节能型回转窑及炉衬耐火砖砌筑泥浆的制作方法
【专利摘要】节能型回转窑及炉衬耐火砖砌筑泥浆，由圆筒状的钢体窑壳、若干个高温耐火砖钢板模及焊接中一起的钢板模支柱、高温耐火砖、耐火砖砌筑泥浆组成；所述耐火砖砌筑泥浆，具有良好的填充性、可缩性和烧结性。强度高，维持高炉炉况稳定(铁口深度、出炼时间波动、全风堵口率)从而使高炉增产。抗渣性能强，耐侵蚀、耐冲刷。迅速加热时无裂纹，结合强度高。在高温下有一定收缩性能，透气性能好、强度高，不会引起由于在高温环境的膨胀而使耐火砖炸头现象的发生。
【专利说明】节能型回转窑及炉衬耐火砖砌筑泥浆
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业窑炉领域，具体涉及节能型回转窑及该回转窑炉衬耐火砖砌筑泥浆；是适用于冶金、水泥、化工、白灰等烧结加工的炉窑。
【背景技术】
[0002]回转窑(旋转窑)应用于冶金、水泥、化工、白灰等烧结加工的历史悠久；传统的砌筑方法是把回转窑砌筑到二分之一时用两根方木一边一根放置于耐火衬里上，然后用丝杠三根分别顶住方木的两端与中间部位，使窑体旋转180度然后砌筑剩余部分的二分之一，这样的砌筑方法具体体现在生产实践中的不足之处在于:实际应用中安全系数低由于耐火衬里如耐火砖无论国际、国家标准都有正负误差，因此砌筑好的耐火衬里不可能在同一水平面上，若丝杠顶不紧或在操作中随时都会出现人身生命安全隐患。工作效率低:用丝杠砌筑时最长每次只能砌筑三米，每顶一次最快砌筑的时间需要三天，如一个80米长的回转窑砌筑的时间需要80天左右，且工人劳动强度高、砌筑时所用工具造价昂贵。所需能耗增加，提高了企业成本。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种节能型回转窑及该回转窑炉衬耐火砖砌筑泥浆，具有施工速度快、使用寿命长、耐火砖砌筑结构稳固的积极效果，以克服现有技术中存在的不足和缺陷。
[0004]为此实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:所述节能型回转窑，由圆筒状的钢体窑壳、若干个高温耐火砖钢板模及焊接中一起的钢板模支柱、高温耐火砖、耐火砖砌筑泥浆组成；其特征在于:钢体窑壳的正底部的弧形内焊接有贯通整体结构的高温耐火砖钢板模，高温耐火砖钢板模的一侧焊接有钢板模支柱的一端，钢板模支柱的另一端焊接在钢体窑壳内部；高温耐火砖之间注有耐火砖砌筑泥浆；高温耐火砖钢板模的高度是高温耐火砖高度的三分之二，高温耐火砖钢板模的宽度与高温耐火砖的宽度一致，高温耐火砖钢板模的厚度与高温耐火砖之间耐火砖砌筑泥衆的厚度一致；
[0005]耐火砖砌筑泥浆由以下重量份的原料组成:棕刚玉微粉一15份；高铝矾土细粉一35份；膨润土一20份；a -AL2O3——5份；碳化硅微粉——5份；絹云母——5份；莫来石粉一15份；广西白泥一8份；磷酸二氢铝一4份；三聚磷酸钠一0.02份；六偏磷酸钠——0.15份。
[0006]耐火砖砌筑泥浆的制备方法:将以上各组份的原料，按重量比混合在一起，充分搅拌，装入密封容器内，使用时，加水充分搅拌为泥浆状，直接使用；原料:水=100: 22-26。
[0007]耐火砖砌筑泥浆选用的原料具有如下特征:
[0008]棕刚玉微粉:棕刚玉微粉是以铝矾土、焦碳(无烟煤)为主要原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，用它制成的磨具，适于磨削抗张较高的金属，如各种通用钢材、可锻铸铁、硬青铜等，也可制造高级耐火材料。棕刚玉具有纯度高，结晶好，流动性强，线膨胀系数低，耐腐蚀的特点。经数十家耐火生产企业实践验证，该产品在应用过程中具有不起爆、不粉化、不开裂的特点。尤其是其远高于传统棕刚玉的性价比，更使之成为棕刚玉质耐火材料的最佳骨料和填充料。棕刚玉主成分是氧化铝，分等级也就用铝含量来区分，铝含量越低也就硬度越低了。产品粒度按国际标准以及各国标准生产，可按用户要求粒度进行加工。通用粒度号为F4-F320，其化学成份视粒度大小而不同。突出的特点是晶体尺寸小耐冲击，因用自磨机加工破碎，颗粒多为球状颗粒，表面干洁，易于结合剂结合
