本发明涉及无机非金属材料，尤其是一种微晶材料，属于无机非金属材料加工领域。
背景技术：
：水泥窑系统内产生结皮是水泥生产行业采用新型干法预分解窑工艺生产过程中无法避免的顽疾。水泥熟料生产过程中原材料中的碱、氯、硫等有害成分会在窑的煅烧区域分解并成蒸汽，被烟气带到预热器低温区域冷凝在物料颗粒表面，重新回到煅烧系统，此一过程被称为有害成分的循环富集。水泥窑窑尾预热器中有害成分冷凝析出后，会与物料相结合，形成含有低温液相的结皮。结皮严重时影响系统通风，甚至堵塞旋风筒，造成事故停窑，给安全生产带来隐患；当烟室位置结皮严重时会影响窑内通风，造成燃料燃烧不完全形成还原性气氛，降低系统的产量和熟料质量；分解炉内结皮严重时会使系统负压升高，通风不畅，当结皮垮落时会造成系统压力波动、塌料、甚至导致系统堵塞；五级旋风筒和下料管内形成结皮，严重的会导致预热器堵塞事故，降低设备运转率。在造成回转窑工艺停窑事故中，预热器堵料造成的停窑事故占总停窑事故的70份以上，每年造成的停窑时间在20小时以上。而预热器堵塞事故的根本原因在于大尺寸的结皮意外垮落，堵塞下料管，导致物料无法顺畅通行导致堆积，因此预防预热器内生长结皮，避免造成堵塞事故成为窑工艺管理的突出问题。目前控制预热器系统结皮通常采取以下措施：①控制原燃材料中有害成分的含量；②控制窑内煅烧气氛；③在满足氧化钙分解率要求的允许范围内适当降低分解炉温度；④做好系统的密闭堵漏工作。这些措施对原材料品质提出了更高的要求，增加了生成成本，此外，还增加了操作人员的控制难度，增加了操作人员工作量。专利文献cn201010541518.8中记载了一种水泥窑用抗结皮浇注料，通过采用铝硅质耐火材料作为骨料，外加电熔镁铝尖晶石或碳化硅粉料、氮化硅、α氧化铝微粉、硅灰、铝酸盐耐火水泥，外加减水剂或防爆纤维制成，可有效减轻水泥窑中的结皮、堵塞现象。但该产品引入惰性材料，使其具有抗化学侵蚀性能，而且在高温下发生化学反应，在材料表面产生致密玻璃状光滑物质层。实际使用中结皮厚度可达到200mm，仍需人工进行清理。专利文献cn201210311621.2中记载了一种水泥窑用抗结皮喷涂料，由焦宝石、sic、广西白泥、α-al2o3微粉、高铝细粉、sic和sic细粉、纯铝酸钙水泥、锂辉石、叶腊石和聚丙烯纤维制备而成，该喷涂料在水泥窑下料管、烟室等部位可发挥良好的抗结皮效果，喷涂施工反弹小，但是抗结皮性能一般，使用寿命不长。技术实现要素：本发明需要解决的技术问题是提供一种水泥窑用微晶材料，能够改变水泥窑系统内衬材料性质，使物料不与内衬材料粘接起反应，避免产生牢固的结皮，减少水泥窑的故障和提高其运转率，有效增强水泥窑的安全性并节约生产成本。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水泥窑用微晶材料，原料包括碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉和玻璃微珠。本发明技术方案的进一步改进在于：原料中各成分的重量份数为碳化硅10～40份、氮化硅2～15份、奥砂15～60份、石英5～20份、微晶粉2～10份和玻璃微珠1～10份。本发明技术方案的进一步改进在于：原料中各成分的重量份数为碳化硅15～33份、氮化硅4～12份、奥砂20～50份、石英10～15份、微晶粉4～8份和玻璃微珠3～7份。本发明技术方案的进一步改进在于：碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉和玻璃微珠的直径均为70～100μm。本发明技术方案的进一步改进在于制备方法如下：原料混合均匀，经压制成型工艺制成坯体后，采用一次烧成工艺，保温，得到微晶材料。本发明技术方案的进一步改进在于：烧成温度为1400～1500℃。本发明技术方案的进一步改进在于：保温时间为2～4小时。本发明技术方案的进一步改进在于：所述微晶材料应用于水泥窑的预热器、下料管、烟室或篦冷机的内衬材料。