专利名称：回转窑用中密度高铝砖及其制备方法
技术领域：
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其是涉及一种回转窑用中密度高铝砖。本发明还涉及该回转窑用中密度高铝砖的制备方法。
背景技术：
随着水泥生产新技术的不断出现，水泥生产主机设备向大型化方向发展，增加产量、提高质量、节能降耗、降低成本成为生产管理中增加效益的关键。现有的耐火砖和隔热砖大都为单一结构，使用时需将各种性能的砖配合使用，若在相对固定不动的设备上，如隧道窑、倒焰窑，配合使用都能满足要求；但在一些相对运动的设备上，如回转窑，配合使用就很难满足要求。一些厂家和研究单位对此进行了研究和攻关，并推出了一些重质和轻质相结合的复合砖，但由于轻质工作层结构强度过低，无法满足使用要求而没有大范围推广，还是以重质砖为主。目前已有的回转窑前过渡带使用尖晶石砖、烧成带使用镁铬砖，由于尖晶石砖和烧成带使用的镁铬砖的导热系数大2. 7W/m*K)，使得窑筒体外壁温度较高(大约在380°C左右，高温时能达420°C)。筒体外壁温度较高，一方面使窑筒体散热增加，从而加大熟料热耗，引起熟料单位成本增加；另一方面极易使筒体受热膨胀，致使窑中部托轮瓦温度升高，尤其是在使用后期或夏季给设备的正常运行带来较大隐患。筒体过热增加了机械设备的损坏几率、加速了筒体变形，而筒体变形又加速了内衬的机械破坏，其结果是掉砖、停窑，影响水泥回转窑的运转 率。因此若能在该部位使用耐火、隔热双重功能的复合砖不仅使过渡带部位的筒体温度降低，减少散热损失，而且也有利于设备维护，提高设备运转率。使用重质轻质层状复合砖虽然能够明显降低散热损失，但重质层和轻质层之间的结合强度和性能匹配性对制备工艺要求非常高，本发明通过在高密度高铝砖中引入轻质骨料来降低产品密度，则能够避免此问题产生，降低生产技术工艺要求，并且能够达到同样的节能效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种回转窑用中密度高铝砖，它具有导热系数低、抗热震性能好、重量轻的特点。本发明还公开了该回转窑用中密度高铝砖的制备方法。本发明所采用的技术方案是回转窑用中密度高铝砖，其组分包括颗粒料、粉料、轻质骨料、结合剂，且该颗粒料中氧化铝的重量百分含量为6515%。所述回转窑用中密度高铝砖的密度为1. 8^2. 3g/cm3。所述轻质骨料为刚玉空心球、氧化铝空心球、铝钛空心球、镁铝空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球、莫来石空心球、轻质陶粒、轻质高铝骨料、轻质莫来石骨料中的至少一种。所述轻质骨料的粒度规格为0 lmm、0 3mm、0 5mm中的至少一种。所述颗粒料包括3 8mm的高招帆土、0 3mm的高招帆土。所述粉料包括有不大于180目的莫来石粉、不大于180目的红柱石粉、不大于180目的硅线石粉、不大于180目的蓝晶石粉中的一种以及不大于180目的粘土和不大于180目的闻招帆土。所述结合剂为磷酸溶液、黄糊精溶液、木质磺酸盐溶液、甲基纤维素溶液中的一种。所述回转窑用中密度高铝砖的组分中，按重量份计，包括有轻质骨料1(T30份、3 8mm的高铝矾土 25 30份、0 3mm的高铝矾土 14 24份、不大于180目的粘土 4飞份、不大于180目的高铝矾土 19 27份、结合剂5 8份以及不大于180目的莫来石粉、不大于180目的红柱石粉、不大于180目的硅线石粉、不大于180目的蓝晶石粉中的至少一种4 10份。本发明的回转窑用中密度高铝砖的优点是导热系数低、抗热震性能好、重量轻。本发明的回转窑用中密度高铝砖在常用的高密度高铝砖组分中增加轻质骨料降低了产品密度。同时，由于轻质骨料的导热系数较低，则使该中密度高铝砖具有较低的导热系数。而轻质骨料能够和其他组分较好的结合，从而该中密度高铝砖的抗热震性能较好。经测试，该回转窑用中密度高铝砖的密度为1. 8^2. 3g/cm3、导热系数为0. 9^1. 3ff/m. k，均低于高密度高铝砖的平均密度和导热系数。而该回转窑用中密度高铝砖的耐压强度不低于40MPa，能够满足实际使用的需要。即该回转窑用中密度高铝砖使用过程中能够降低散热损失，减少能源和设备动力消耗，起到改善工作环境和节能减排的作用。该回转窑用中密度高铝砖的制备方法，依次包括以下步骤