[0009]高铝矾土细粉:选用煅烧过的熟铝矾土矿石用雷蒙磨加工制成的细粉，粒度通常为100目-325目。其组成成分异常复杂，是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称。如一水软招石、一水硬招石和二水招石(Al2O3.3H20);有的是水招石和闻岭石(2Si02.Al2O3.2Η20)相伴构成；有的以高岭石为主，且随着高岭石含量的增高，构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。铝土矿一般是化学风化或外生作用形成的，很少有纯矿物，总是含有一些杂质矿物，或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等。
[0010]膨润土:(英文名Bentonite);又名:膨土岩、班脱石、俗名:观音土。是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，该土具有良好的粘结性，膨胀性，吸附性，可塑性，分散性，润滑性，阳离子交换性。同其他盐基、锂基交换后具有相当强的悬浮性，经酸化处理后又有优良的脱色性等。因此它可制 成各种粘结剂悬浮剂、吸附剂、脱色剂、增塑剂、催化剂、净化剂、消毒剂、增稠剂、除垢剂、洗涤剂、填充剂、增强剂等。其它化学成分相当稳定。
[0011]a -Al2O3: a -Al2O3微粉即电熔刚玉粉，它是工业氧化铝粉经电弧炉加温冶炼而得到的结晶体，电容刚玉质制品也是在还原熔炼中进行的。把碳加入配料中，使原料中的主要杂质还原成金属，这样可使杂质与未被还原的铝氧分离。由于CaO不能被还原分离而全部进入溶液中，因此其矿物组成为CaO-Al2O3-SiO2三元素，为了得到工业上质量好的刚玉，配料和溶制过程中注意使熔融物中的SiO2的含量约为CaO含量的二倍，使其生成钙长石(CaS2),而不生成六铝酸钙(CA6)。因为生成CA6时，一个分子的CaO要消耗六个分子的Al2O3，而在生成钙长石时，一个分子的CaO仅消耗一个分子的Al2O3，两种情况相比较生成CaS2较CA6有利，可获得较多的刚玉。要获得85% -98%的电熔刚玉，其CaO含量不应高于
0.6%。铝矾土中的TiO2杂质对电熔刚玉的质量起着有害的影响。生产电熔刚玉时，最后的结晶产物中，由于过分还原往往会产生一些含钛的矿物，如:CrTi02，mTi02，TiC及TiN等或单体钛。它们在450-600°C之间产生剧烈膨胀而引起熔块产生裂纹。引起膨胀的主要原因是上述含钛矿物氧化生成金红石(TiO2)。在溶制快结束时，加入氧化剂，(轧钢皮)使已被还原的钛及其化合物氧化，可以消除这种膨胀。
[0012]在熔块结晶过程中，由于a -Al2O3结晶的比重大于溶液的比重，较纯的刚玉沉于熔块的下部，含杂质的熔液浮在上部，而引起缩孔，同时在下半部的收缩过程中形成分散的气孔，因此，由于刚玉熔液得到的熔块有不均匀的及分层的结晶结构特征，还有大而杂乱的气孔。
[0013]另外，由于Al2O3熔液在2200°C时与a -Al2O3的比重差额达25%，使纯刚玉熔融物产生很大的收缩。为此，在配料中加入少量的Na2，Ca0等，使其生成β-Al2O3，由于β的比重只有3.3与熔液比重差额仅10%容易得到整体熔块。但同时将会降低熔块中a -Al2O3的含量及抗熔渣侵蚀的性能。所以高强抗剥落耐磨陶瓷涂抹喷涂料要求刚玉的理化指标为:体积密度:3.5-3.98g/cm3，Al2O3 ≤ 98.5，Na2O3 ≤ 0.5-0.7，磁性允许含量≤0.03，TiO2 ≤1.5。[0014]C1-Al2O3是结晶块，筛分为一定颗粒，球磨成超微粉，机械除铁，再加入一定数量添加剂，高强抗剥落耐磨陶瓷涂抹喷涂料中用a -Al2O3是因为它能耐酸和碱的侵蚀，耐火度高，荷重软化点高，化学稳定性好。