由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：本发明提供的一种水泥窑用微晶材料，能够改变水泥窑系统内衬材料性质，使物料不与内衬材料粘接起反应，避免产生牢固的结皮，减少水泥窑的故障和提高其运转率，有效增强水泥窑的安全性并节约生产成本。本发明原料配方中，碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好。氮化硅不与无机酸反应，抗腐蚀能力强，本身具有润滑性，耐磨损，高温时抗氧化，微晶材料中加入氮化硅能抵抗冷热冲击，急剧冷却再急剧加热也不会破碎。奥砂具有强度高、耐磨性好、抗氧化性强的特性。石英坚硬、耐磨、化学性能稳定。微晶粉具有良好的耐酸碱性、防腐、耐热性(耐温1700℃)、绝缘性，热膨胀系数小，有较好的尺寸稳定功能，有较大的厚径比，能防固化开裂和补强作用。玻璃微珠能改善打磨性能，提高耐酸碱性能。奥砂作为骨料，可使得微晶材料具有较好的耐磨性性；奥砂和碳化硅、石英通过在高温下发生的相变化可提高微晶材料的高温强度；碳化硅的加入可提高微晶材料的抗热震稳定性，其在高温下氧化形成光滑的保护膜，保护膜具有抗结皮的功能；氮化硅和微晶粉的加入可保证微晶材料整体的耐酸碱性和抗腐蚀能力；玻璃微珠的加入能够改善微晶材料的打磨性，保证体系具有足够的热稳定性。当碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉和玻璃微珠的直径均为70～100μm时，能够保证各成分混合均匀，强化反应，得到的微晶材料均一稳定，防结皮效果明显。本发明中各成分的配比为碳化硅10～40份、氮化硅2～15份、奥砂15～60份、石英5～20份、微晶粉2～10份、玻璃微珠1～10份，优选地，碳化硅15～33份、氮化硅4～12份、奥砂20～50份、石英10～15份、微晶粉4～8份、玻璃微珠3～7份。按此比例将各成分混合制备得到的微晶材料，能够将各成分的耐高温性、耐磨性、耐腐蚀性、抗冲击性和热震稳定性更好地组合和相互补充，达到“1+1>2”的组合效果，得到的微晶材料能耐1300℃的高温，耐腐蚀性能优于合金钢、瓷砖、浇筑料，既耐酸又耐碱，特别是在高温下也能在酸碱交替的环境下使用。微晶材料的耐酸碱性能如下：浓硫酸溶液99.61％，稀硫酸(20％)99.44％，耐naoh溶液(20％)96.38％，其耐腐蚀性能优越。本发明中各原料成分经压制成型工艺制成坯体、一次烧成工艺后即可得到微晶材料，当烧成温度为1400～1500℃、保温时间为2～4小时时，玻璃微珠刚好融化成液体状态，将原料中的其它成分包裹在里面，其它成分在玻璃微珠液体中达到固溶极限，增强固溶强化和时效强化效果，增加微晶材料的强度，同时制备得到的微晶材料耐高温、耐磨性良好。当用于水泥窑系统内衬时，在高温状态下该微晶材料不与水泥熟料配合料发生反应，有效地避免了结皮的现象，降低了人工清理结皮的劳动强度，提高了生产效率，减少了生产事故的发生。此外，内衬壁厚仅为40mm时，即可起到防止结皮的目的，微晶材料的用量比浇注料减少一半，且增大预热器的内部空间；该微晶材料隔热效果良好，能够有效保持设备内部的热负荷，提高产品质量。本发明制备的微晶材料具有抗高温、抗热震稳定性能突出，当应用于易结皮的预热器、下料管、烟室、篦冷机等部位时，可将其作为预热器、下料管、烟室、篦冷机内衬板的内衬材料，只在容易产生结皮的部位增加内衬，既达到防止结皮的目的，又节约生产成本。具体实施方式下面是本发明的一些具体实施方式，用以作进一步详细说明。一种水泥窑用微晶材料，原料包括碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉和玻璃微珠。原料中各成分的重量份数为碳化硅10～40份、氮化硅2～15份、奥砂15～60份、石英5～20份、微晶粉2～10份和玻璃微珠1～10份，优选地，碳化硅15～33份、氮化硅4～12份、奥砂20～50份、石英10～15份、微晶粉4～8份和玻璃微珠3～7份。