一种水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料及其制备方法。所述轻量高热震耐火材料主要由原料焦宝石、碳化硅、红柱石、α

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料及其制备方法
一、
：
[0001]本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料及其制备方法。
二、
技术介绍
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[0002]目前，我国新型干法水泥回转窑预热分解带耐火材料主要使用硅莫砖，虽然能够满足使用要求，但是使用该种产品存在以下问题：硅莫砖体积密度大、导热偏高。其高的体积密度使得设备的运转负荷增大、能耗增加；偏高的导热系数容易使得筒体温度偏高，导致水泥生产的燃料消耗升高；运转负荷大和筒体温度偏高易导致筒体变形，影响筒体的使用寿命。
[0003]目前，关于水泥回转窑预热分解带耐火材料也有相关专利文献报道。例如：1、专利技术专利(CN 105294133 A)公开了一种低导热莫来石碳化硅复合砖及其制备方法，该专利采用莫来石代替部分高铝矾土熟料，并引入氧化铝空心球，虽然导热率和体积密度有所降低，但体积密度仍然偏高，较高的显气孔率使其抗侵蚀性受到影响。2、专利技术专利(CN 109369203 A)公开了一种高强度中密度莫来石砖及其制备方法，该专利技术是由原料轻质莫来石、废聚轻莫来石砖等制备的中密度莫来石砖，虽然体积密度较低，但其较低的强度难以满足水泥回转窑的使用要求。3、专利技术专利(CN110452005 A.)公开了一种低导热节能莫来石砖的制备方法，该专利将石砖的整体结构分为工作层和保温层，结构工序复杂，生产效率较低。4、专利技术专利(CN 107200592 B)公开了一种轻量化超低导莫来石砖及其制备方法，该专利制备的轻量化莫来石砖体积密度较小、导热率低，然而在水泥回转窑采用模块化窑衬技术后，由于在耐火材料工作衬与回转窑金属筒体之间敷设了纳米绝热版等绝热隔热材料，工作衬材料冷端的工作温度由不足300℃温度上升到近1000℃，工作环境的变化对工作衬材料的荷重软化温度等高温性能提出了进一步提升的使用要求；此外，在我国中北部地区实行协同停窑情况下，其较低的热震稳定性难以满足使用要求。
三、
技术实现思路
：
[0004]本专利技术要解决的技术问题是：根据目前新型干法水泥回转窑预热分解带耐火材料的发展现状以及存在的问题，本专利技术提供一种水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料及其制备方法。利用本专利技术技术方案制备的轻量高热震耐火材料体积密度小、荷重软化温度高、热震稳定性能好；完全能够适应我国北部地区的工况条件，用于替代硅莫砖，可减轻筒体负荷、降低筒体表面温度，节约能源，延长使用寿命。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案是：
[0006]本专利技术提供一种水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，以质量百分含量表示，所述轻量高热震耐火材料主要由原料粒度1～5mm的焦宝石45～50％、粒度≤1mm的碳化硅10～15％、粒度≤1mm红柱石10～20％、粒度为350目α
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Al2O3微粉3～5％、粒度≤0.088mm的高岭石8～15％和粒度≤0.044mm的结合粘土9～13％组成；另外，加入占上述所有原料总
重量3～5％的结合剂。
[0007]根据上述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，所述粒度1～5mm的焦宝石45～50％是由粒度3～5mm的焦宝石20～25％和粒度1～3mm的焦宝石25～30％组成。
[0008]根据上述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，所述粒度≤1mm的碳化硅10～15％是由粒度0～1mm的碳化硅颗粒料5～8％和粒度≤0.088mm的碳化硅5～8％组成。
[0009]根据上述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，所述焦宝石中Al2O3的质量百分含量≥45％、Fe2O3的质量百分含量＜1.0％、K2O和Na2O二者的质量百分含量之和＜0.3％。
[0010]根据上述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，所述碳化硅中SiC的质量百分含量≥95％、Fe2O3的质量百分含量≤0.7％。
[0011]根据上述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，所述红柱石中Al2O3的质量百分含量≥57％、Fe2O3的质量百分含量≤0.9％。
[0012]根据上述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，所述α
