專利名稱：回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚。本發(fā)明還涉及該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著水泥生產(chǎn)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，水泥生產(chǎn)主機(jī)設(shè)備向大型化方向發(fā)展，增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、節(jié)能降耗、降低成本成為生產(chǎn)管理中增加效益的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的耐火磚和隔熱磚大都為單一結(jié)構(gòu)，使用時(shí)需將各種性能的磚配合使用，若在相對固定不動的設(shè)備上，如隧道窯、倒焰窯，配合使用都能滿足要求；但在一些相對運(yùn)動的設(shè)備上，如回轉(zhuǎn)窯，配合使用就很難滿足要求。一些廠家和研究單位對此進(jìn)行了研究和攻關(guān)，并推出了一些重質(zhì)和輕質(zhì)相結(jié)合的復(fù)合磚，但由于輕質(zhì)工作層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過低，無法滿足使用要求而沒有大范圍推廣，還是以重質(zhì)磚為主。目前已有的回轉(zhuǎn)窯前過渡帶使用尖晶石磚、燒成帶使用鎂鉻磚，由于尖晶石磚和燒成帶使用的鎂鉻磚的導(dǎo)熱系數(shù)大2. 7W/m*K)，使得窯筒體外壁溫度較高(大約在380°C左右，高溫時(shí)能達(dá)420°C)。筒體外壁溫度較高，一方面使窯筒體散熱增加，從而加大熟料熱耗，引起熟料單位成本增加；另一方面極易使筒體受熱膨脹，致使窯中部托輪瓦溫度升高，尤其是在使用后期或夏季給設(shè)備的正常運(yùn)行帶來較大隱患。筒體過熱增加了機(jī)械設(shè)備的損壞幾率、加速了筒體變形，而筒體變形又加速了內(nèi)襯的機(jī)械破壞，其結(jié)果是掉磚、停窯，影響水泥回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn) 率。因此若能在該部位使用耐火、隔熱雙重功能的復(fù)合磚不僅使過渡帶部位的筒體溫度降低，減少散熱損失，而且也有利于設(shè)備維護(hù)，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。使用重質(zhì)輕質(zhì)層狀復(fù)合磚雖然能夠明顯降低散熱損失，但重質(zhì)層和輕質(zhì)層之間的結(jié)合強(qiáng)度和性能匹配性對制備工藝要求非常高，本發(fā)明通過在高密度高鋁磚中引入輕質(zhì)骨料來降低產(chǎn)品密度，則能夠避免此問題產(chǎn)生，降低生產(chǎn)技術(shù)工藝要求，并且能夠達(dá)到同樣的節(jié)能效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，它具有導(dǎo)熱系數(shù)低、抗熱震性能好、重量輕的特點(diǎn)。本發(fā)明還公開了該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的制備方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其組分包括顆粒料、粉料、輕質(zhì)骨料、結(jié)合劑，且該顆粒料中氧化鋁的重量百分含量為6515%。所述回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的密度為1. 8^2. 3g/cm3。所述輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、莫來石空心球、輕質(zhì)陶粒、輕質(zhì)高鋁骨料、輕質(zhì)莫來石骨料中的至少一種。所述輕質(zhì)骨料的粒度規(guī)格為0 lmm、0 3mm、0 5mm中的至少一種。所述顆粒料包括3 8mm的高招帆土、0 3mm的高招帆土。所述粉料包括有不大于180目的莫來石粉、不大于180目的紅柱石粉、不大于180目的硅線石粉、不大于180目的藍(lán)晶石粉中的一種以及不大于180目的粘土和不大于180目的聞?wù)蟹?。所述結(jié)合劑為磷酸溶液、黃糊精溶液、木質(zhì)磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液中的一種。所述回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的組分中，按重量份計(jì)，包括有輕質(zhì)骨料1(T30份、3 8mm的高鋁礬土 25 30份、0 3mm的高鋁礬土 14 24份、不大于180目的粘土 4飛份、不大于180目的高鋁礬土 19 27份、結(jié)合劑5 8份以及不大于180目的莫來石粉、不大于180目的紅柱石粉、不大于180目的硅線石粉、不大于180目的藍(lán)晶石粉中的至少一種4 10份。本發(fā)明的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)低、抗熱震性能好、重量輕。本發(fā)明的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚在常用的高密度高鋁磚組分中增加輕質(zhì)骨料降低了產(chǎn)品密度。同時(shí)，由于輕質(zhì)骨料的導(dǎo)熱系數(shù)較低，則使該中密度高鋁磚具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)。而輕質(zhì)骨料能夠和其他組分較好的結(jié)合，從而該中密度高鋁磚的抗熱震性能較好。