[0015]碳化硅微粉:是指利用JZFZ设备来进行超细粉碎分级的微米级碳化硅粉体。碳化硅微粉主要为1200#和1500#为主。碳化硅:SiC的化学稳定性较好，在HclH2SO4和HF中煮沸也不受侵蚀。SiC同硅酸在高温下也不发生化学反应，故具有抵抗酸性熔渣侵蚀的良好性能，但都易受碱性熔渣的侵蚀。SiC和碳在525°C时开始反应到1000°C左右反应显著。在此温度下它与mgo反应显著，与氧化铜的反应在800°C已强烈进行。同氧化铁在1000°C-1200°C时进行反应到1300°C时已明显可见崩裂出现。同氧化锰从1360°C起出现崩裂现象，SiC在氯气中从600°C开始与之反应，到1200°C时可使其分解为SiCljP CCl4，熔融碱在赤热温度下可使SiC分解，故不能抵抗硼砂，冰晶石，水玻璃，碳酸钾等的侵蚀。不含氧化物的金属熔融液在1000°C -1200°C侵蚀SiC，但锌和铅例外，因此锌蒸馏炉和炼铅炉用涂料以SiC使用效果最佳。
[0016]在1000°C以上SiC同强氧化性气体容易反应分解。同水蒸气接触也容易反应分解。总之，SiC的主要缺点是在高温下易氧化，颗粒愈细，愈易氧化。
[0017]体积密度2.7-3.lg/cm3 ；SiC 含量≥ 93% ；Fe203 ≤ 0.5 % ；A1 ≤ 0.1 游离 SiO2 =O游离Si = O
[0018]由于SiC不易熔化和分解出蒸气的温度很高，并具有很高的导热性和低的热膨胀性，从而具有很好的耐热震性。此外，SiC抗化学侵蚀和酸性熔渣侵蚀的性能很强，是一种良好的泥浆原材料。
[0019]絹云母粉:属于单斜晶体，晶体为鳞片状具有絹光泽(白云母呈玻璃光泽)、富弹性、耐磨性好。化学性质稳定，难溶于酸碱溶液、粘度高。炮泥用絹云母特点:1.粘结性好、易烧结，云母本身具有类似高岭土的性质，粘结好。絹云母在中低温阶段易烧结，且烧结速度快，很快达到需求的强度，不产生裂纹。2.絹云母热膨胀系数小，受热过程中体积稳定。
3.絹云母的用量，根据回转窑的砌筑部位的不同，而定加入量，一般3% -10%。
[0020]絹云母理化指标=SiO2:70-75 ；AL203:13-17 ;烧失量:3_3.5 ;粒度:325目；耐火度:1350-1450°Co
[0021]莫来石粉:莫来石(或莫乃石)是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称，这一类矿物比较稀少。莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。天然的莫来石晶体为细长的针状且呈放射簇状。莫来石矿被用来生产高温耐火材料。莫来石是国内最新型的节能耐火材料，具有耐高温、强度高导热系数小，节能效果显著等特点，适用于石油裂介炉、冶金热风炉、陶瓷辊道窑、隧道窑、电瓷抽屉窑、玻璃坩埚窑及各种电炉的内衬，可直接接触火焰、经有关技术监督部门检测及使用，产品达到国外同类产品的技术指标。莫来石，烧结钢玉砖，锆英石砖，碳化硅制品，各刚玉莫来石是一种优质的耐火原料，莫来石膨胀均匀，热震稳定性极好，荷重软化点高，高温蠕变值小，硬度大，抗化学腐蚀性好的特性。
[0022]广西白泥:广西白泥(广西维罗白泥球粘土)是一种软质高岭土，是我国目前发现质量最好的软质耐火粘土。物理特性:可塑性好,可塑指数28-57，流动性好，结合性高，纯度高AL2O3 ^ 34% FezO0 < I %，耐火度≥170(TC。可制高级耐火结合剂、炮泥添加剂。理化指标:Si02-49.99 % ；AL203—34.72 % ；FeMO < 1.04 % ；CaO ~ 0.3 % ；MgO—0.36 % ；TiO2-2.05% ；Naz0-0.075% ;K、0-0.152%灼减 12.61% ;耐火度 1770。。。
[0023]磷酸二氢铝:用于高温窑炉耐火材料的粘结剂。在常温下与耐火骨料，硬化剂等混合后在90-110°C间恒温4-24小时形成高粘接强度，经过350-500°C烘干后就具有高抗折、抗压、抗水化性能，即使在水中浸泡或煮沸也不发软。
[0024]三聚磷酸钠:用作洗涤品助剂，亦可用于石油、冶金、采矿、造纸、水处理等。主要用作合成洗涤剂的助剂，用于肥皂增效剂和防止条皂油脂析出和起霜。对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用，可用于调节缓冲皂液的PH值。工业用水的软水剂。制革一剂。染色助齐U。油漆、高岭土、氧化镁、碳酸钙等工业中配制悬浮时作分散剂。钻井泥浆分散剂。造纸工业用作防油污剂。
