一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖及其制备方法，属于耐火砖领域，由高铁镁砂、高纯镁砂、电熔镁铝尖晶石和木质素磺酸钙溶液等组成，生产时按配比称取各种原料，混合均匀后得到混合料压制成型，在高温下烧制而成。本耐火砖具有较高的体积密度和强度、良好的热震稳定性、抗侵蚀性能、挂窑皮性能等，能够满足大型水泥窑烧成带温度极高、气氛复杂、侵蚀严重等恶劣的服役环境。本耐火砖产品适应了水泥窑用耐火材料无铬化的发展要求，生产成本大大降低。

With using the method of magnesia spinel brick and method for cement kiln

The invention discloses a cement kiln with magnesia spinel brick and preparation method thereof, belonging to the field of refractory brick, from high iron magnesia, high purity magnesia, fused spinel and calcium lignosulfonate solution composition, production proportioning and various raw materials are evenly mixed to obtain a mixture suppression molding, and baked at high temperatures. The refractory brick has high volume density and strength, good thermal shock stability, corrosion resistance and kiln skin performance. It can meet the harsh service environment of large cement kiln with high temperature, complex atmosphere and serious erosion. The refractory products adapted to the development of refractories for chromium requirements of cement kiln, greatly reduce production costs.

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖及其制备方法
本专利技术涉及耐火砖加工
，具体地说，本专利技术涉及一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖及其制备方法。
技术介绍
随着国内经济的发展，人们对环境保护问题重要性的认识提高，水泥窑用无铬碱性砖得到了长足的发展，水泥窑也向着大型化、多元化、长寿化的方向发展。近年来，随着生产生活垃圾的增多，垃圾处理的压力不断加大，水泥窑固体废弃物共处置技术的开发使得水泥行业变得多元化，除了生产水泥，还承担了消化垃圾的责任。这项技术的使用一方面消化了垃圾，但另一方面，使得水泥窑窑内气氛变得更加复杂多变，碱、硫、氯的增多和氧化一还原气氛的变化，再加上水泥窑不断大型化，这些使得对耐火材料品质的要求也更加苛刻。镁铬砖凭借其优良高温稳定性和挂窑皮性能从诞生一直广泛应用于水泥回转窑的烧成带和过渡带，一度被称为“万能砖”，直至今日仍然有很多水泥窑还主要依靠镁铬砖来运转。但由于铬公害问题（六价铬离子(Cr6+)会造成严重的环境污染），人们将更加注意提高生活环境质量，环境保护将成为工业发展中需要重点解决的问题，水泥窑用耐火材料无铬化的发展刻不容缓。水泥窑烧成带是水泥生料转变为熟料、化学反应最为迅速的区域，该区域温度较高、波动较大，需在砖体表面形成一层稳定的窑皮来保护耐火砖，同时，该区域的水泥熟料呈熔融状态，对材料的渗透侵蚀较严重，因此要求耐火材料的耐热性、挂窑皮性、抗渗透侵蚀性好。另一方面，大型水泥回转窑在运转过程中产生的机械应力和热应力较大，其产能较大，因此要求材料具有良好的结构柔韧性和产品稳定性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖，生产成本低，生产的耐火砖强度高、抗腐蚀性强和使用寿命长的耐火砖。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖，所述水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖按重量百分比计，所述原料组成为：50-70%的高铁镁砂、15-25%的高纯镁砂、10-25%的电熔镁铝尖晶石，外加上述原料总量2-5%的木质素磺酸钙溶液为结合剂，其中，木质素磺酸钙溶液的固含量控制在50-55%。优选的，所述高铁镁砂粒度为4.75-1.70mm、1.70-0.60mm、≤0.60mm的三种粒度，高纯镁砂粒度为≤0.088mm，电熔镁铝尖晶石粒度为3-1mm、1-0mm的两种粒度。优选的，所述高铁镁砂、高纯镁砂、电熔镁铝尖晶石原料混合后的混合料不同粒度的比例为：混合料粒度为1.70≤粒度≤4.75mm的占15-30%，混合料粒度为0.60≤粒度≤1.70mm的占20-35%，混合料粒度为0.212≤粒度≤0.6mm的占4-20%，混合料粒度为≤0.212mm的占30-50%。优选的，所述高铁镁砂中MgO≥87.0％、SiO2≤1.5％、Fe2O3≤6.0％、CaO≤3.0％，体积密度≥3.15g/cm3。优选的，所述高纯镁砂中MgO≥97.0％、SiO2≤0.8％、Fe2O3≤0.9％、CaO≤1.4％，体积密度≥3.25g/cm3。优选的，所述电熔镁铝尖晶石中MgO含量为28-34％、Al2O3含量为64-70％、SiO2≤0.5％、Fe2O3≤0.5％、CaO≤0.65％，体积密度≥3.30g/cm3。水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖的制备方法，包括以下步骤：（1）配料，按配比称取各种原料，依次加入粒度为4.75-1.70mm的高铁镁砂、粒度为1.70-0.60mm的高铁镁砂、粒度为≤0.60mm的高铁镁砂、粒度为3-1mm的电熔镁铝尖晶石，混合2-4min，加入木质素磺酸钙溶液，混合1-3min，再加入粒度为≤0.088mm的高纯镁砂，再进行混合6-10min，制得泥料；（2）制坯：将步骤1得到的泥料经全自动液压机压制成砖坯；（3）干燥：将步骤2中压制成型的砖坯放置于105-200℃的干燥窑中干燥24-40h，控制水分含量≤0.5％；（4）烧制：将干燥后的砖坯置于1400-1550℃的隧道窑中保温6-12h烧制成型；（5）冷却：将烧制成型的砖坯自然冷却至室温，去除不合格品，制得大型水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖。采用本专利技术的技术方案，能得到以下的有益效果：本专利技术的水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖的原料中引入高铁镁砂，高铁镁砂中存在一定量的铁氧化物，该铁氧化物固溶于方镁石中，极大的提升了材料的结构柔韧性和挂窑皮性能，同时由于高铁镁砂存在于自然界中，较为稳定，使用过程中不会因铁离子发生价态变化而导致体积变化，避免了砖体疏松。高铁镁砂和电熔镁铝尖晶石为骨料，高纯镁砂为基质，通过控制不同种原材料的含量和粒度来控制烧结过程中的离子扩散和反应速度，制备出一种性能优良的镁铁尖晶石砖，以适用于大型水泥回转窑烧成带。本耐火砖产品在高温烧成及其长期的高温服役期过程中，材料中的Mg2+、Fe2+/Fe3+、Al3+保持持续扩散，产生活化作用，Mg2+与Al3+反应生成二次镁铝尖晶石，Fe2+与Al3+反应生成铁铝尖晶石，提升了产品的抗热震性能，有利于延长产品的使用寿命。具体实施方式下面通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。实施例一：本实施例配料中按重量百分比含55%的高铁镁砂、25%的高纯镁砂、15%的电熔镁铝尖晶石，外加上述原料总量5%的木质素磺酸钙溶液为结合剂，其中，木质素磺酸钙溶液的固含量控制在51%。上述高铁镁砂粒度为4.75-1.70mm、1.70-0.60mm、≤0.60mm三种粒度均有，高纯镁砂粒度为0.088mm，电熔镁铝尖晶石粒度为3-1mm、1-0mm两种粒度均有。上述原料混合后不同粒度的重量百分比为：1.70≤粒度≤4.75mm的占20%，0.60≤粒度≤1.70mm的占20%，0.212≤粒度≤0.6mm的占15%，≤0.212mm的占45%。制作步骤为：（1）配料，按配比称取各种原料，依次加入粒度为4.75-1.70mm的高铁镁砂、粒度为1.70-0.60mm的高铁镁砂、粒度为≤0.60mm的高铁镁砂、粒度为3-1mm的电熔镁铝尖晶石、粒度为1-0mm的电熔镁铝尖晶石，混合2min，加入木质素磺酸钙溶液，混合3min，再加入粒度为≤0.088mm的高纯镁砂，再进行混合9min，制得泥料；（2）制坯：将步骤1得到的泥料经全自动液压机压制成砖坯；（3）干燥：将步骤2中压制成型的砖坯放置于105-200℃的干燥窑中干燥24-40h，控制水分含量≤0.5％；（4）烧制：将干燥后的砖坯置于1480℃的隧道窑中保温10.5h烧制成型；（5）冷却：将烧制成型的砖坯自然冷却至室温，去除不合格品，制得大型水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖。所得镁铁尖晶石砖的显气孔率17.9%、体积密度2.90g/cm3、常温耐压强度68MPa、常温抗折强度5.4MPa、荷重软化温度1662℃，热震稳定性（1100℃，水冷）为14次。实施例二：本实施例配料中按重量百分比含62%的高铁镁砂、17%的高纯镁砂、18%的电熔镁铝尖晶石，外加上述原料总量3%的木质素磺酸钙溶液为结合剂，其中，木质素磺酸钙溶液的固含量控制在54%。上述高铁镁砂粒度为4.75-1.70mm、1.70-0.60mm、≤0.60mm三种粒度均有，高纯镁砂粒度为0.088mm，电熔镁铝尖晶石粒度为3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖，其特征在于：所述水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖按重量百分比计，所述原料组成为：50‑70%的高铁镁砂、15‑25%的高纯镁砂、10‑25%的电熔镁铝尖晶石，外加上述原料总量2‑5%的木质素磺酸钙溶液为结合剂，其中，木质素磺酸钙溶液的固含量控制在50‑55%。