經(jīng)測試，該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的密度為1. 8^2. 3g/cm3、導(dǎo)熱系數(shù)為0. 9^1. 3ff/m. k，均低于高密度高鋁磚的平均密度和導(dǎo)熱系數(shù)。而該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的耐壓強(qiáng)度不低于40MPa，能夠滿足實(shí)際使用的需要。即該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚使用過程中能夠降低散熱損失，減少能源和設(shè)備動力消耗，起到改善工作環(huán)境和節(jié)能減排的作用。該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的制備方法，依次包括以下步驟
A、配料將顆粒料和輕質(zhì)骨料與結(jié)合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均
勻；
B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，機(jī)壓成型；
C、干燥及燒成將步驟B 形成的坯體經(jīng)80 150°C烘干后，裝窯于1400 1580° C保溫3 8h形成成品。所述機(jī)壓成型中輕質(zhì)骨料的破損率不大于15%。該方法較好的保證了該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的質(zhì)量參數(shù)，且生產(chǎn)工藝參數(shù)、方法、設(shè)備均無特別要求，易于實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式以下所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不因此而限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。以下實(shí)施例中回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其組分包括氧化鋁和顆粒料、粉料、結(jié)合劑、輕質(zhì)骨料。通過添加輕質(zhì)骨料及機(jī)壓成型使該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的密度為1. 8 2. 3g/cm3。優(yōu)選的輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、莫來石空心球、輕質(zhì)陶粒、輕質(zhì)高鋁骨料、輕質(zhì)莫來石骨料中的至少一種。優(yōu)選的輕質(zhì)骨料的粒度規(guī)格為0 1mm、0 3mm、0 5mm中的至少一種。優(yōu)選的顆粒料包括3 8mm的高招帆土、0 3mm的高招帆土。優(yōu)選的粉料包括有不大于180目的莫來石粉、不大于180目的紅柱石粉、不大于180目的硅線石粉、不大于180目的藍(lán)晶石粉中的至少一種以及不大于180目的粘土和不大于180目的聞?wù)蟹痢?yōu)選的結(jié)合劑為磷酸溶液、黃糊精溶液、木質(zhì)磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液中的一種。實(shí)施例1
本實(shí)施例中采用的原料按重量份計(jì)，如下3、_的高招帆土 25份、0 3_的高鋁礬土 14份、不大于180目的高鋁礬土 23份、不大于180目的莫來石粉4份、不大于180目的粘土 4份、(T5mm剛玉空心球30份、外加結(jié)合劑磷酸溶液7份。高鋁礬土中氧化鋁質(zhì)量百分含量均為88%，按此配方制備的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚中氧化鋁質(zhì)量百分含量為85%。制備方法包括以下步驟:A、配料將顆粒料和輕質(zhì)骨料與結(jié)合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，在震動壓機(jī)上震動成型為坯體，震動壓力為4噸，產(chǎn)品密度為1. 8g/cm3，空心球破碎率15% ;C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)80°C烘干后，裝窯于1580°C保溫3h形成成品回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚。本實(shí)施例中剛玉空心球的粒度可以是0 1mm或0 3mm，也可以是0 Imm、0 3mm、(T5mm剛玉空心球中的至少2種的任意比例的混合物。實(shí)施例2
本實(shí)施例中采用的原料按重量份計(jì)，如下3~8mm的高招帆土 25份、0 3mm的高招帆土 14份、不大于180目的高鋁礬土 27份、不大于180目的莫來石、硅線石、紅柱石和藍(lán)晶石任意比例的混合復(fù)合粉10份、不大于180目的粘土 6份、(T5mm剛玉莫來石空心球18份、夕卜加結(jié)合劑黃糊精溶液6份。高鋁礬土中氧化鋁質(zhì)量百分含量均為88%，按此配方制備的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚中氧化鋁質(zhì)量百分含量為85%。制備方法包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質(zhì)骨料與結(jié)合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，在摩擦壓機(jī)上固定沖程成型，產(chǎn)品密度為2.1g/cm3，空心球破碎率10% ;C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)150°C烘干后，裝窯于1450°C保溫8h形成成品回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚。本實(shí)施例中剛玉莫來石空心球的粒度可以是0 Imm或0 3mm,也可以是0 1mm、0^3mm>0^5mm剛玉莫來石空心球中的至少2種的任意比例的混合物。實(shí)施例3