A、配料将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌均
匀；
B、成型将步骤A形成的均匀料加入模具中，机压成型；
C、干燥及烧成将步骤B 形成的坯体经80 150°C烘干后，装窑于1400 1580° C保温3 8h形成成品。所述机压成型中轻质骨料的破损率不大于15%。该方法较好的保证了该回转窑用中密度高铝砖的质量参数，且生产工艺参数、方法、设备均无特别要求，易于实现。
具体实施例方式以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。以下实施例中回转窑用中密度高铝砖，其组分包括氧化铝和颗粒料、粉料、结合剂、轻质骨料。通过添加轻质骨料及机压成型使该回转窑用中密度高铝砖的密度为1. 8 2. 3g/cm3。优选的轻质骨料为刚玉空心球、氧化铝空心球、铝钛空心球、镁铝空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球、莫来石空心球、轻质陶粒、轻质高铝骨料、轻质莫来石骨料中的至少一种。优选的轻质骨料的粒度规格为0 1mm、0 3mm、0 5mm中的至少一种。优选的颗粒料包括3 8mm的高招帆土、0 3mm的高招帆土。优选的粉料包括有不大于180目的莫来石粉、不大于180目的红柱石粉、不大于180目的硅线石粉、不大于180目的蓝晶石粉中的至少一种以及不大于180目的粘土和不大于180目的闻招帆土。优选的结合剂为磷酸溶液、黄糊精溶液、木质磺酸盐溶液、甲基纤维素溶液中的一种。实施例1
本实施例中采用的原料按重量份计，如下3、_的高招帆土 25份、0 3_的高铝矾土 14份、不大于180目的高铝矾土 23份、不大于180目的莫来石粉4份、不大于180目的粘土 4份、(T5mm刚玉空心球30份、外加结合剂磷酸溶液7份。高铝矾土中氧化铝质量百分含量均为88%，按此配方制备的回转窑用中密度高铝砖中氧化铝质量百分含量为85%。制备方法包括以下步骤:A、配料将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌均匀；B、成型将步骤A形成的均匀料加入模具中，在震动压机上震动成型为坯体，震动压力为4吨，产品密度为1. 8g/cm3，空心球破碎率15% ;C、干燥及烧成将步骤B形成的坯体经80°C烘干后，装窑于1580°C保温3h形成成品回转窑用中密度高铝砖。本实施例中刚玉空心球的粒度可以是0 1mm或0 3mm，也可以是0 Imm、0 3mm、(T5mm刚玉空心球中的至少2种的任意比例的混合物。实施例2
本实施例中采用的原料按重量份计，如下3~8mm的高招帆土 25份、0 3mm的高招帆土 14份、不大于180目的高铝矾土 27份、不大于180目的莫来石、硅线石、红柱石和蓝晶石任意比例的混合复合粉10份、不大于180目的粘土 6份、(T5mm刚玉莫来石空心球18份、夕卜加结合剂黄糊精溶液6份。高铝矾土中氧化铝质量百分含量均为88%，按此配方制备的回转窑用中密度高铝砖中氧化铝质量百分含量为85%。制备方法包括以下步骤A、配料将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌均匀；B、成型将步骤A形成的均匀料加入模具中，在摩擦压机上固定冲程成型，产品密度为2.1g/cm3，空心球破碎率10% ;C、干燥及烧成将步骤B形成的坯体经150°C烘干后，装窑于1450°C保温8h形成成品回转窑用中密度高铝砖。本实施例中刚玉莫来石空心球的粒度可以是0 Imm或0 3mm,也可以是0 1mm、0^3mm>0^5mm刚玉莫来石空心球中的至少2种的任意比例的混合物。实施例3
