本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶的紅柱石-莫來石-碳化硅磚及其制造方法。

背景技術(shù)：

由于大型干法水泥窯過渡帶區(qū)域溫度高，而且溫度變化頻繁，造成窯皮不易粘掛，成為新型干法窯的薄弱環(huán)節(jié)。過渡帶耐火材料配置應(yīng)考慮較高的耐火度，較高的抗摩擦性能及優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性。目前，一些水泥廠在過渡帶采用鎂鋁尖晶石磚及硅莫紅磚，根據(jù)對5000t·d^-1大型水泥窯過渡帶用后鎂鋁尖晶石磚損毀機(jī)理進(jìn)行研究得出：水泥熟料對過渡帶用鎂鋁尖晶石磚基本上沒有侵蝕，但來自原料和燃料中的堿易沉積在磚的開氣孔和晶界上，使磚的結(jié)構(gòu)致密化，造成同一塊磚形成不同的段帶，使磚內(nèi)部出現(xiàn)平行于磚熱面的裂縫或剝落，對爐襯壽命影響極大。普通硅莫紅磚采用一般礬土熟料和碳化硅為主要原料經(jīng)壓制干燥燒成工藝形成，結(jié)合強(qiáng)度不夠，燒成溫度欠缺，至使莫來石晶體發(fā)育不完全，其耐高溫、耐磨及抗熱震性能均較為一般。

為提高硅莫紅磚的耐磨性，耐火磚專利CN 103833387A公布了一種高耐磨硅莫紅磚及其制備工藝。由礬土熟料、碳化硅細(xì)粉、電熔白剛玉粉、紅柱石粉、結(jié)合火泥外加黃糊精、甲基纖維素和水配置燒結(jié)而成，其重量配比為：粒徑d＞1mm礬土熟料30～35％、0.088mm≤粒徑d≤1mm礬土熟料10～15％、粒徑d≤0.088mm礬土熟料5～6％、粒徑≤0.088mm碳化硅細(xì)粉15～25％、粒徑≤0.088mm電熔白剛玉粉15～25％、粒徑d≤0.088mm紅柱石粉10～15％、粒徑d≤0.088mm結(jié)合火泥3～5％、黃糊精0.3～0.8％、甲基纖維素0.2～0.5％、水4～5％。由于在基質(zhì)中加入大量碳化硅細(xì)粉，會(huì)導(dǎo)致上述產(chǎn)品表面在氧化氣氛燒成過程中生成大量釉層而造成廢品；另外全部使用礬土顆粒會(huì)造成制品的熱震穩(wěn)定波動(dòng)較大。

為了解決以上問題，本發(fā)明使用紅柱石、莫來石以及碳化硅為主要原料，制備紅柱石-莫來石-碳化硅磚。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種紅柱石-莫來石-碳化硅磚，該磚具有良好的抗熱震性、耐高溫性、耐磨性，是水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶的理想耐火材料。

本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種紅柱石-莫來石-碳化硅磚，包括以下重量百分含量的組分制備而成：

其中，所述的M70燒結(jié)莫來石中Al₂O₃重量百分含量≥70％；

所述的紅柱石中Al₂O₃重量百分含量≥58％；

所述的碳化硅純度為97％以上；

所述的硅微粉的主要成分SiO₂的含量≥92％；，粒度＜1μm；

所述的α氧化鋁微粉的主要成分Al₂O₃的含量≥99％，粒度＜5μm；

本發(fā)明還提供了一種紅柱石-莫來石-碳化硅磚的制備方法。

一種紅柱石-莫來石-碳化硅磚的制備方法，包括以下步驟：

(1)混煉：按照配比稱取上述組分，外加入總組分重量3～5％的紙漿廢液，混煉制成泥料；

(2)成型：泥料置于430t級摩擦壓磚機(jī)內(nèi)壓制成型制得磚坯；

(3)干燥：將壓制成型的磚坯在干燥窯內(nèi)于100～150℃下干燥24h以上；

(4)燒成：將干燥后的磚坯在以天然氣為燃料的高溫隧道窯內(nèi)進(jìn)行燒制，燒制溫度1350～1450℃，燒制時(shí)間為70～80h得到紅柱石-莫來石-碳化硅磚。

步驟(1)中所述紙漿廢液為市售，比重為1.3～1.5g/cm³。

本發(fā)明的有益效果：

(1)以紅柱石及M70燒結(jié)莫來石為主要原材料，比以特級礬土熟料為骨料制成的產(chǎn)品更具備莫來石制品的高溫穩(wěn)定性。紅柱石高溫下莫來石化后可以在基質(zhì)形成網(wǎng)狀的莫來石結(jié)構(gòu)，且分解生成的高硅氧玻璃相高溫下能填充熱震產(chǎn)生的裂紋，使材料具有良好的熱震穩(wěn)定性及高溫性能。

