CN1994970A - 水泥回转窑用镁钙锆砖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水泥回转窑用的耐火材料水泥回转窑用镁钙锆砖，它是由以下成分按重量份比例组成：镁钙砂：CaO＞20％，加入量50－70份；ZrO2颗粒：加入量6－10份；高纯镁砂：MgO≥97％，加入量25－35份；石蜡：2－4份。与背景技术相比的有益效果是：通过在传统的镁钙系耐火材料中增加MgO的含量，使方镁石包裹方钙石，达到抗水化目的，并且添加ZrO2颗粒，使砖内发生微细裂纹，缓和热应力和抑制裂纹扩散的方法，提高砖的抗热震稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种水泥回转窑用的耐火材料。
背景技术
水泥回转窑使用镁铬砖由于环境问题和废弃物处理费用的问题，要无铬化已有十多年了，但是目前还无法用各种无铬砖来完全代替镁铬砖，当务之急是进一步改进无铬砖的质量，本公司拥有自己的天然白云石矿山，是生产碱性耐火材料的厂家，因此，从镁钙系耐火材料发展来看，用在水泥回转窑上已经取得一定成果，但是由于镁钙砖抗水化和热震差的缺点，限制了镁钙砖在水泥回转窑上的发展，将镁钙系耐火材料添加ZrO2后将改变其缺点，所以将有广阔发展空间。
发明内容
针对背景技术存在的问题，本发明的目的是提供一种水泥回转窑用镁钙锆砖，通过在传统的镁钙系耐火材料中增加MgO的含量，使方镁石包裹方钙石，达到抗水化目的，并且添加ZrO2颗粒，使砖内发生微细裂纹，缓和热应力和抑制裂纹扩散的方法，提高砖的抗热震稳定性。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
水泥回转窑用镁钙锆砖，其特征在于它是由以下成分按重量份比例组成：
镁钙砂：CaO＞20％，加入量50-70份；
ZrO2颗粒：加入量6-10份；
高纯镁砂： MgO≥97％，加入量25-35份；
石蜡：2-4份。
所述的水泥回转窑用镁钙锆砖的生产工艺，其特征在于工艺步骤为：
1)镁钙砂、高纯镁砂原料经鄂式破碎和对辊破碎后，进行筛分和粒度分级，镁钙砂粒度为5-3mm，3-1mm，1-0mm；用部分1-0mm的镁钙砂经镭锰磨制成＜0.088mm的细粉，高纯镁砂破碎成3-1mm和1-0mm；
2)配料：5-3mm镁钙砂：8-12份
3-1mm镁钙砂：8-12份
1-0mm镁钙砂： 8-12份
3-1mm高纯镁砂： 10-30份
1-0mm高纯镁砂： 5-15份
0.3-0mm ZrO2颗粒： 6-10份
＜0.088mm镁钙砂： 20-40份
石蜡：2-4份
3)混砂：将配好的料用混砂机混制成泥料；
4)成型：用摩擦机将泥料在模具槽内压制成用户所需砖型尺寸；
5)烧成：将砖坯子码上台车进隧道窑烧成，烧成温度1600℃；
6)拣选：将烧成出窑的砖进行成品和废品的拣选；
7)包装：将成品砖打包装。
本发明达到的主要技术指标：
砖的指标：MgO≥77％，CaO≥12％，ZrO2≥7％
荷重软化温度≥1700℃ 体积密度≥3.05g/cm3 常温耐压强度≥60Mpa
热震稳定性风冷(950℃)≥80次
本发明的经济效益和社会效益体现在：我国是白云石矿石资源的大国，价格比较低廉，并且由白云石矿石开采到深加工做出的镁钙砖是一种无污染、高耐火度的优质耐火材料，虽然镁钙砖在钢铁行业的炉外精炼上发挥了很大优势，但是易水化和热震稳定性差的缺点，使其始终无法在水泥行业得到大量使用，所以研制出抗水化、热震稳定性好的MgO-CaO-ZrO2砖将对镁钙材料更好服务高温工业做出巨大贡献。另外根据资料显示美国2000年在水泥回转窑碱性砖总使用量中已有99.2％被无铬砖代替而我国直到今天大部分厂家回转窑烧成带的砖还是直接结合镁铬砖，随着国民经济的发展和国家对环保要求的越来越严格，镁铬砖带来的+6价铬的污染公害将逐渐被人们所认识到，所以尽快研制出替代镁铬砖的产品对行业发展将产生巨大意义。对国家环境保护做出巨大贡献。
