一种用于回转窑的耐高温砖CFM及其制备方法、回转窑技术

本发明专利技术提供了一种用于回转窑的耐高温砖CFM及其制备方法、回转窑。一种用于回转窑的耐高温砖，主要由以下材料混合烧结而成：按重量计，大颗粒骨料30‑45％，细颗粒骨料10‑15％，基质余量；所述大颗粒骨料的粒径为1mm‑4mm，并且含10‑100wt％的微孔尖晶石；所述细颗粒骨料的粒径为1mm以下，并且含10‑100wt％的尖晶石空心球。本发明专利技术解决了热传导系数高等技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建材领域，尤其是涉及一种用于回转窑的耐高温砖及其制备方法、回转窑。
技术介绍
随着回转窑特别是如水泥回转窑的大型化，回转窑内气流温度越来越高，由于现有的窑体材料导热系数高，直接导致窑体表面温度也随着大幅升高，这不仅直接对回转窑造成高温破坏，而且保温效果差，造成热量浪费，无法满足人们对生产成本、节能、环保等方面的要求。简单的添加部分微孔骨料不能有效降低热导率、而复合结构因材质、密度、使用环境的温度不同，造成砖体膨胀不一致而开裂。重质部分开裂剥落后轻质部分无法满足使用要求，因而寿命不长，并且生产过程工艺复杂。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种用于回转窑的耐高温砖，所述的材料解决了热传导系数高等问题。本专利技术的第二目的在于提供上述用于回转窑的耐高温砖的制备方法，所述的制备方法路线简单、条件温和，容易推广。本专利技术的第三目的在于提供一种回转窑，所述的回转窑耐高温，热传导系数低，保温效果好，可以提高热量利用率，达到节能、环保生产的目的。为了实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利专利技术的解决方案是(CFM方案)：根据耐火砖工艺过程中大骨料、细骨料、基质部分物料形态的不同及在砖体中承担的主要功能不同，区别于复合砖空间结构利用，从原料特性上充分利用其性能，因体裁衣，将各种物料主要特点结合到一起。骨料大颗粒部分(Coaresparticles,，简称C)：采用高强微孔骨料，保证砖体强度的前提下主要实现其低导热性能，低弹性模量性能，。骨料细颗粒部分(Fineaggregates,，简称F)：采用空心球状骨料，进一步保证低导热性能，并因其球形结构来优化抗侵蚀性能，抗热震性能，抗剪切应力性能，。基质部分(Matrix,，简称M)：采用合适的微粉保证悲愤填膺体的挂窑皮性能，抗侵蚀性能。将上述三种功能的物料加入矢量的结合剂，经混合，成型，烧结而得到能降低回转窑高温带简体温度的无铬环保节能，而寿命又长的耐火砖。具体方案如下：一种用于回转窑的耐高温砖CFM，主要由以下材料混合烧结而成：按重量计，大颗粒骨料30-45％，细颗粒骨料10-15％，基质余量；所述大颗粒骨料的粒径为1mm-4mm，并且含10-100wt％的微孔尖晶石；所述细颗粒骨料的粒径为1mm以下，并且含10-100wt％的尖晶石空心球。与现有技术相比，本专利技术的创新点在于利用不同粒径以及孔隙率的原料制成砖，而且引入轻质骨料—微孔尖晶石和尖晶石空心球，这样不仅提高了砖的孔隙率，以降低导热系数和弹性模量，以及提高抗热震性和抗剪切力；而且不同级别骨料组合互补不仅没有因为孔隙率提高使材料强度降低，反而提高了砖的强度；另外，本专利技术所采用的三种原料的兼容性好，容易混匀，因此制成的砖膨胀系数分布均匀，减小了膨胀开裂现象。本专利技术所述大颗粒骨料的粒径可以是1mm-4mm，或者1mm-3mm，或者1mm-2mm。本专利技术所述细颗粒骨料的粒径可以是0.1-1mm，或者0.01-1mm，或者0.01-0.1mm。本专利技术所述基质主要为满足挂窑皮性能，为多种矿石组合而成，例如镁铁砂、改性水泥、铁铝矿等。以上配方是本专利技术的基本配方，在此基础上可作进一步改进，例如：优选地，按重量计，大颗粒骨料30-40％，细颗粒骨料12-15％，基质余量。该配方制成的砖的导热系数更低，低于2.5W/m·℃(1000℃)。优选地，所述大颗粒骨料还含有15-20wt％镁砂。优选地，所述微孔尖晶石为轻烧镁、工业氧化铝烧结而成的尖晶石；优选地，所述尖晶石空心球为镁铝尖晶石空心球、铁铝尖晶石空心球、镁钙尖晶石空心球、铝钛尖晶石空心球中的一种或多种，优选镁铝尖晶石空心球与铁铝尖晶石空心球以1:1-3的质量比组合而成。优选地，所述细颗粒骨料还可以包含15-40wt％的镁铁粉。为了增强三种原料间的相容性和粘合性，促使三种原料在原子结构上更大程度地结合，还可以加入结合剂，所述结合剂可选用木质素、甲基纤维素、氯化镁、磷酸二氢铝中的一种或多种，优选木质素/甲基纤维素，更优选木质素与甲基纤维素以1:0.5-2的质量比组成；按重量计，所述结合剂的用量为1-3％。