包括氧化铝微粉和/或氧化镁微粉。
本发明提供了上述技术方案所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备方法，包括以下步骤：
将镁砂颗粒、镁铝尖晶石颗粒和轻质空心球进行第一混合，得到第一混合物料；
将所述第一混合物料与结合剂进行第二混合，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料、镁砂细粉和添加剂微粉进行第三混合，得到第三混合物料；
将所述第三混合物料依次进行压制和烧成，得到低导热尖晶石质耐火均质砖。
本发明提供了上述技术方案所述低导热尖晶石质耐火均质砖或上述技术方案所述制备方法制备得到的低导热尖晶石质耐火均质砖在水泥回转窑、石灰煅烧窑、炼钢转炉、炼钢平炉或工业加热炉中的应用。
本发明提供了一种低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶(0.5～3)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％；所述镁砂细粉的粒度＜0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。本发明提供的低导热尖晶石质耐火均质砖，其材质均一，不存在不同材质形成复合结构容易出现薄弱部位的隐患，使用过程中不会出现复合砖断裂的问题。同时，本发明提供的低导热尖晶石质耐火均质砖以方镁石-尖晶石体系为基体，高温性能稳定，耐碱金属、挥发盐类等的侵蚀，适用于水泥回转窑或石灰煅烧窑的苛刻环境；本发明采用轻质空心球能够在保证尖晶石质耐火均质砖烧成的致密性满足要求的基础上，保证砖内具有封闭气孔，从而降低尖晶石质耐火均质砖烧的导热率。本发明提供的低导热尖晶石质耐火均质砖避免了传统回转窑中镁铬砖的Cr6+公害污染问题，同时具有高强度、低导热、抗高温负荷及侵蚀性能好等特点，可达到水泥回转窑或石灰煅烧窑使用的高温强度、机械柔性的要求，同时可以有效降低回转窑的自重及筒体外表面温度，降低了能源及设备消耗，并提高了回转窑用砖的使用寿命。
具体实施方式
本发明提供了一种低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶(0.5～3)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％；
所述镁砂细粉的粒度＜0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。
在本发明中，如无特殊说明，所用制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中，所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备原料包括镁砂颗粒。在本发明中，所述镁砂颗粒优选包括烧结镁砂和/或电熔镁砂，更优选为烧结镁砂和电熔镁砂；所述镁砂颗粒中MgO的质量含量优选＞97％。在本发明中，所述镁砂颗粒的粒度优选为0.063～5mm，所述镁砂颗粒优选包括第一镁砂颗粒、第二镁砂颗粒和第三镁砂颗粒；以d表示粒度，所述第一镁砂颗粒的粒度优选为0.063mm≤d＜1mm，所述第二镁砂颗粒的粒度优选为1mm≤d＜3mm，所述第三镁砂颗粒的粒度优选为3mm≤d≤5mm。在本发明中，所述第一镁砂颗粒、第二镁砂颗粒和第三镁砂颗粒的质量比优选为(5～10)∶(27～32)∶(10～14)；所述第一镁砂颗粒可以为烧结镁砂，也可以为烧结镁砂和电熔镁砂的混合物，具体的，所述第一镁砂颗粒中烧结镁砂的质量含量优选为50～100％；所述第二镁砂颗粒可以为烧结镁砂，也可以为烧结镁砂和电熔镁砂的混合物，具体的，所述第二镁砂颗粒中烧结镁砂的质量含量优选为80～100％；所述第三镁砂颗粒优选为烧结镁砂。本发明优选采用上述种类、配比以及粒度的镁砂颗粒，能有达到理想的粒度级配，保证颗粒堆积密度，有利于产品烧结成型；同时用烧结镁砂和电熔镁砂搭配混合使用，两者颗粒密度及膨胀等特性有所区别，能够互补达到理想的烧成效果。