(2)原料中增加了碳化硅的配比，碳化硅在高溫?zé)七^程中能在磚體表面氧化生成致密的SiO₂，該層起到有效的保護(hù)作用，能夠顯著提高產(chǎn)品的耐堿侵蝕性。另外，碳化硅耐磨性能極佳，增加碳化硅比重有利于提高制品的耐磨性能。

(3)與硅莫紅磚及鎂鋁尖晶石磚相比較，本產(chǎn)品具有更加優(yōu)良的抗熱震性、耐高溫性、耐磨性，能夠廣泛應(yīng)用于水泥窯過渡帶。

實(shí)施案例

實(shí)施案例1

采用3-1mmM70燒結(jié)莫來石25％，3-1mm紅柱石15％，≤1mm紅柱石20％，≤1mm碳化硅10％，≤0.074mm紅柱石20％，≤0.074mm碳化硅7％，硅微粉1％，α氧化鋁微粉2％，外加上述原料總重3.5％的亞硫酸紙漿廢液作結(jié)合劑，經(jīng)過濕碾機(jī)混料后，采用430t壓力機(jī)成型，在干燥窯內(nèi)于110℃烘干24h后，經(jīng)高溫隧道窯于1350℃燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為68h。

該磚具有良好的抗熱震性、耐高溫性、耐磨性，其常溫耐壓強(qiáng)度為96.82MPa，熱震穩(wěn)定性(1100℃，水冷)15次，荷重軟化溫度1650℃，體積密度2.40g/cm³，顯氣孔率為16.71％。

實(shí)施案例2

采用3-1mmM70燒結(jié)莫來石28％，3-1mm紅柱石12％，≤1mm紅柱石20％，≤1mm碳化硅10％，≤0.074mm紅柱石17％，≤0.074mm碳化硅9％，硅微粉2％，α氧化鋁微粉2％，外加上述原料總重3.5％的亞硫酸紙漿廢液作結(jié)合劑，經(jīng)過濕碾機(jī)混料后，采用430噸壓力機(jī)成型，在干燥窯內(nèi)110℃烘干24h后，經(jīng)高溫隧道窯于1380℃燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為74h。

該磚具有良好的抗熱震性、耐高溫性、耐磨性，其常溫耐壓強(qiáng)度為103.44MPa，熱震穩(wěn)定性(1100℃，水冷)15次，荷重軟化溫度1680℃，體積密度2.49g/cm³，顯氣孔率為15.97％。

實(shí)施案例3

采用3-1mmM70燒結(jié)莫來石30％，3-1mm紅柱石10％，≤1mm紅柱石22％，≤1mm碳化硅8％，≤0.074mm紅柱石16％，≤0.074mm碳化硅11％，硅微粉1％，α氧化鋁微粉2％，外加上述原料總重4％的亞硫酸紙漿廢液作結(jié)合劑，經(jīng)過濕碾機(jī)混料后，采用430噸壓力機(jī)成型，在干燥窯內(nèi)110℃烘干24h后，經(jīng)高溫隧道窯于1400℃燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為72h。

該磚具有良好的抗熱震性、耐高溫性、耐磨性，其常溫耐壓強(qiáng)度為119.8MPa，熱震穩(wěn)定性(1100℃，水冷)16次，荷重軟化溫度1700℃，體積密度2.5g/cm³，顯氣孔率為15.45％。

實(shí)施案例4

采用3-1mmM70燒結(jié)莫來石32％，3-1mm紅柱石8％，≤1mm紅柱石25％，≤1mm碳化硅5％，≤0.074mm紅柱石12％，≤0.074mm碳化硅15％，硅微粉1％，α氧化鋁微粉2％，外加上述原料總重4％的亞硫酸紙漿廢液作結(jié)合劑，經(jīng)過濕碾機(jī)混料后，采用430噸壓力機(jī)成型，在干燥窯內(nèi)110℃烘干24h后，經(jīng)高溫隧道窯于1420℃燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為72h。

該磚具有良好的抗熱震性、耐高溫性、耐磨性，其常溫耐壓強(qiáng)度為109.5MPa，熱震穩(wěn)定性(1100℃，水冷)17次，荷重軟化溫度1700℃，體積密度2.44g/cm³，顯氣孔率為16.17％。