本专利技术上述的耐高温砖既可以采用现有的工艺制成，但现有工艺不能最大程度发挥配方的优势，优选采用以下以下方法制得：按照配方，将所有原料混合、成型、烧结；优选地，所述烧结的方法为在1500-1700℃下保持2-10小时。优选地，所述烧结的方法为在1550-1700℃烧结。如上文所述，本专利技术的耐高温砖主要用于制作回转窑，尤其是回转窑的高温段，但本专利技术对其用途并不作限制，其可以应用任意适用的领域。综上，与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：(1)通过引入尖晶石空心球轻质原料，并与大颗粒骨料、基质组合，达到了降低导热系数、提高强度的效果。(2)引入特定类型、特定比例的结合剂提高砖的强度。(3)提供的工艺能更大程度地发挥砖的配方优势，同时使膨胀系数均匀分布，减少砖因膨胀系数分布不均匀导致的开裂现象。(4)通过高强微孔尖晶石，空心球等轻质骨料大比例的引入，大大降低了砖的导热系数而又牺牲砖的强度、耐磨性等。当传统砖在100－120mm厚度时会因导热系数高，“胴”体表面温度过高而得拆除，而本产品因导热系数低，耐磨性好，可以再继续使用1－2个月。具体实施方式下面将结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术的创新点在于利用不同粒径以及孔隙率的原料制成砖，而且引入轻质骨料—微孔尖晶石和尖晶石空心球，这样不仅提高了砖的孔隙率，以降低导热系数和弹性模量，以及提高抗热震性和抗剪切力；而且不同级别骨料组合互补不仅没有因为孔隙率提高使材料强度降低，反而提高了砖的强度；另外，本专利技术所采用的三种原料的兼容性好，容易混匀，因此制成的砖膨胀系数分布均匀，减小了膨胀开裂现象。在此基础上，提供以下实施例。实施例1配方：按重量计，大颗粒骨料30％，细颗粒骨料15％，基质余量。大颗粒骨料由10wt％镁砂与90wt％的微孔尖晶石组成，粒径范围为1mm-3mm。微孔尖晶石为轻烧镁、工业氧化铝烧结而成的镁铝尖晶石。细颗粒骨料由10wt％的镁铁粉与90wt％的尖晶石空心球组成，粒径范围为0.5-1mm。尖晶石空心球为镁铝尖晶石空心球与铁铝尖晶石空心球以1:1的质量比组合而成。基质由镁铁砂、改性水泥以2：1的组成。工艺：(1)配料：按照上述配方将所有原料混合，再加入1％的甲基纤维素，搅拌。(2)成型：将步骤(1)的混合料倒入模具中，定型。(3)干燥及烧结：将步骤(2)的定型料经100℃干燥后，再升温至1850-1900℃烧结12小时。实施例2与实施例1的区别在于大颗粒骨料中微孔尖晶石的含量不同，配方为：按重量计，大颗粒骨料40％，细颗粒骨料10％，基质余量。大颗粒骨料由20wt％镁砂与80wt％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于回转窑的耐高温砖CFM，其特征在于，主要由以下材料混合烧结而成：按重量计，大颗粒骨料30‑45％，细颗粒骨料10‑15％，基质余量；所述大颗粒骨料的粒径为1mm‑4mm，并且含10‑100wt％的微孔尖晶石；所述细颗粒骨料的粒径为1mm以下，并且含10‑100wt％的尖晶石空心球。

【技术特征摘要】
1.一种用于回转窑的耐高温砖CFM，其特征在于，主要由以下材料混合烧结而成：按重量计，大颗粒骨料30-45％，细颗粒骨料10-15％，基质余量；所述大颗粒骨料的粒径为1mm-4mm，并且含10-100wt％的微孔尖晶石；所述细颗粒骨料的粒径为1mm以下，并且含10-100wt％的尖晶石空心球。2.根据权利要求1所述的用于回转窑的耐高温砖，其特征在于，按重量计，大颗粒骨料30-40％，细颗粒骨料12-15％，基质余量。3.根据权利要求1所述的用于回转窑的耐高温砖，其特征在于，所述大颗粒骨料还含有15-20wt％镁砂。4.根据权利要求1所述的用于回转窑的耐高温砖，其特征在于，按重量计，所述微孔尖晶石为轻烧镁、工业氧化铝烧结而成的尖晶石；优选地，所述尖晶石空心球为镁铝尖晶石空心球、铁铝尖晶石空心球、镁钙尖晶石空心球中的一种或多种，优选镁铝尖晶石空心球与铁铝尖晶石空心球以1:1-3的质量比组合而成。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖继东，孙志红，冯钢军，冯海军，
申请(专利权)人：河南和成无机新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41