在本发明中，所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备原料包括镁砂细粉。在本发明中，所述镁砂细粉优选包括烧结镁砂和/或电熔镁砂，更优选为烧结镁砂，所述镁砂细粉中MgO的质量含量优选＞97％。在本发明中，所述镁砂细粉的粒度优选＜0.063mm。本发明优选采用上述种类和粒度的镁砂细粉，足够的原料细度保证细粉级镁砂具有较好的活性，同时与添加剂微粉烧结过程中反应充分，利于烧结致密。而且烧结镁砂中方镁石晶体量比电熔镁砂少，晶体的缺陷多，本发明优选采用烧结镁砂能够更容易与轻质空心球和添加剂微粉反应，更有利于达到理想的烧成效果。
在本发明中，所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备原料包括镁铝尖晶石颗粒。在本发明中，所述镁铝尖晶石颗粒优选包括烧结尖晶石和/或电熔尖晶石，具体可以为电熔尖晶石，也可以为烧结尖晶石和电熔尖晶石的混合物；所述镁铝尖晶石颗粒中MgO和Al2O3的质量含量之和优选＞98％。在本发明中，所述镁铝尖晶石颗粒的粒度优选为0.063～3mm，所述镁铝尖晶石颗粒优选包括第一镁铝尖晶石颗粒和第二镁铝尖晶石颗粒；以d表示粒度，所述第一镁铝尖晶石颗粒的粒度优选为0.063mm≤d＜1mm，所述第二镁铝尖晶石颗粒的粒度优选为1mm≤d≤3mm。在本发明中，所述第一镁铝尖晶石颗粒和第二镁铝尖晶石颗粒的质量比优选为(3～11)∶(9～15)；所述第一镁铝尖晶石颗粒可以为烧结尖晶石，也可以为电熔尖晶石，还可以为烧结尖晶石和电熔尖晶石的混合物，当所述第一镁铝尖晶石颗粒为烧结尖晶石和电熔尖晶石的混合物时，各组分配比没有特殊限定；所述第二镁铝尖晶石颗粒可以为电熔尖晶石，也可以为烧结尖晶石和电熔尖晶石的混合物，具体的，所述第二镁铝尖晶石颗粒中电熔尖晶石的质量含量优选为20～100％。本发明优选采用上述种类、配比以及粒度的镁铝尖晶石颗粒，能够有效保证镁铝尖晶石颗粒的抗热震稳定性及化学稳定性在尖晶石质耐火均质砖中充分发挥作用，使尖晶石质耐火均质砖具有较好的热震稳定性以及耐化学侵蚀性。
在本发明中，所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备原料包括轻质空心球。在本发明中，所述轻质空心球优选包括氧化铝空心球和氧化锆空心球中的至少一种，更优选为氧化铝空心球或氧化锆空心球。在本发明中，所述轻质空心球的密度优选≤1.5g/cm3，空心率优选≥99％；所述轻质空心球的粒度优选为0.1～1mm，具体的，所述轻质空心球优选包括第一轻质空心球和第二轻质空心球，所述第一轻质空心球和第二轻质空心球的质量比优选为(2.0～3.5)∶(0.5～1.5)；以d表示粒度，所述第一轻质空心球的优选粒度为0.1mm≤d＜0.5mm，所述第二轻质空心球的优选粒度为0.5mm≤d≤1mm。在本发明中，所述第一轻质空心球和第二轻质空心球的具体种类可以相同，也可以不同，本发明对此没有特殊限定。在本发明中，第一轻质空心球的用量较多，有利于保证尖晶石质耐火均质砖内具有合适的微小封闭气孔，且所述微小封闭气孔分布更均匀。
在本发明中，所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备原料包括添加剂微粉。在本发明中，所述添加剂微粉优选包括氧化铝微粉和/或氧化镁微粉，具体可以为氧化铝微粉，也可以为氧化铝微粉和氧化镁微粉的混合物，即所述添加剂微粉中氧化铝微粉的质量含量优选为50～100％。在本发明中，所述添加剂微粉的粒度优选＜0.01mm。本发明优选采用上述种类、配比以及粒度的添加剂微粉，能够充分利用添加剂微粉的活性，在尖晶石质耐火均质砖烧成过程中，与细粉镁砂充分烧结；同时添加剂微粉粒度小，比表面积大，与轻质空心球接触面积较大，更有利于达到理想的烧成效果。
在本发明中，所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备原料包括结合剂。在本发明中，所述结合剂优选为纸浆废液、木质素磺酸钙水溶液、糊精水溶液和甲基纤维素水溶液中的至少一种；当所述结合剂中包括纸浆废液、木质素磺酸钙水溶液、糊精水溶液和甲基纤维素水溶液中的多种时，本发明对各组分的配比没有特殊的限定，采用任意配比均可。在本发明中，所述结合剂的比重优选为1.0～1.6g/cm3，更优选为1.2～1.4g/cm3。本发明通过结合剂能显著改善操作性能，有利于增加压制后所得坯体的早期强度，并有防止龟裂的效果，可提高产品合格率。