与背景技术相比的有益效果是：通过在传统的镁钙系耐火材料中增加MgO的含量，使方镁石包裹方钙石，达到抗水化目的，并且添加ZrO2颗粒，使砖内发生微细裂纹，缓和热应力和抑制裂纹扩散的方法，提高砖的抗热震稳定性。
附图说明
图1是MgO含量永久线变化的关系曲线。
图2是因水化作用造成的各种砖的增重曲线。
具体实施方式
下面将背景技术与本发明对比详细叙述本发明的内容：
普通白云石砖(普通耐火材料砖)所具有的特征整理如下：
a、优点
①对水泥熟料具备化学稳定性和亲和性
②耐火性高
③容易挂窑皮
④价格比较便宜
b、缺点
①抗热震性差
②热膨胀性和收缩性大
③热导率高
④会被Cl和SO3化学侵蚀
⑤抗水化性差
提高MgO含量为70％左右的镁钙砖特征：
①可以抑制氯化物，硫化物与CaO反应生成的低熔点的化合物
②可以抑制在窑内与CO2反应形成的化合物-CaCO3
③可通过控制MgO-CaO的结合，可以提高抗热震性
④可以改善抗水化性
添加ZrO2后的镁钙锆砖特征：
①进一步提高对氯化物和硫化物的耐蚀性
②进一步提高抗水化性
③降低热导率
④抑制热膨胀和收缩
⑤进一步增加抗热震稳定性
拟解决的关键技术问题
①增加MgO的含量时必须使方镁石尽量很好包裹方钙石，使制品增加抗水化性。
②所增加的ZrO2与CaO在其质中的结合必须是均匀的，缓和砖膨胀和收缩时产生热应力，增加热震稳定性。
详细说明项目研究开发的基本原理
白云石砖是一种非常好的砖，由于白云石砖的化学组成最接近水泥熟料，因此，化学稳定性和挂窑皮性都非常好，但在回转窑运转率低的情况下，其缺点严重，一是残余收缩大，热剥落快，二是抗水化性差，使其使用受到限制。
①增加MgO的含量从而提高其残余收缩，改善抗水化性差特点，回转窑使用白云石砖所担心的问题之一是残余收缩，其缺点是砖一旦被冷却便容易松动，图1示出了MgO含量永久线变化的关系。
砖的永久线变化受到CaO成份的影响，通过减少CaO能得到的量的改善。
本发明的镁钙锆砖设定了永久线变化为0％的MgO含量。
②水化性
水化现象也可以说是白云石砖的最大不足之处，对维持停窑内附砖的质量和维持库存砖质量非常重要。
这种现象是CaO与大气中的水分相反应，生成Ca(OH)2所产生的，因此减少CaO(增加MgO成份)是最有效的，另外由于反应是从最细微的部分开始，因此，添加ZrO2可以固化镁钙锆砖基质中的CaO成分。图2示出了因水化作用造成的各种砖的增重曲线。
③显微组织
基质中的CaO和ZrO2相结合形成CaO-ZrO2分布在基质中，形成这种结合时的膨胀所产生的气孔会使砖产生出适应性，并且砖内产生微细裂纹，缓和热应力和抑制裂纹扩散来提高砖的热震稳定性。
实施例1
水泥回转窑用镁钙锆砖，它是由以下成分按重量份比例组成：
镁钙砂：CaO＞20％，加入量60份；
ZrO2颗粒：加入量8份；
高纯镁砂： MgO≥97％，加入量29份；
结合剂石蜡：3份。
水泥回转窑用镁钙锆砖的生产工艺步骤为：
1)镁钙砂、高纯镁砂原料经鄂式破碎和对辊破碎后，进行筛分和粒度分级，镁钙砂粒度为5-3mm，3-1mm，1-0mm；用部分1-0mm的镁钙砂经镭锰磨制成＜0.088mm的细粉，高纯镁砂破碎成3-1mm和1-0mm；
2)配料：5-3mm镁钙砂：10份
3-1mm镁钙砂：0份
1-0mm镁钙砂：10份
3-1mm高纯砂：17份
1-0mm高纯砂：12份
0.3-0mmZrO2颗粒：8份
＜0.088mm镁钙砂：30份
石蜡：3份
3)混砂：将配好的料用混砂机混制成泥料；