本實(shí)施例中采用的原料按重量份計(jì)，如下3、mm的高招帆土 30份、0 3mm的高招帆土 24份、不大于180目的高鋁礬土 25份、不大于180目的硅線石粉6份、不大于180目的粘土 5份、0 3mm氧化招空心球4份、(Tlmm招鈦空心球4份、(Tlmm鎂招空心球2份、夕卜力口結(jié)合劑磷酸溶液5份。高鋁礬土中氧化鋁質(zhì)量百分含量均為85%，按此配方制備的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚中氧化鋁質(zhì)量百分含量為81%。采用的制備方法包括以下步驟:A、配料將顆粒料和輕質(zhì)骨料與結(jié)合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，采用300噸壓機(jī)沖壓成型，控制行程，保持產(chǎn)品尺寸固定，產(chǎn)品達(dá)到密度為2. 3g/cm3,輕質(zhì)骨料破碎率為2% ;C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)120° C烘干后，裝窯于1400° C保溫5h形成成品回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚。本實(shí)施例中鎂招空心球的粒度可以是0 5mm或0 3mm,也可以是0 lmm、0 3mm、(T5mm鎂招空心球中的至少2種的任意比例的混合物。實(shí)施例4本實(shí)施例中采用的原料按重量份計(jì)，如下3、_的高招帆土 27份、O 3_的高招帆土 18份、不大于180目的高鋁礬土 19份、不大于180目的紅柱石粉7份、不大于180目的粘土 6份、(T3mm鉻剛玉空心球5份、(T3mm錯(cuò)剛玉空心球18份、外加結(jié)合劑木質(zhì)磺酸鹽溶液7份。高鋁礬土中氧化鋁質(zhì)量百分含量為82%，按此配方制備的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚中氧化鋁質(zhì)量百分含量為76%。制備方法包括以下步驟:A、配料將顆粒料和輕質(zhì)骨料與結(jié)合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入尺寸固定的模具中，在震動壓機(jī)上震動成型為坯體，產(chǎn)品密度為1. 9g/cm3，輕質(zhì)骨料破碎率為5% ； C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)100° C烘干后，裝窯于1500° C保溫6h形成成品回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚。本實(shí)施例中鉻剛玉空心球的粒度可以是0 I謹(jǐn)或0 5謹(jǐn),也可以是0 I謹(jǐn)、0 3謹(jǐn)、(T5mm鉻剛玉空心球中的至少2種的任意比例的混合物。實(shí)施例5
本實(shí)施例中采用的原料按重量份計(jì)，如下3、mm的高招帆土 26份、0 3mm的高招帆土 23份、不大于180目的高鋁礬土 21份、不大于180目的藍(lán)晶石粉5份、不大于180目的粘土 5份、0 5mm剛玉莫來石空心球11份、0 3mm輕質(zhì)陶粒4份、0 lmm輕質(zhì)莫來石骨料3份、輕質(zhì)高鋁骨料2份、外加結(jié)合劑甲基纖維素溶液8份。高鋁礬土中氧化鋁質(zhì)量百分含量為75%，按此配方制備的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚中氧化鋁質(zhì)量百分含量為65%。采用的制備方法包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質(zhì)骨料與結(jié)合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，采用150噸壓機(jī)油壓成型，控制行程，保持產(chǎn)品尺寸固定，產(chǎn)品密度為2. 0 g/cm3，輕質(zhì)骨料破碎率為11% ;C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)100° C烘干后，裝窯于1400° C保溫4h形成成品回轉(zhuǎn)窯用中密度聞?wù)写u。 實(shí)施例6
與實(shí)施例1的區(qū)別在于剛玉空心球以鋁鈦空心球代替，且粒度規(guī)格采取(Timm、(T3mm、(T5mm中的任意一個(gè)；不大于180目的莫來石粉以180目的莫來石粉和不大于180目的紅柱石粉任意比例的混合物代替。實(shí)施例7
與實(shí)施例2的區(qū)別在于剛玉莫來石空心球以鎂鋁空心球代替，且粒度規(guī)格采取中的任意一個(gè)；不大于180目的莫來石、娃線石、紅柱石和藍(lán)晶石任意比例的混合復(fù)合粉以不大于180目的紅柱石粉、不大于180目的硅線石粉、不大于180目的藍(lán)晶石粉任意比例的混合物代替。實(shí)施例8
與實(shí)施例3的區(qū)別在于氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球以鋯剛玉空心球代替，且粒度規(guī)格采取0"lmm、(T3mm、(r5mm中的任意一個(gè)；不大于180目的娃線石粉以不大于180目紅柱石粉和不大于180目的硅線石粉任意比例的混合物代替。實(shí)施例9