在本发明中，所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比优选为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶(0.5～3)，更优选为(48～52)∶(25～28)∶(16～20)∶(3～5)∶(1～2)。本发明优选将各组分限定在上述配比范围内，能够将低导热尖晶石质耐火均质砖中MgO、Al2O3、SiO2和CaO含量控制在合适的范围内，保证低导热尖晶石质耐火均质砖具有优异的性能，具体的，按质量含量计，所述低导热尖晶石质耐火均质砖包括MgO 79～86％，Al2O3 10～18％，SiO2 0.1～2.0％，CaO 0.1～2.0％。在本发明中，所述结合剂的质量优选为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％。
本发明提供了上述技术方案所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备方法，包括以下步骤：
将镁砂颗粒、镁铝尖晶石颗粒和轻质空心球进行第一混合，得到第一混合物料；
将所述第一混合物料与结合剂进行第二混合，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料、镁砂细粉和添加剂微粉进行第三混合，得到第三混合物料；
将所述第三混合物料依次进行压制和烧成，得到低导热尖晶石质耐火均质砖。
本发明将镁砂颗粒、镁铝尖晶石颗粒和轻质空心球进行第一混合，得到第一混合物料。在本发明中，所述第一混合的时间优选为3～5min。
得到第一混合物料后，本发明将所述第一混合物料与结合剂进行第二混合，得到第二混合物料。在本发明中，所述第二混合的时间优选为5～8min。
得到第二混合物料后，本发明将所述第二混合物料、镁砂细粉和添加剂微粉进行第三混合，得到第三混合物料。在本发明中，所述第三混合的时间优选为10～15min。
在本发明中，所述第一混合、第二混合和第三混合优选在混炼机中进行，所述混炼机的搅拌转子的转速优选为100～300rpm。本发明采用上述混料顺序并优选在上述条件下进行混合，粒度较大的颗粒原料先被结合剂均匀包裹，然后再与粒度较小的粉状原料混合，有利于形成均匀的混合物料，避免粉状原料先与结合剂混合容易成球，造成混合不均匀的问题。
得到第三混合物料后，本发明将所述第三混合物料依次进行压制和烧成，得到低导热尖晶石质耐火均质砖。在本发明中，所述压制的压力优选为15～20KN/cm2，更优选为16～18KN/cm2。本发明优选在上述压力条件下进行压制，能够保证产品强度及体积的稳定，有利于产品烧成中达到理想的致密度，且生产效率高。
所述压制后，本发明优选将所得坯体干燥后进行烧成，所述干燥的温度优选为100～150℃，更优选为120～130℃；时间优选为48～72h，更优选为50～60h。在本发明中，所述烧成的温度优选为1600～1800℃，更优选为1620～1710℃；时间优选为5～12h，更优选为7～10h。在本发明的实施例中，所述烧成优选在高温隧道窑中进行。本发明优选先在上述条件下进行干燥，能够保证坯体进行充分干燥，水分残余少，避免后续烧成过程中水分急剧汽化排出而导致坯体爆裂的问题；之后通过在上述适合的烧成温度及保温时间条件下进行烧成，保证材料中方镁石矿物相及镁铝尖晶石相烧结后固溶充分，烧成后产品性能稳定。
本发明提供了上述技术方案所述低导热尖晶石质耐火均质砖或上述技术方案所述制备方法制备得到的低导热尖晶石质耐火均质砖在水泥回转窑、石灰煅烧窑、炼钢转炉、炼钢平炉或工业加热炉中的应用。在本发明中，所述低导热尖晶石质耐火均质砖优选用于水泥回转窑或石灰煅烧窑中烧成带及过渡带；所述低导热尖晶石质耐火均质砖优选用于炼钢转炉、炼钢平炉或工业加热炉的内衬。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1～5