本实施例中采用的原料按重量份计，如下3、mm的高招帆土 30份、0 3mm的高招帆土 24份、不大于180目的高铝矾土 25份、不大于180目的硅线石粉6份、不大于180目的粘土 5份、0 3mm氧化招空心球4份、(Tlmm招钛空心球4份、(Tlmm镁招空心球2份、夕卜力口结合剂磷酸溶液5份。高铝矾土中氧化铝质量百分含量均为85%，按此配方制备的回转窑用中密度高铝砖中氧化铝质量百分含量为81%。采用的制备方法包括以下步骤:A、配料将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌均匀；B、成型将步骤A形成的均匀料加入模具中，采用300吨压机冲压成型，控制行程，保持产品尺寸固定，产品达到密度为2. 3g/cm3,轻质骨料破碎率为2% ;C、干燥及烧成将步骤B形成的坯体经120° C烘干后，装窑于1400° C保温5h形成成品回转窑用中密度高铝砖。本实施例中镁招空心球的粒度可以是0 5mm或0 3mm,也可以是0 lmm、0 3mm、(T5mm镁招空心球中的至少2种的任意比例的混合物。实施例4本实施例中采用的原料按重量份计，如下3、_的高招帆土 27份、O 3_的高招帆土 18份、不大于180目的高铝矾土 19份、不大于180目的红柱石粉7份、不大于180目的粘土 6份、(T3mm铬刚玉空心球5份、(T3mm错刚玉空心球18份、外加结合剂木质磺酸盐溶液7份。高铝矾土中氧化铝质量百分含量为82%，按此配方制备的回转窑用中密度高铝砖中氧化铝质量百分含量为76%。制备方法包括以下步骤:A、配料将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌均匀；B、成型将步骤A形成的均匀料加入尺寸固定的模具中，在震动压机上震动成型为坯体，产品密度为1. 9g/cm3，轻质骨料破碎率为5% ； C、干燥及烧成将步骤B形成的坯体经100° C烘干后，装窑于1500° C保温6h形成成品回转窑用中密度高铝砖。本实施例中铬刚玉空心球的粒度可以是0 I謹或0 5謹,也可以是0 I謹、0 3謹、(T5mm铬刚玉空心球中的至少2种的任意比例的混合物。实施例5
本实施例中采用的原料按重量份计，如下3、mm的高招帆土 26份、0 3mm的高招帆土 23份、不大于180目的高铝矾土 21份、不大于180目的蓝晶石粉5份、不大于180目的粘土 5份、0 5mm刚玉莫来石空心球11份、0 3mm轻质陶粒4份、0 lmm轻质莫来石骨料3份、轻质高铝骨料2份、外加结合剂甲基纤维素溶液8份。高铝矾土中氧化铝质量百分含量为75%，按此配方制备的回转窑用中密度高铝砖中氧化铝质量百分含量为65%。采用的制备方法包括以下步骤A、配料将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌均匀；B、成型将步骤A形成的均匀料加入模具中，采用150吨压机油压成型，控制行程，保持产品尺寸固定，产品密度为2. 0 g/cm3，轻质骨料破碎率为11% ;C、干燥及烧成将步骤B形成的坯体经100° C烘干后，装窑于1400° C保温4h形成成品回转窑用中密度闻招砖。 实施例6
与实施例1的区别在于刚玉空心球以铝钛空心球代替，且粒度规格采取(Timm、(T3mm、(T5mm中的任意一个；不大于180目的莫来石粉以180目的莫来石粉和不大于180目的红柱石粉任意比例的混合物代替。实施例7
与实施例2的区别在于刚玉莫来石空心球以镁铝空心球代替，且粒度规格采取中的任意一个；不大于180目的莫来石、娃线石、红柱石和蓝晶石任意比例的混合复合粉以不大于180目的红柱石粉、不大于180目的硅线石粉、不大于180目的蓝晶石粉任意比例的混合物代替。实施例8
与实施例3的区别在于氧化铝空心球、铝钛空心球、镁铝空心球以锆刚玉空心球代替，且粒度规格采取0"lmm、(T3mm、(r5mm中的任意一个；不大于180目的娃线石粉以不大于180目红柱石粉和不大于180目的硅线石粉任意比例的混合物代替。实施例9
与实施例4的区别在于铬刚玉空心球以刚玉空心球、氧化铝空心球、铝钛空心球、镁铝空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球、莫来石空心球、轻质陶粒、轻质高铝骨料、轻质莫来石骨料中的至少二种的任意比例的混合物代替，且粒度规格取中的至少一种的任意比例；不大于180目的红柱石粉以不大于180目的硅线石粉和不大于180目的蓝晶石粉任意比例的混合物代替。实施例10
