CN113651621A - 一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐火材料技术领域，且公开了一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖，由下述重量百分比的原料制成:莫来石30～50％，SiC10～20％，红柱石族矿物5～20％，α‑Al2O31～10％，优质结合粘土5～10％，抗氧化剂1～3％和铬铁矿1～5％。该水泥回转窑用特种新型硅莫砖及其制备工艺，其耐火衬砖中含有Cr+3，在使用中砖释放的Cr+3有稳定窑皮中β－C2S的作用，具有高温强度高，抗碱硫侵蚀优异，热震稳定性优良，使用中窑皮稳定性好，能显著延长水泥窑过渡带使用寿命和降低能源消耗的优点，解决了现有普通硅莫砖使用时，挂窑皮性能较差，窑皮时挂时落，不能很好的保护衬砖，使衬砖的使用寿命受到严重影响的问题。

Description

一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖及其制备工艺
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，具体为一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖及其制备工艺。
背景技术
水泥是国家基本建设重要的基础性材料，水泥行业也是国家国民经济的支柱性行业，特别是近年来，水泥工业向大型化、原料能源多元化、节能减排高效化等趋势发展，致使水泥窑窑衬所用的耐火材料承受的热应力、机械应力和化学侵蚀大幅增加，严重影响了水泥窑的使用寿命和运转率。
水泥回转窑耐火衬砖表面能否长期粘挂一层均匀牢固的窑皮，取决于耐火衬砖能否稳定窑皮层中的β－C2S，阻止β－C2S向γ－C2S的转化，在转化过程中伴随着13.6％的体积膨胀，引起耐火衬砖表面窑皮粉化脱落。
目前水泥回转窑过渡带用普通硅莫砖，在使用时出现以下弱点：1.挂窑皮性能较差，窑皮时挂时落，不能很好的保护衬砖，衬砖直接接触高温烟气和水泥熟料，直接受到高温辐射侵蚀和磨损，使衬砖的使用寿命受到严重影响；2.衬砖变薄，致使水泥回转窑筒体变形和筒体表面温度较高，散热快，煤耗大。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖及其制备工艺，具备高温强度高，抗碱硫侵蚀优异，热震稳定性优良，使用中窑皮稳定性好，能显著延长水泥窑使用寿命和降低能源消耗的优点，解决了现有普通硅莫砖的挂窑皮差的问题。
(二)技术方案
为实现上述高温强度高，抗碱硫侵蚀优异，热震稳定性优良，使用中窑皮稳定性好，能显著延长水泥窑使用寿命和降低能源消耗的目的，本发明提供如下技术方案：一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖，由下述重量百分比的原料制成:莫来石30～50％，SiC 10～20％，红柱石族矿物5～20％，α-Al2O3 1～10％，优质结合粘土5～10％，抗氧化剂1～3％和铬铁矿1～5％。
所述莫来石的粒度组成为：5～3mm莫来石15～25％、3～1mm莫来石20～35％、200目莫来石10～20％。
所述SiC的粒度组成为：120目97#SiC 10～20％。
所述红柱石族矿物的粒度组成为：1～0mm红柱石族矿物5～20％。
优选的，所述抗氧化剂为金属Si，所述金属Si的粒度为200目。
优选的，所述α-Al2O3的粒度≤8μm，Al2O3≥98.5％，所述优质结合粘土的粒度≤0.088mm，Al2O3≥30％，Fe2O3≤1.30％。
一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)取莫来石，SiC，红柱石族矿物，α-Al2O3，优质结合黏土，抗氧化剂和铬铁矿，备用；
2)将莫来石分级成5～3mm、3～1mm，200目三种不同粒度的颗粒料，备用；
将金属Si磨成粒度≤200目的细粉，得到金属硅粉，备用；
将铬铁矿磨成粒度≤200目的细粉，得到窑皮稳定剂细粉，备用；
将优质结合黏土磨成粒度≤200目的细粉，得到优质结合黏土粉，备用；
3)按重量百分比取：莫来石30～50％(温度低部位选用优质矾土熟料替代)，SiC10～20％，红柱石族矿物5～20％，α-Al2O3 5～10％，优质结合粘土5～10％，抗氧化剂1～3％及铬铁矿1～5％，备用；