将镁砂颗粒、镁铝尖晶石颗粒和轻质空心球(密度≤1.3g/cm3，空心率≥99％)置于混炼机中，在搅拌转子转速为200rpm条件下进行第一混合，得到第一混合物料；
将所述第一混合物料与结合剂于搅拌转子转速为200rpm条件下进行第二混合，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料、镁砂细粉和添加剂微粉于搅拌转子转速为200rpm条件下进行第三混合，得到第三混合物料；
将所述第三混合物料进行压制，将所得坯体干燥后置于高温隧道窑中进行烧成，得到低导热尖晶石质耐火均质砖；
各实施例中低导热尖晶石质耐火均质砖所用制备原料及添加量如表1所示，其中，镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球和添加剂微粉的添加总量以100％计，结合剂的质量以占镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的百分含量计。各实施例中低导热尖晶石质耐火均质砖的制备条件如表2所示。
表1实施例1～5中低导热尖晶石质耐火均质砖所用制备原料及添加量
Figure BSA0000245481420000081
Figure BSA0000245481420000091
表2实施例1～5中低导热尖晶石质耐火均质砖的制备条件
Figure BSA0000245481420000092
对比例1
本对比例中耐火砖的制备原料包括烧结镁砂颗粒、烧结镁砂细粉、尖晶石颗粒和结合剂，其中，烧结镁砂颗粒、烧结镁砂细粉和尖晶石颗粒的质量比为2∶1∶1，结合剂为比重为1.25g/mL的纸浆废液，粘结剂的质量为烧结镁砂颗粒、烧结镁砂细粉和尖晶石颗粒总质量的2.4％；
以d表示粒度，所述烧结镁砂颗粒包括第一烧结镁砂(0.088mm≤d＜1mm)、第二烧结镁砂(1mm≤d＜3mm)和第三烧结镁砂(3mm≤d≤5mm)，所述第一烧结镁砂、第二烧结镁砂和第三烧结镁砂的质量比为3∶7∶4；
所述烧结镁砂细粉的粒度d＜0.088mm；
所述尖晶石颗粒为烧结尖晶石颗粒，所述烧结尖晶石颗粒包括第一烧结尖晶石(0.088mm≤d＜1mm))、第二烧结尖晶石(1mm≤d＜3mm)和第三烧结尖晶石(3mm≤d≤5mm)，所述第一烧结尖晶石、第二烧结尖晶石和第三烧结尖晶石的质量比为1∶1∶2；
制备方法包括以下步骤：将烧结镁砂颗粒、烧结镁砂细粉、尖晶石颗粒和结合剂置于混炼机中，在搅拌转子转速为200rpm条件下进行混合10min，将所得混合物料在电动螺旋压力机压力为630T条件下进行压制，将所得坯体在120℃条件下干燥12h，之后置于高温隧道窑中，在1600℃条件下进行烧成6h，得到耐火砖。
对比例2
本对比例中耐火砖的制备原料包括烧结镁砂颗粒、烧结镁砂细粉、尖晶石颗粒和结合剂，其中，烧结镁砂颗粒、烧结镁砂细粉和尖晶石颗粒的质量比为57∶25∶18，结合剂为比重为1.25g/mL的纸浆废液，粘结剂的质量为烧结镁砂颗粒、烧结镁砂细粉和尖晶石颗粒总质量的2.5％；
以d表示粒度，所述烧结镁砂颗粒包括第一烧结镁砂(0.088mm≤d＜1mm)、第二烧结镁砂(1mm≤d＜3mm)和第三烧结镁砂(3mm≤d≤5mm)，所述第一烧结镁砂、第二烧结镁砂和第三烧结镁砂的质量比为1∶3∶1；
所述烧结镁砂细粉的粒度d＜0.088mm；
所述尖晶石颗粒包括电熔尖晶石颗粒和烧结尖晶石颗粒，所述电熔尖晶石颗粒和烧结尖晶石颗粒的质量比为1∶2；所述电熔尖晶石颗粒包括第一电熔尖晶石(0.088mm≤d＜1mm))、第二电熔尖晶石(1mm≤d＜3mm)和第三电熔尖晶石(3mm≤d≤5mm)，所述第一电熔尖晶石、第二电熔尖晶石和第三电熔尖晶石的质量比为1∶1∶1；所述烧结尖晶石颗粒包括第一烧结尖晶石(0.088mm≤d＜1mm))、第二烧结尖晶石(1mm≤d＜3mm)和第三烧结尖晶石(3mm≤d≤5mm)，所述第一烧结尖晶石、第二烧结尖晶石和第三烧结尖晶石的质量比为1∶1∶2；
制备方法包括以下步骤：将烧结镁砂颗粒、烧结镁砂细粉、尖晶石颗粒和结合剂置于混炼机中，在搅拌转子转速为200rpm条件下进行混合10min，将所得混合物料在电动螺旋压力机压力为630T条件下进行压制，将所得坯体在120℃条件下干燥15h，之后置于高温隧道窑中，在1580℃条件下进行烧成6h，得到耐火砖。