与实施例5的区别在于不大于180目的蓝晶石粉以不大于180目的莫来石粉、不大于180目的红柱石粉、不大于180目的硅线石粉任意比例的混合物代替。实施例11
与实施例1的区别在于不大于180目的莫来石粉以硅线石粉、不大于180目的蓝晶石粉、不大于180目的莫来石粉任意比例的混合物代替。实施例12
与实施例3的区别在于不大于180目的硅线石粉以不大于180目的莫来石粉、不大于180目的红柱石粉、不大于180目的蓝晶石粉任意比例的混合物代替。经常规实验，本发明中所制备的中密度高铝砖与常用的高密度高铝砖的性能对比如下表所示^___
权利要求
1.回转窑用中密度高铝砖，其组分包括颗粒料、粉料、轻质骨料、结合剂，且该颗粒料中氧化铝的重量百分含量为6515%。
2.根据权利要求1所述的回转窑用中密度高铝砖，其特征在于所述回转窑用中密度高铝砖的密度为1. 8 2. 3g/cm3。
3.根据权利要求2所述的回转窑用中密度高铝砖，其特征在于所述轻质骨料为刚玉空心球、氧化铝空心球、铝钛空心球、镁铝空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球、莫来石空心球、轻质陶粒、轻质高铝骨料、轻质莫来石骨料中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的回转窑用中密度高铝砖，其特征在于所述轻质骨料的粒度规格为O 1mm、O 3mm、O 5mm中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的回转窑用中密度高铝砖，其特征在于所述颗粒料包括:TSmm的闻招帆土、O 3mm的闻招帆土。
6.根据权利要求5所述的回转窑用中密度高铝砖，其特征在于所述粉料包括有不大于180目的莫来石粉、不大于180目的红柱石粉、不大于180目的硅线石粉、不大于180目的蓝晶石粉中的至少一种以及不大于180目的粘土和不大于180目的高铝矾土。
7.根据权利要求6所述的回转窑用中密度高铝砖，其特征在于所述结合剂为磷酸溶液、黄糊精溶液、木质磺酸盐溶液、甲基纤维素溶液中的一种。
8.根据权利要求7所述的回转窑用中密度高铝砖，其特征在于所述回转窑用中密度高铝砖的组分中，按重量份计，包括有轻质骨料1(T30份、3 8mm的高铝矾土 25 30份、0 3mm的高铝矾土 14 24份、不大于180目的粘土 4飞份、不大于180目的高铝矾土 19 27份、结合剂5 8份以及不大于180目的莫来石粉、不大于180目的红柱石粉、不大于180目的硅线石粉、不大于180目的蓝晶石粉中的至少一种4 10份。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的回转窑用中密度高铝砖的制备方法，依次包括以下步骤A、配料将颗粒料和轻质骨料与结合剂按比例混合均匀后，再按比例加入粉料搅拌均匀；B、成型将步骤A形成的均匀料加入模具中，机压成型； C、干燥及烧成将步骤B形成的坯体经80 150°C烘干后，装窑于1400 1580° C保温3 8h形成成品。
10.根据权利要求9回转窑用中密度高铝砖的制备方法，其特征在于所述机压成型中轻质骨料的破损率不大于15%。
全文摘要
本发明公开了一种回转窑用中密度高铝砖，其组分包括氧化铝和颗粒料、粉料、结合剂，所述回转窑用中密度高铝砖的组分中包括有轻质骨料，且该回转窑用中密度高铝砖中氧化铝的重量百分含量为65~85%。优化后，所采用的轻质骨料为刚玉空心球、氧化铝空心球、铝钛空心球、镁铝空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球、莫来石空心球、轻质陶粒、轻质高铝骨料、轻质莫来石骨料中的至少一种；轻质骨料的粒度规格为0~1mm、0~3mm、0~5mm中的至少一种。本发明的回转窑用中密度高铝砖的优点是导热系数低、抗热震性能好、重量轻。本发明还公开了该回转窑用中密度高铝砖的制备方法。
文档编号C04B35/66GK103058687SQ20131002912
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者王家邦 申请人:苏州罗卡节能科技有限公司