[0025]六偏磷酸钠:用于分散剂和高温结合剂。
[0026]本发明所述耐火砖砌筑泥浆，具有良好的填充性、可缩性和烧结性。强度高，维持高炉炉况稳定(铁口深度、出炼时间波动、全风堵口率)从而使高炉增产。抗渣性能强，耐侵蚀、耐冲刷。迅速加热时无裂纹，结合强度高。在高温下有一定收缩性能，透气性能好、强度高，不会引起由于在高温环境的膨胀而使耐火砖炸头现象的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1所示是本发明所述节能型回转窑具体结构的局部视图，图中的钢体窑壳I内处于未砌筑高温耐火砖4的状态；
[0028]图2是图1所示A向视图；
[0029]图3是本发明所述节能型回转窑具体结构的主视图及局部视。
【具体实施方式】
[0030]如图所示，所述节能型回转窑，由圆筒状的钢体窑壳1、若干个高温耐火砖钢板模3及焊接中一起的钢板模支柱2、高温耐火砖4、耐火砖砌筑泥浆5组成；其特征在于:钢体窑壳I的正底部的弧形内焊接有贯通整体结构的高温耐火砖钢板模3，高温耐火砖钢板模3的一侧焊接有钢板模支柱2的一端，钢板模支柱2的另一端焊接在钢体窑壳I内部；高温耐火砖4之间注有耐火砖砌筑泥浆5 ；
[0031 ] 高温耐火砖钢板模3的高度是高温耐火砖4高度的三分之二，高温耐火砖钢板模3的览度与闻温耐火砖4的览度一致，闻温耐火砖钢板I旲3的厚度与闻温耐火砖4之间耐火砖砌筑泥浆5的厚度一致；
[0032]耐火砖砌筑泥浆5由以下重量份的原料组成:棕刚玉微粉一15份；高铝矾土细粉一35份；膨润土一20份；a -AL2O3——5份；碳化硅微粉——5份；絹云母——5份；莫来石粉一15份；广西白泥一8份；磷酸二氢铝一4份；三聚磷酸钠一0.02份；六偏磷酸钠——0.15份。
[0033]耐火砖砌筑泥浆的制备方法:将以上各组份的原料，按重量比混合在一起，充分搅拌，装入密封容器内，使用时，加水充分搅拌为泥浆状，直接使用。原料:水=100: 22-26。
[0034]采用这样的结构后，高温耐火砖钢板模3与钢板模支柱2之间形成稳固的三角形支撑结构。在该三角形支撑结构一侧砌筑耐火砖时，按照国标《工业窑炉砌筑标准》执行。砌筑的高度以达到砌筑人员可顺利施工的高度时，施工人员暂时撤离，旋转窑体将未砌筑面转至适宜施工位置，继续砌筑施工直至完工。
[0035]这种砌筑方法，有以下几点优势:安全系数高，杜绝传统砌筑方式在施工过程中发生的人员伤亡事故。工作效率高，可比传统砌筑方式，提高10倍以上的效率；降低了工人的劳动强度；节省了砌筑工具。采用此方法砌筑的回转窑，其耐火衬里的使用寿命是传统砌筑方法的2-3倍。总之:本发明所述节能型回转窑具有施工速度快、使用寿命长、耐火砖砌筑结构稳固积极效果。
【权利要求】
1.一种节能型回转窑，由圆筒状的钢体窑壳(I)、若干个高温耐火砖钢板模(3)及焊接中一起的钢板模支柱(2)、高温耐火砖(4)、耐火砖砌筑泥浆(5)组成；其特征在于:钢体窑壳(I)的正底部的弧形内焊接有贯通整体结构的高温耐火砖钢板模(3)，高温耐火砖钢板模(3)的一侧焊接有钢板模支柱(2)的一端，钢板模支柱(2)的另一端焊接在钢体窑壳(I)内部； 高温耐火砖(4)之间注有耐火砖砌筑泥浆(5)； 高温耐火砖钢板模(3)的高度是高温耐火砖(4)高度的三分之二，高温耐火砖钢板模(3)的宽度与高温耐火砖(4)的宽度一致，高温耐火砖钢板模(3)的厚度与高温耐火砖(4)之间耐火砖砌筑泥衆(5)的厚度一致。
2.按照权利要求1所述的节能型回转窑，其特征在于:耐火砖砌筑泥浆(5)由以下重量份的原料组成:棕刚玉微粉——15份；高铝矾土细粉——35份；膨润土——20份；a -AL2O3-5份；碳化娃微粉-5份；絹云母-5份；莫来石粉-15份；广西白泥一8份；磷酸二氢铝一4份；三聚磷酸钠一0.02份；六偏磷酸钠一0.15份。
【文档编号】F27B7/28GK103983101SQ201410189545
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】常晓冬, 刘伟, 梁金凤 申请人:宁夏赛迪炉料科技开发有限公司