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Al2O3微粉中Al2O3的质量百分含量≥99％；所述高岭石中Al2O3的质量百分含量为50～55％、Fe2O3的质量百分含量≤1.2％。
[0013]根据上述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，所述结合粘土为广西白泥；所述结合剂为亚硫酸纸浆废液。
[0014]根据上述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，所述广西白泥中Al2O3的质量百分含量为35～40％、SiO2的质量百分含量为40～50％、Fe2O3的质量百分含量为≤1.0％；所述亚硫酸纸浆废液的比重为1.0～1.1g/cm3。
[0015]另外，提供一种水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0016]a、混料：首先按照上述轻量高热震耐火材料的配比比例称取各种原料，将称取的焦宝石、红柱石、碳化硅颗粒料加入混练机中混合1～2分钟，接着加入结合剂再继续混炼2～3分钟，然后加入粒度≤0.088mm的碳化硅、高岭石、α
‑
Al2O3微粉和结合粘土粉料继续混练5～10分钟，得到混合物料；
[0017]b、成型：将所得混合物料用压力机压制成型为砖坯，压力机的压力为315～400吨；
[0018]c、干燥：将所得砖坯置于干燥器中，干燥至残余水分＜0.5％；
[0019]d、将干燥后的砖坯置于高温隧道窑中进行烧成，烧成温度为1350～1500℃，在烧成温度条件下保温时间为8～12小时，烧成结束后进行冷却，冷却后得到轻量高热震耐火材料。
[0020]本专利技术的积极有益效果：
[0021]1、本专利技术制备所得轻量高热震耐火材料，具有较小的体积密度，使单位筒体上砌体重量降低15％以上，有效降低了筒体负荷，降低了水泥生产能耗，本专利技术具有显著的经济效益。
[0022]2、本专利技术技术方案中，加入的SiC细粉在烧结过程中氧化成为SiO2，封闭了产品的表面气孔，结合粘土使材料具有较好的烧结性能，使所得产品具有较低的显气孔率和较高的耐压强度。
[0023]3、本专利技术技术方案中，加入的红柱石使材料具有耐高温、热震稳定性强、化学稳定
性和抗化学侵蚀性强的优点，采用的红柱石在高温条件下逐步莫来石化，生成的SiO2含量进而与加入的氧化铝细粉形成二次莫来石；柱状、针状莫来石相互交错网络结构，增加了材料的强度，提升了材料的荷重软化温度，使其材料具有良好的热震稳定性和耐冲刷性能；即使回转窑敷设绝热隔热材料，耐火材料靠近筒体端温度大幅上升，也可保证产品的使用寿命。
[0024]综上所述，利用本专利技术技术方案制备的轻量高热震耐火材料体积密度小、荷重软化温度高、热震稳定性能好；完全能够适应我国北部地区的工况条件，用于替代硅莫砖，可减轻筒体负荷、降低筒体表面温度，节约能源，延长使用寿命。
四、具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，其特征在于：以质量百分含量表示，所述轻量高热震耐火材料主要由原料粒度1～5mm的焦宝石45～50％、粒度≤1mm的碳化硅10～15％、粒度≤1mm红柱石10～20％、粒度为350目α
‑
Al2O3微粉3～5％、粒度≤0.088mm的高岭石8～15％和粒度≤0.044mm的结合粘土9～13％组成；另外，加入占上述所有原料总重量3～5％的结合剂。2.根据权利要求1所述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，其特征在于：所述粒度1～5mm的焦宝石45～50％是由粒度3～5mm的焦宝石20～25％和粒度1～3mm的焦宝石25～30％组成。3.根据权利要求1所述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，其特征在于：所述粒度≤1mm的碳化硅10～15％是由粒度0～1mm的碳化硅颗粒料5～8％和粒度≤0.088mm的碳化硅5～8％组成。4.根据权利要求1所述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，其特征在于：所述焦宝石中Al2O3的质量百分含量≥45％、Fe2O3的质量百分含量＜1.0％、K2O和Na2O二者的质量百分含量之和＜0.3％。5.根据权利要求1所述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，其特征在于：所述碳化硅中SiC的质量百分含量≥95％、Fe2O3的质量百分含量≤0.7％。6.根据权利要求1所述的水泥窑预热分解带用轻量高热震耐火材料，其特征在于：所述红柱石中Al2O3的质量百分含量≥57％、Fe2O3的质量百分含量≤0.9％。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：任向阳，刘昭，翟鹏涛，毛恩亮，郭学亮，李彬，刘晓磊，周珍妮，翟耀杰，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司瑞泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：