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖，其特征在于：所述水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖按重量百分比计，所述原料组成为：50-70%的高铁镁砂、15-25%的高纯镁砂、10-25%的电熔镁铝尖晶石，外加上述原料总量2-5%的木质素磺酸钙溶液为结合剂，其中，木质素磺酸钙溶液的固含量控制在50-55%。2.根据权利要求1所述的水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖，其特征在于：所述高铁镁砂粒度为4.75-1.70mm、1.70-0.60mm、≤0.60mm的三种粒度，高纯镁砂粒度为≤0.088mm，电熔镁铝尖晶石粒度为3-1mm、1-0mm的两种粒度。3.根据权利要求2所述的水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖，其特征在于：所述高铁镁砂、高纯镁砂、电熔镁铝尖晶石原料混合后的混合料不同粒度的比例为：混合料粒度为1.70≤粒度≤4.75mm的占15-30%，混合料粒度为0.60≤粒度≤1.70mm的占20-35%，混合料粒度为0.212≤粒度≤0.6mm的占4-20%，混合料粒度为≤0.212mm的占30-50%。4.根据权利要求2所述的水泥窑烧成带用镁铁尖晶石砖，其特征在于：所述高铁镁砂中MgO≥87.0％、SiO2≤1.5％、Fe2O3≤6.0％、CaO≤3.0％，体积密度≥3.15g/cm3。5.根据权利要求2所述的水泥窑烧成带用镁...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠德，刘德嵩，陶玕玭，于龙泉，林鑫，张栋，李锦祥，曾杜，
申请(专利权)人：安徽海螺暹罗耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34