一种大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬的制作方法

本发明涉及无机化工技术领域，具体涉及一种大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬。

背景技术：

菱镁矿轻烧目前普遍采用反射窑轻烧，然而由于其污染严重、容积小、产量低、装备落后，今后未来趋势是推广大型氧化镁轻烧竖窑，实现大型化、密闭化、自动化方式生产。

由于反射窑产能小，所以数量多、占地面积大、热损失大，带来了窑炉热耗相对较高，普遍吨产品的标准煤消耗在250kg以上。因此开发大容积、产能高、装备先进、低能耗、低污染的节能环保型轻烧竖窑代替现有的落后的反射窑势在必行。

菱镁矿轻烧竖窑的大型化是目前轻烧氧化镁行业最需要解决的事情，大型化竖窑面临的最突出问题是窑衬。虽然轻烧氧化镁煅烧温度不高，普遍在700-1000℃，然而随着窑炉大型化，料柱高度、窑炉直径及整体容积均会大大提高，对窑衬的高温冲刷作用逐渐增大，因此要求大型氧化镁轻烧竖窑窑衬要具有良好的高温耐磨性能和高温强度。

目前广泛采用高铝砖、粘土砖来作为轻烧氧化镁竖窑窑衬，使用寿命一般在1-2年，勉强可以满足目前小型竖窑使用，然而随着竖窑大型化，高温磨损量巨大，同时高铝砖、粘土砖中主要成分sio2和al2o3是镁质材料中的主要杂质，污染轻烧氧化镁。基于以上因素，针对大型化轻烧氧化镁竖窑用高耐磨性窑衬的市场需求量将十分巨大。

技术实现要素：

本发明针对现有的技术不足，提供一种大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬，以电熔镁砂骨料和电熔镁砂细粉为主要原料，以纸浆废液为结合剂，经过混炼、成型、干燥和烧成制备方镁石质一次烧成耐磨砖；再以镁溶胶为增强剂，采用真空浸渗工艺，经干燥和二次烧成工艺，制备出大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬砖。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬，其特征在于，方镁石质耐磨炉衬原料为粉料、颗粒料和纸浆废液，以质量百分比计，其中粉料为10-15%粒度200目以下的电熔镁砂粉、10-15%粒度325目以下的电熔镁砂粉，颗粒料为15-20%粒度8-5mm的电熔镁砂颗粒、20-25%粒度5-3mm的电熔镁砂颗粒、20-25%粒度3-1mm的电熔镁砂颗粒、15-20%粒度1-0mm的电熔镁砂颗粒，以及2-4%的纸浆废液。

制备方镁石质耐磨炉衬的具体操作步骤如下：

1）将粒度200目以下的电熔镁砂粉和粒度325目以下的电熔镁砂粉置于搅拌机中，预混10-30分钟，得预混粉料；

2）将粒度8-5mm的电熔镁砂颗粒、粒度5-3mm的电熔镁砂颗粒、粒度3-1mm的电熔镁砂颗粒、粒度1-0mm的电熔镁砂颗粒作为骨料，加入搅拌机中，混合3-5分钟；加入全部配方量的纸浆废液，继续搅拌3-5分钟；最后加入预混粉料，继续混合10-20分钟，得混合物料；

3）将混合物料置于模具中以50-80mpa机压成型，得方镁石质耐磨炉衬砖素坯；

4）将方镁石质耐磨炉衬砖素坯在100-200℃的条件下干燥12-24小时，得方镁石质耐磨炉衬砖干燥素坯；

5）将方镁石质耐磨炉衬砖干燥素坯在1750-1800℃高温隧道窑内进行第一次烧成，烧成时间3-6小时，后随窑自然冷却后取出，得一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖；

6）将一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖置于真空室内，注入浓度为0.5-1.5mol/l的镁溶胶，恒压10-20min，取出干燥；于100-200℃的条件下干燥12-24小时，得二次烧成方镁石质耐磨炉衬砖素坯；

7）将二次烧成方镁石质耐磨炉衬砖素坯在1750-1800℃的高温隧道窑内二次烧成，烧成时间1-3小时，后随窑自然冷却后取出，即得到大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬砖。

所述步骤1）中的电熔镁砂的mgo含量³96.5%。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）本发明方法所制备的大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬砖以镁溶胶为增强剂，采用二次烧成工艺，窑衬砖具有良好耐磨性、高温强度和致密度；2）本发明以电熔镁砂为主要原料，材质为方镁石，即使产生磨损，对轻烧氧化镁制品也没有污染。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的制备方法做进一步说明：