4)成型：用摩擦机将泥料在模具槽内压制成用户所需砖型尺寸；
5)烧成：将砖坯子码上台车进隧道窑烧成，烧成温度1600℃；
6)拣选：将烧成出窑的砖进行成品和废品的拣选；
7)包装：将成品砖打包装。
本发明达到的主要技术指标：
砖的指标：MgO≥77％，CaO≥12％，ZrO2≥7％
荷重软化温度≥1700℃ 体积密度≥3.05g/cm3 常温耐压强度≥60Mpa
热震稳定性风冷(950℃)≥80次
实施例2
水泥回转窑用镁钙锆砖，它是由以下成分按重量份比例组成：
镁钙砂：CaO＞20％，加入量50份；
ZrO2颗粒：加入量8份；
高纯镁砂：MgO≥97％，加入量25份；
石蜡：2份。
所述的水泥回转窑用镁钙锆砖的生产工艺步骤为：
1)、镁钙砂、高纯镁砂原料经鄂式破碎和对辊破碎后，进行筛分和粒度分级，镁钙砂粒度为5-3mm，3-1mm，1-0mm；用部分1-0mm的镁钙砂经镭锰磨制成＜0.088mm的细粉，高纯镁砂破碎成3-1mm和1-0mm；
2)、配料：5-3mm镁钙砂：8份
3-1mm镁钙砂：8份
1-0mm镁钙砂：8份
3-1mm高纯镁砂：16份
1-0mm高纯镁砂： 9份
0.3-0mm ZrO2颗粒：8份
＜0.088mm镁钙砂：26份
石蜡：2份。
其余步骤同实施例1。
实施例3
水泥回转窑用镁钙锆砖，它是由以下成分按重量份比例组成：
镁钙砂：CaO＞20％，加入量70份；
ZrO2颗粒：加入量10份；
高纯镁砂：MgO≥97％，加入量35份；
石蜡：4份。
所述的水泥回转窑用镁钙锆砖的生产工艺步骤为：
1)、镁钙砂、高纯镁砂原料经鄂式破碎和对辊破碎后，进行筛分和粒度分级，镁钙砂粒度为5-3mm，3-1mm，1-0mm；用部分1-0mm的镁钙砂经镭锰磨制成＜0.088mm的细粉，高纯镁砂破碎成3-1mm和1-0mm；
2)、配料：5-3mm镁钙砂：12份
3-1mm镁钙砂：12份
1-0mm镁钙砂：12份
3-1mm高纯镁砂：30份
1-0mm高纯镁砂：5份
0.3-0mm ZrO2颗粒：10份
＜0.088mm镁钙砂：34份
石蜡：4份。
其余步骤同实施例1。
Claims (3)
1、水泥回转窑用镁钙锆砖，其特征在于它是由以下成分按重量份比例组成：
镁钙砂：CaO＞20％，加入量50-70份；
ZrO2颗粒：加入量6-10份；
高纯镁砂：MgO≥97％，加入量25-35份；
石蜡：2-4份。
2、权利要求1所述的水泥回转窑用镁钙锆砖的生产工艺，其特征在于流程为：
1)、镁钙砂、高纯镁砂原料经鄂式破碎和对辊破碎后，进行筛分和粒度分级，镁钙砂粒度为5-3mm，3-1mm，1-0mm；用部分1-0mm的镁钙砂经镭锰磨制成＜0.088mm的细粉，高纯镁砂破碎成3-1mm和1-0mm；
2)、配料：5-3mm镁钙砂：8-12份
3-1mm镁钙砂：8-12份
1-0mm镁钙砂：8-12份
3-1mm高纯镁砂： 10-30份
1-0mm高纯镁砂： 5-15份
0.3-0mm ZrO2颗粒： 6-10份
＜0.088mm镁钙砂： 20-40份
石蜡：2-4份。
3)混砂：将配好的料用混砂机混制成泥料；
4)成型：用摩擦机将泥料在模具槽内压制成用户所需砖型尺寸；
5)烧成：将砖坯子码上台车进隧道窑烧成，烧成温度1600℃；
6)拣选：将烧成出窑的砖进行成品和废品的拣选；
7)包装：将成品砖打包装。
3、权利要求1或2所述的水泥回转窑用镁钙锆砖，其特征在于其技术指标为：
砖的指标：MgO≥77％，CaO≥12％，ZrO2≥7％
荷重软化温度≥1700℃ 体积密度≥3.05g/cm3 常温耐压强度≥60Mpa
热震稳定性风冷(950℃)≥80次。
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