4)将步骤c中5～3mm的莫来石，3～1mm莫来石、1～0mm红柱石族矿物，加入混碾机中，干混3～5min，然后加入水，继续混碾5～10min，最后将200目的莫来石粉、金属硅粉、α-Al2O3微粉，碳化硅粉，优质结合黏土粉及铬铁矿加入混碾机，混碾10～15min，得到碾压后泥料；
5)将碾压后泥料经压机机压制成型，得到半成品；
6)将半成品进入100～120℃干燥洞干燥，残余干燥水分1％；
7)将干燥后合格的半成品装窑车进入高温隧道窑，1350～1430℃烧成，按国标拣选成品。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖及其制备工艺，具备以下有益效果：
该水泥回转窑用特种新型硅莫砖及其制备工艺，耐火衬砖中含有Cr+3，在使用中砖释放的Cr+3有稳定窑皮中β－C2S的作用，具有高温强度高，抗碱硫侵蚀优异，热震稳定性优良，使用中窑皮稳定性好，能显著延长水泥窑过渡带使用寿命和降低能源消耗的优点。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例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。
实施例一：一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖，由下述重量百分比的原料制成:莫来石30～50％，SiC 10～20％，红柱石族矿物5～20％，α-Al2O3 1～10％，优质结合粘土5～10％，抗氧化剂1～3％和铬铁矿1～5％。
莫来石的粒度组成为：5～3mm莫来石15～25％、3～1mm莫来石20～35％、200目莫来石10～20％。
SiC的粒度组成为：120目97#SiC 10～20％。
红柱石族矿物的粒度组成为：1～0mm红柱石族矿物5～20％。
抗氧化剂为金属Si，金属Si的粒度为200目。
α-Al2O3的粒度≤8μm，Al2O3≥98.5％，优质结合粘土的粒度≤0.088mm，Al2O3≥30％，Fe2O3≤1.30％。
一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)取莫来石，SiC，红柱石族矿物，α-Al2O3，优质结合黏土，抗氧化剂和稳定剂，备用；
2)将莫来石分级成5～3mm、3～1mm，200目三种不同粒度的颗粒料，备用；
将金属Si磨成粒度≤200目的细粉，得到金属硅粉，备用；
将优质结合黏土磨成粒度≤200目的细粉，得到优质结合黏土粉，备用；
3)按重量百分比取：5～3mm莫来石20％，3～1mm莫来石25％，200目莫来石12％，120目97#SiC 15％，红柱石族矿物1～0mm 10％，α-Al2O3 5％，优质结合粘土5％，抗氧化剂2％，含铬铁矿5％，备用；
4)将步骤c中5～3mm的莫来石，1～0mm莫来石、1～0mm红柱石族矿物，1～0mm稳定剂加入混碾机中，干混3～5min，然后加入水，继续混碾5～10min，最后将200目的莫来石粉、金属硅粉、α-Al2O3微粉，碳化硅粉，优质结合黏土粉加入混碾机，混碾10～15min，得到碾压后泥料；
5)将碾压后泥料经压机机压制成型，得到半成品；
6)将半成品进入100～120℃干燥洞干燥，残余干燥水分1％；
7)将干燥后合格的半成品装窑车进入高温隧道窑，1350～1430℃烧成，按国标拣选成品。
实施例二：一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖，由下述重量百分比的原料制成:莫来石30～50％，SiC 10～20％，红柱石族矿物5～20％，α-Al2O3 1～10％，优质结合粘土5～10％，抗氧化剂1～3％和铬铁矿1～5％。
莫来石的粒度组成为：5～3mm莫来石15～25％、3～1mm莫来石20～35％、200目莫来石10～20％。
SiC的粒度组成为：120目97#SiC 10～20％。
红柱石族矿物的粒度组成为：1～0mm红柱石族矿物5～20％。
抗氧化剂为金属Si，金属Si的粒度为200目。
α-Al2O3的粒度≤8μm，Al2O3≥98.5％，优质结合粘土的粒度≤0.088mm，Al2O3≥30％，Fe2O3≤1.30％。
一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)取莫来石，SiC，红柱石族矿物，α-Al2O3，优质结合黏土，抗氧化剂和铬铁矿，备用；