制备方法如下：原料混合均匀，经压制成型工艺制成坯体后，采用一次烧成工艺，烧成温度为1400～1500℃，保温2～4小时，得到微晶材料。该微晶材料应用于水泥窑的预热器、下料管、烟室或篦冷机的内衬材料。实施例1一种水泥窑用微晶材料，原料包括碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉和玻璃微珠。原料中各成分的质量百分比为碳化硅24份、氮化硅8份、奥砂45份、石英12份、微晶粉6份和玻璃微珠5份。制备方法如下：原料混合均匀，经压制成型工艺制成坯体后，采用一次烧成工艺，烧成温度为1450℃，保温3小时，得到微晶材料。该微晶材料应用于水泥窑的烟室的内衬材料。实施例2一种水泥窑用微晶材料，原料包括碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉、玻璃微珠。原料中各成分的质量百分比为碳化硅10份、氮化硅2份、奥砂60份、石英20份、微晶粉2份、玻璃微珠6份。制备方法如下：原料混合均匀，经压制成型工艺制成坯体后，采用一次烧成工艺，烧成温度为1500℃，保温4小时，得到微晶材料。该微晶材料应用于水泥窑的预热器的内衬材料。实施例3一种水泥窑用微晶材料，原料包括碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉、玻璃微珠。原料中各成分的质量百分比为碳化硅40份、氮化硅15份、奥砂15份、石英210份、微晶粉9份、玻璃微珠1份。制备方法如下：原料混合均匀，经压制成型工艺制成坯体后，采用一次烧成工艺，烧成温度为1400℃，保温2小时，得到微晶材料。该微晶材料应用于水泥窑的下料管的内衬材料。实施例4一种水泥窑用微晶材料，原料包括碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉、玻璃微珠。原料中各成分的质量百分比为碳化硅15份、氮化硅4份、奥砂50份、石英15份、微晶粉4份、玻璃微珠7份。制备方法如下：原料混合均匀，经压制成型工艺制成坯体后，采用一次烧成工艺，烧成温度为1420℃，保温2.5小时，得到微晶材料。该微晶材料应用于水泥窑的篦冷机的内衬材料。实施例5一种水泥窑用微晶材料，原料包括碳化硅、氮化硅、奥砂、石英、微晶粉、玻璃微珠。原料中各成分的质量百分比为碳化硅33份、氮化硅12份、奥砂23份、石英10份、微晶粉8份、玻璃微珠3份。制备方法如下：原料混合均匀，经压制成型工艺制成坯体后，采用一次烧成工艺，烧成温度为1480℃，保温3.5小时，得到微晶材料。该微晶材料应用于水泥窑的预热器的内衬材料。为了更好地验证本发明的使用效果，发明人进行了替代试验。将3#窑烟室南墙1平米位置的浇注料替换成实施例1中的微晶材料。3#窑窑型为φ4.4*52m，两档短窑，预热器为ttf炉五级双系列预热器，预热器1～3级工作温度在300～800℃，预热器4～5级工作温度在800℃以上，烟室温度1150～1250℃，预热器的工作环境为带料热风冲刷。使用效果如表1所示。表1使用前使用后投料后8小时结皮严重，平均每小时涨厚20～30mm基本无结皮投料后7天结皮严重，平均每小时涨厚20～30mm未发现有厚结皮投料后17天结皮严重，平均每小时涨厚20～30mm结皮厚度5～20mm根据表1中的检测结果可以看出，使用本发明的微晶材料前，烟室结皮严重，平均每小时涨厚20～30mm，正常生产每8小时需要清理3次才能保证生产正常运行。使用本发明的微晶材料后，正常投料后8小时后检查未发现该部位微晶衬板完成无损表面基本无结皮。一周后未发现有厚结皮。17天后观察此处微晶衬板无破损无裂痕，只有一层薄结皮5～20mm，清理过程简单，吹扫即掉落。将实施例1中的微晶材料应用于水泥生产线预热器的内衬衬板中，其耐磨、耐高温、耐酸碱、耐急冷急热等性能均能满足生产要求，其耐热性能满足正常生产需求＞1300℃，未发生脱落、烧裂现象。生产17天后在未清理的状态下，微晶内衬处结皮只有20mm，无需清理，达到了抗结皮性能的要求。当前第1页12