與實(shí)施例4的區(qū)別在于鉻剛玉空心球以剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、莫來石空心球、輕質(zhì)陶粒、輕質(zhì)高鋁骨料、輕質(zhì)莫來石骨料中的至少二種的任意比例的混合物代替，且粒度規(guī)格取中的至少一種的任意比例；不大于180目的紅柱石粉以不大于180目的硅線石粉和不大于180目的藍(lán)晶石粉任意比例的混合物代替。實(shí)施例10
與實(shí)施例5的區(qū)別在于不大于180目的藍(lán)晶石粉以不大于180目的莫來石粉、不大于180目的紅柱石粉、不大于180目的硅線石粉任意比例的混合物代替。實(shí)施例11
與實(shí)施例1的區(qū)別在于不大于180目的莫來石粉以硅線石粉、不大于180目的藍(lán)晶石粉、不大于180目的莫來石粉任意比例的混合物代替。實(shí)施例12
與實(shí)施例3的區(qū)別在于不大于180目的硅線石粉以不大于180目的莫來石粉、不大于180目的紅柱石粉、不大于180目的藍(lán)晶石粉任意比例的混合物代替。經(jīng)常規(guī)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明中所制備的中密度高鋁磚與常用的高密度高鋁磚的性能對比如下表所示^___
權(quán)利要求
1.回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其組分包括顆粒料、粉料、輕質(zhì)骨料、結(jié)合劑，且該顆粒料中氧化鋁的重量百分含量為6515%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其特征在于所述回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的密度為1. 8 2. 3g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其特征在于所述輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、莫來石空心球、輕質(zhì)陶粒、輕質(zhì)高鋁骨料、輕質(zhì)莫來石骨料中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其特征在于所述輕質(zhì)骨料的粒度規(guī)格為O 1mm、O 3mm、O 5mm中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其特征在于所述顆粒料包括:TSmm的聞?wù)蟹?、O 3mm的聞?wù)蟹痢?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其特征在于所述粉料包括有不大于180目的莫來石粉、不大于180目的紅柱石粉、不大于180目的硅線石粉、不大于180目的藍(lán)晶石粉中的至少一種以及不大于180目的粘土和不大于180目的高鋁礬土。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其特征在于所述結(jié)合劑為磷酸溶液、黃糊精溶液、木質(zhì)磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其特征在于所述回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的組分中，按重量份計(jì)，包括有輕質(zhì)骨料1(T30份、3 8mm的高鋁礬土 25 30份、0 3mm的高鋁礬土 14 24份、不大于180目的粘土 4飛份、不大于180目的高鋁礬土 19 27份、結(jié)合劑5 8份以及不大于180目的莫來石粉、不大于180目的紅柱石粉、不大于180目的硅線石粉、不大于180目的藍(lán)晶石粉中的至少一種4 10份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質(zhì)骨料與結(jié)合劑按比例混合均勻后，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，機(jī)壓成型； C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經(jīng)80 150°C烘干后，裝窯于1400 1580° C保溫3 8h形成成品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的制備方法，其特征在于所述機(jī)壓成型中輕質(zhì)骨料的破損率不大于15%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚，其組分包括氧化鋁和顆粒料、粉料、結(jié)合劑，所述回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的組分中包括有輕質(zhì)骨料，且該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚中氧化鋁的重量百分含量為65~85%。優(yōu)化后，所采用的輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、莫來石空心球、輕質(zhì)陶粒、輕質(zhì)高鋁骨料、輕質(zhì)莫來石骨料中的至少一種；輕質(zhì)骨料的粒度規(guī)格為0~1mm、0~3mm、0~5mm中的至少一種。本發(fā)明的回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)低、抗熱震性能好、重量輕。本發(fā)明還公開了該回轉(zhuǎn)窯用中密度高鋁磚的制備方法。
文檔編號C04B35/66GK103058687SQ20131002912
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者王家邦 申請人:蘇州羅卡節(jié)能科技有限公司