一种新型镁锆质材料复合砖的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于耐火材料技术领域，具体地说，涉及到一种新型镁锆质材料复合砖。
【背景技术】
[0002]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材质，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，并推出了一些重质材料和轻质材料相结合的复合砖，但由于轻质部分结构强度过低，无法满足使用要求，而且重质部分和轻质部分因材质问题容易发生反应，从而影响到产品性能和使用效果，因此没有大范围推广，还是以重质砖为主。
[0003]以海螺集团10000t/d的回转窑为例，前过渡带使用尖晶石砖、烧成带使用镁铬砖，由于前过渡带尖晶石砖和烧成带镁铬砖的导热系数大(多2.7ff/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 )，这样一方面会使窑筒体散热增加，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。
[0004]综上所述，目前水泥生产行业急需一种具有耐火、隔热双重功能的复合砖，以使回转窑过渡带和烧成带部位的筒体温度降低，减少散热损失，改善设备维护，提高设备运转率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种具有耐磨性好、耐火度高、结构强度大及保温隔热性能好的新型镁锆质材料复合砖，实现复合砖的耐火隔热一体功能，提高回转窑节能效果。
[0006]本发明采用的技术方案是:一种新型镁锆质材料复合砖，包括以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2?6: 3?2;
[0007]其中:所述重质工作层包含至少占总重量94-97%的MgO，占总重量6?3%的Zr02，体积密度 3.1-3.3g/cm3 ；
[0008]在氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层中，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量> 95%，粒径为0.1?2mm，自然堆积密度0.3?0.6g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球45?75%; α -Α1203微粉45?50%;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的10?15% ;对应密度为0.3?1.0g/cm3。
[0009]同时还提供一种新型镁锆质材料复合砖的制备方法，以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2?6: 3?2 ;具体步骤如下:
[0010](1)重质工作层以镁锆质材料为原料:按重量百分比94-97%的MgO、重量百分比6?3%的Zr02加入预混机中搅拌10-30分钟直至混合均匀，对应密度为3.1-3.3g/cm3 ；
[0011](2)以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量> 95%，粒径为0.1?2mm，自然堆积密度0.3?0.6g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球45?75% ; α -Α1203微粉45?50% ;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的10?15% ;对应密度为0.3?1.0g/cm3 ;
[0012](3)液压成型:在步骤(1)和步骤(2)获得原料分别加入结合剂，分别充分搅拌10-20分钟压制成型出料，结合剂在成型后会挥发；其中:重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2?6: 3?2 ;
[0013](4)烘干:在 70-140 °C 下干燥 24_48h ；
[0014](5)烧成:在1700-1760°C下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温3_5h。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0016]本发明为不降低材料使用寿命的情况下，产品具有节约能耗，降低材料消耗和减少回转窑耐火材料用量的作用，能够有效延长设备使用寿命。
【具体实施方式】
[0017]下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
[0018]实施例1:
[0019]本实施例的新型镁锆质材料复合砖，包括以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2?3: 3。
[0020]其中:
[0021]所述重质工作层包含至少占总重量94%的MgO，占总重量6%的Zr02，体积密度3.1g/cm3 ；
[0022]在氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层中，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量96%，粒径为0.1mm,自然堆积密度0.3g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球45% ; α -Α1203微粉45% ;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的10% ;对应密度为(λ 3g/cm3。
[0023]上述新型镁锆质材料复合砖的制备方法，具体步骤如下:
[0024](1)重质工作层以镁锆质材料为原料:按重量百分比94%的MgO、重量百分比6%的Zr02加入预混机中搅拌10-30分钟直至混合均匀，对应密度为3.1g/cm3 ；
[0025](2)以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量96%，粒径为0.1mm，自然堆积密度0.3g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球45% ; α -Α1203微粉45% ;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的10% ;对应密度为0.3g/cm3 ;