2)将莫来石分级成5～3mm、3～1mm，200目三种不同粒度的颗粒料，备用；
将金属Si磨成粒度≤200目的细粉，得到金属硅粉，备用；
将优质结合黏土磨成粒度≤200目的细粉，得到优质结合黏土粉，备用；
3)按重量百分比取：5～3mm莫来石15％，3～1mm莫来石28％，200目莫来石20％，120目97#SiC 13％，红柱石族矿物1～0mm 12％，α-Al2O3 3％，优质结合粘土7％，抗氧剂3％，铬铁矿3％，备用；
4)将步骤c中5～3mm的莫来石，3～1mm莫来石、1～0mm红柱石族矿物，稳定剂1～0mm加入混碾机中，干混3～5min，然后加入水，继续混碾5～10min，最后将200目的莫来石粉、金属硅粉、Al2O3微粉，碳化硅粉，优质结合黏土粉加入混碾机，混碾10～15min，得到碾压后泥料；
5)将碾压后泥料经压机机压制成型，得到半成品；
6)将半成品进入100～120℃干燥洞干燥，残余干燥水分1％；
7)将干燥后合格的半成品装窑车进入高温隧道窑，1350～1430℃烧成，按国标拣选成品。
性能测试
该砖的理化指标如下表所示：
Figure BDA0003236977460000061
将该砖的使用效果与目前水泥窑过渡带用普通硅莫砖的使用效果
进行对比，结果如下表所示：
Figure BDA0003236977460000062
Figure BDA0003236977460000071
该水泥窑用特种新型硅莫砖在某水泥集团一条5000T生产线试验使用中，窑皮厚度均匀稳定，使用寿命长，说明本发明的水泥回转窑用特种新型硅莫砖解决了现有普通硅莫砖的挂窑皮性差的问题，该水泥窑特种新型硅莫砖具有高温强度高，抗碱硫侵蚀优异，热震稳定性优良，使用中窑皮稳定性好，能显著延长水泥窑过渡带使用寿命和降低能源消耗。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖，其特征在于，由下述重量百分比的原料制成:莫来石30～50％，SiC10～20％，红柱石族矿物5～20％，α-Al2O31～10％，优质结合粘土5～10％，抗氧化剂1～3％和铬铁矿1～5％；
所述莫来石的粒度组成为：5～3mm莫来石15～25％、3～1mm莫来石20～35％、200目莫来石10～20％；
所述SiC的粒度组成为：120目97#SiC10～20％；
所述红柱石族矿物的粒度组成为：1～0mm红柱石族矿物5～20％。
2.根据权利要求1所述的一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖，其特征在于：所述抗氧化剂为金属Si，所述金属Si的粒度为200目。
3.根据权利要求1所述的一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖，其特征在于：所述α-Al2O3的粒度≤8μm，Al2O3≥98.5％，所述优质结合粘土的粒度≤0.088mm，Al2O3≥30％，Fe2O3≤1.30％。
4.一种水泥回转窑用特种新型硅莫砖的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)取莫来石，SiC，红柱石族矿物，α-Al2O3，优质结合黏土，抗氧化剂和铬铁矿，备用；
2)将莫来石分级成5～3mm、3～1mm，200目三种不同粒度的颗粒料，备用；
将金属Si磨成粒度≤200目的细粉，得到金属硅粉，备用；
将铬铁矿磨成粒度≤200目的细粉，得到窑皮稳定剂细粉，备用；
将优质结合黏土磨成粒度≤200目的细粉，得到优质结合黏土粉，备用；
3)按重量百分比取：莫来石30～50％(温度低部位选用优质矾土熟料替代)，SiC10～20％，红柱石族矿物5～20％，α-Al2O35～10％，优质结合粘土5～10％，抗氧化剂1～3％及铬铁矿1～5％，备用；
4)将步骤c中5～3mm的莫来石，3～1mm莫来石、1～0mm红柱石族矿物，加入混碾机中，干混3～5min，然后加入水，继续混碾5～10min，最后将200目的莫来石粉、金属硅粉、α-Al2O3微粉，碳化硅粉，优质结合黏土粉及铬铁矿加入混碾机，混碾10～15min，得到碾压后泥料；
5)将碾压后泥料经压机机压制成型，得到半成品；
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