以下实施例中，电熔镁砂的mgo含量³96.5%；镁溶胶是用粒度200目以下的97轻烧氧化镁粉与水混合30min制备的。

实施例1：

一种大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬的具体操作步骤如下：

将15kg粒度200目以下的电熔镁砂粉和15kg粒度325目以下的电熔镁砂粉置于搅拌机中，预混15分钟，得预混粉料；将10kg粒度8-5mm的电熔镁砂颗粒、24kg粒度5-3mm的电熔镁砂颗粒、24kg粒度3-1mm的电熔镁砂颗粒、10kg粒度1-0mm的电熔镁砂颗粒作为骨料，加入搅拌机中，混合5分钟；外加2kg的纸浆废液做为结合剂，继续搅拌5分钟；最后加入预混粉料，继续混合15分钟，得预混物料；将预混物料置于模具中以50mpa机压成型，得方镁石质耐磨炉衬砖素坯；将方镁石质耐磨炉衬砖素坯在150℃的条件下干燥12小时，得方镁石质耐磨炉衬砖干燥素坯；将干燥后的方镁石质耐磨炉衬砖素坯在1750的高温隧道窑内进行第一次烧成，烧成时间3小时，后随窑自然冷却后取出，得一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖；将一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖置于真空室内，注入浓度为0.75mol/l的镁溶胶，恒压10min，取出干燥；于150℃的条件下干燥12小时，得一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖素坯；将一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖素坯在1750℃的高温隧道窑内二次烧成，烧成时间1小时，后随窑自然冷却后取出，即得到大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬砖。

本实施例制备的大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬，电熔镁砂颗粒之间以电熔镁砂细粉和镁溶胶结合；镁石质耐磨炉衬的体积密度为3.12g/cm³，抗弯强度为4mpa。

实施例2：

一种大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬的具体操作步骤如下：

将10kg粒度200目以下的电熔镁砂粉和15kg粒度325目以下的电熔镁砂粉置于搅拌机中，预混15分钟，得预混粉料；将15kg粒度8-5mm的电熔镁砂颗粒、21kg粒度5-3mm的电熔镁砂颗粒、21kg粒度3-1mm的电熔镁砂颗粒、15kg粒度1-0mm的电熔镁砂颗粒作为骨料，加入搅拌机中，混合3分钟；外加3kg的纸浆废液做为结合剂，继续搅拌5分钟；最后加入预混粉料，继续混合10分钟，得预混物料；将预混物料置于模具中以80mpa机压成型，得方镁石质耐磨炉衬砖素坯；将方镁石质耐磨炉衬砖素坯在150℃的条件下干燥12小时，得方镁石质耐磨炉衬砖干燥素坯；将方镁石质耐磨炉衬砖干燥素坯在1800℃的高温隧道窑内进行第一次烧成，烧成时间6小时，后随窑自然冷却后取出，得一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖；将一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖置于真空室内，注入浓度为0.75mol/l的镁溶胶，恒压10min，取出干燥；于150℃的条件下干燥12小时，得二次烧成方镁石质耐磨炉衬砖素坯；将二次烧成方镁石质耐磨炉衬砖素坯在1800℃的高温隧道窑内二次烧成，烧成时间3小时，后随窑自然冷却后取出，即得到大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬砖。

本实施例制备的大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬，电熔镁砂颗粒之间以电熔镁砂细粉和镁溶胶结合；镁石质耐磨炉衬的体积密度为3.26g/cm³，抗弯强度为9.4mpa。

实施例3：

一种大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬的具体操作步骤如下：

将10kg粒度200目以下的电熔镁砂粉和13kg粒度325目以下的电熔镁砂粉置于搅拌机中，预混15分钟，得预混粉料；将13kg粒度8-5mm的电熔镁砂颗粒、24kg粒度5-3mm的电熔镁砂颗粒、24kg粒度3-1mm的电熔镁砂颗粒、13kg粒度1-0mm的电熔镁砂颗粒作为骨料，加入搅拌机中，混合3分钟；外加3kg的纸浆废液做为结合剂，继续搅拌5分钟；最后加入预混粉料，继续混合10分钟，得预混物料；将预混物料置于模具中以60mpa机压成型，得方镁石质耐磨炉衬砖素坯；将方镁石质耐磨炉衬砖素坯在150℃的条件下干燥12小时，得方镁石质耐磨炉衬砖干燥素坯；将方镁石质耐磨炉衬砖干燥素坯在1750的高温隧道窑内进行第一次烧成，烧成时间5小时，后随窑自然冷却后取出，得一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖；将一次烧成方镁石质耐磨炉衬砖置于真空室内，注入浓度为1.5mol/l的镁溶胶，恒压10min，取出干燥；于150℃的条件下干燥12小时，得二次烧成方镁石质耐磨炉衬砖素坯；将二次烧成方镁石质耐磨炉衬砖素坯在1800℃的高温隧道窑内二次烧成，烧成时间2小时，后随窑自然冷却后取出，即得到大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬砖。

本实施例制备的大型氧化镁轻烧竖窑用方镁石质耐磨炉衬，电熔镁砂颗粒之间以电熔镁砂细粉和氧化镁溶胶结合；镁石质耐磨炉衬的体积密度为3.17g/cm³，抗弯强度为7.3mpa。