[0026](3)液压成型:在步骤⑴和步骤(2)获得原料分别加入结合剂，分别充分搅拌10-20分钟压制成型出料，结合剂在成型后会挥发；其中:重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2?3: 3 ；
[0027](4)烘干:在70°C下干燥48h ;
[0028](5)烧成:在1700°C下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温4h。
[0029]实施例2:
[0030]本实施例的新型镁锆质材料复合砖，包括以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为3?5: 2。
[0031]其中:
[0032]所述重质工作层包含至少占总重量95%的MgO，占总重量5%的Zr02，体积密度3.1g/cm3 ；
[0033]在氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层中，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量97%，粒径为0.8mm，自然堆积密度0.5g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球55% ; α -Α1203微粉40% ;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的5% ;对应密度为0.6g/cm3。
[0034]上述新型镁错质材料复合砖的制备方法，具体步骤如下:
[0035](1)重质工作层以镁锆质材料为原料:按重量百分比95%的MgO、重量百分比5%的Zr02加入预混机中搅拌20分钟直至混合均匀，对应密度为3.2g/cm3 ;
[0036](2)以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量97%，粒径为0.8mm，自然堆积密度0.5g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球55% ; α -Α1203微粉40% ;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的5% ;对应密度为0.6g/cm3 ;
[0037](3)液压成型:在步骤(1)和步骤(2)获得原料分别加入结合剂，分别充分搅拌15分钟压制成型出料，结合剂在成型后会挥发；其中:重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为3?5: 2 ；
[0038](4)烘干:在 140 °C 下干燥 38h ；
[0039](5)烧成:在1760°C下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温4h。
[0040]实施例3:
[0041]本实施例的新型镁锆质材料复合砖，包括以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为5?6: 3;
[0042]其中:
[0043]所述重质工作层包含至少占总重量97%的MgO，占总重量3%的Zr02，体积密度3.3g/cm3 ；
[0044]在氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层中，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量98%，粒径为0.2mm，自然堆积密度0.4g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球55% ; α -Α1203微粉35% ;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的10% ;对应密度为(λ 8g/cm3。
[0045]上述新型镁错质材料复合砖的制备方法，具体步骤如下:
[0046](1)重质工作层以镁锆质材料为原料:按重量百分比97%的MgO、重量百分比3%的Zr02加入预混机中搅拌30分钟直至混合均匀，对应密度为3.3g/cm3 ;
[0047](2)以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量98%，粒径为0.2mm，自然堆积密度0.4g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球55% ; α -Α1203微粉35% ;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的10% ;对应密度为0.8g/cm3 ;
[0048](3)液压成型:在步骤⑴和步骤⑵获得原料分别加入结合剂，分别充分搅拌10-20分钟压制成型出料，结合剂在成型后会挥发；其中:重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为5?6: 3 ；
[0049](4)烘干:在 100 °C 下干燥 30h ；
[0050](5)烧成:在1730°C下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温4h。
【主权项】
1.一种新型镁锆质材料复合砖，其特征在于，包括以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2?6: 3-2； 其中:所述重质工作层包含至少占总重量94-97%的MgO，占总重量6?3%的Zr02，体积密度 3.1-3.3g/cm3 ； 在氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层中，其技术指标和含量比例如下:A1203的质量百分含量> 95%，粒径为0.1?2mm，自然堆积密度0.3?0.6g/cm3 ;各个组分的质量百分含量为:氧化铝空心球35 - 75% ；α -Α1203微粉35?50% ;外加结合剂为α -Α1203微粉质量百分含量的10?15% ;对应密度为0.3?1.0g/cm3。
【专利摘要】本发明属于耐火材料技术领域，具体地说，涉及到一种新型镁锆质材料复合砖。本发明采用的技术方案是：一种新型镁锆质材料复合砖，包括以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2～6∶3～2；本发明为不降低材料使用寿命的情况下，产品具有节约能耗，降低材料消耗和减少回转窑耐火材料用量的作用，能够有效延长设备使用寿命。
【IPC分类】C04B35/66
【公开号】CN105237019
【申请号】CN201510801154
【发明人】段根荣
【申请人】长兴县新宏信耐火材料有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月19日