对实施例1～5和对比例1～2制备的产品进行性能测试，结果见表3，其中，各测试指标的条件以及依据的标准具体如下：
MgO以及Al2O3质量分数：GB/T5069；
体积密度：GB/T2997；
显气孔率：GB/T2997；
常温耐压强度：GB/T5072；
导热率：GBT5990；
热震稳定性能：GB/T30873；
荷重软化开始温度：GB/T5989；
化学侵蚀指数：GB/T35172-2017；具体是以对比例2中化学侵蚀指数为100％为基准；
运行6个月后筒体(具体为回转窑的外壳)外表面温度：实际运行过程中直接测定。
表3对实施例1～5和对比例1～2制备的产品的性能测试结果
Figure BSA0000245481420000111
Figure BSA0000245481420000121
由表3可知，与对比例相比，本发明通过添加轻质空心球，能够在耐火砖内部形成许多微小的封闭气孔，达到降低其导热的目的，使窑炉外表面温度低，减少热量浪费，节约能源；同时还能够使耐火砖具有较好的柔性(即热震稳定性能优于对比例)；此外还能够降低整个耐火材料内衬的重量，实现轻量化，节省机械运行成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶(0.5～3)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％；
所述镁砂细粉的粒度＜0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。
2.根据权利要求1所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述镁砂颗粒和镁砂细粉独立地包括烧结镁砂和/或电熔镁砂，所述镁砂颗粒和镁砂细粉中MgO的质量含量独立的＞97％。
3.根据权利要求1所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述镁铝尖晶石颗粒的粒度为0.063～3mm。
4.根据权利要求1或3所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述镁铝尖晶石颗粒包括烧结尖晶石和/或电熔尖晶石，所述镁铝尖晶石颗粒中MgO和Al2O3的质量含量之和＞98％。
5.根据权利要求1所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述轻质空心球的粒度为0.1～1mm，所述轻质空心球的密度≤1.5g/cm3，空心率≥99％。
6.根据权利要求1或5所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述轻质空心球包括氧化铝空心球和氧化锆空心球中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述添加剂微粉的粒度＜0.01mm。
8.根据权利要求1或7所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述添加剂微粉包括氧化铝微粉和/或氧化镁微粉。
9.权利要求1～8任一项所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备方法，包括以下步骤：
将镁砂颗粒、镁铝尖晶石颗粒和轻质空心球进行第一混合，得到第一混合物料；
将所述第一混合物料与结合剂进行第二混合，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料、镁砂细粉和添加剂微粉进行第三混合，得到第三混合物料；
将所述第三混合物料依次进行压制和烧成，得到低导热尖晶石质耐火均质砖。
10.权利要求1～8任一项所述低导热尖晶石质耐火均质砖或权利要求9所述制备方法制备得到的低导热尖晶石质耐火均质砖在水泥回转窑、石灰煅烧窑、炼钢转炉、炼钢平炉或工业加热炉中的应用。
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