水泥窑用新型A-C质耐火材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种水泥窑用新型A-C质耐火材料及其制备方法，其特点是：该耐火材料成分为：Al

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料及其制备方法,特别是涉及一种低导热率的水泥窑用新型A-C质耐火材料及其制备方法,属于耐火材料制备技术领域。 

背景技术

水泥窑用耐火材料的使用寿命与使用效果直接影响着企业的经济效益与环保、降耗水平。由于水泥窑胴体裸露室外，表面积大，热量散失严重，除造成巨大能源浪费外，更容易造成窑体变形而影响设备的使用寿命与运转质量。故要求材料本身除具备一般水泥窑用耐材应具备的性质外，更要突出具备优异的保温效果。 

A-C质耐火砖其材质本身的特殊性质使之与窑料有很高的亲和性，有其他材料无法比拟的“易挂窑皮”特点，有利于提高材料使用寿命。为顺应当今水泥窑用耐火材料的发展趋势，迫切需要开发出一种新型无铬水泥窑耐火材料，而本发明给出的水泥窑用新型A-C质耐火材料的环保作用，及1.4-3.0W/MK的导热率、在窑体保温节能环节上显现的优势使A-C材料具有更加广泛的用途。 

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题, 针对现有技术中的问题，经反复研究和大量实验后, 推出一种理化性能优良，易挂窑皮、热震稳定性高、节能环保效果具佳且易于生产操作的新型水泥窑用无铬耐火材料及其制备方法。 

本发明通过采用合成新型A-C质材料制作水泥窑烧成带用砖来实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：这种水泥窑用新型A-C质耐火材料，其特点是。 

本发明的材料成分为：       

组分         重量百分比（%）；

Ai2O3           80-95% ；

CaO             4-10% ；

MgO             0-10% 。

本发明的材料性能为： 

导热系数·W/M·K：   1.4-3.0W/M·K ；

体积密度·G/CM3：    合成原料： 2.95-3.05 ；

材料制品：2.70-2.85 ；        

热震稳定性·次：      6-8；

（1100℃-水冷）；

常温耐压强度：   40 MPa 。

为更好地实现本发明的目的,优选的该耐火材料的组成为： 

组分          重量百分比（%）

Ai2O3           92%

CaO             8%。

该耐火材料的指标为： 

导热系数 ：                1.40-1.80W/M·K ；

体积密度：                 2.75 G/CM3 ；       

热震稳定性（1100℃-水冷）：  7  次 ；

常温耐压强度：   40 MPa 。

为更好地实现本发明的目的, 优选的该耐火材料的组成为： 

组分          重量百分比（%）

Ai2O3           95%

CaO             5%。

该耐火材料的指标为： 

导热系数：                  2.0-2.5    W/M·K ；

体积密度：                  2.80G/CM3 ；    

热震稳定性（1100℃-水冷）：   8  次 ；

常温耐压强度：   40 MPa 。

为更好地实现本发明的目的, 优选的该耐火材料的组成为： 

组分          重量百分比（%）；

Al₂O₃           83.5%；

CaO             7%；

MgO             9.5%。

该耐火材料的指标为： 

导热系数：                 1.80-3.0  W/M·K ；

体积密度：                 2.85 G/CM3；    

热震稳定性（1100℃-水冷）：   6 次；

常温耐压强度：   40 MPa 。

本发明给出的水泥窑用新型A-C质耐火材料的制备方法，其特点如下。 

步骤1.原始原料的合成制备： 

（1）将工业铝氧与CaO粉（调质改性时也可添加少量MgO粉）按一定的重量比混合，控制原料中A/C比值，将其限制在8-24之间；

（2）使用球磨机将上述混合粉共磨至0.045mm以下，使其充分均匀密合，细微颗粒表面缺陷增加，活性增强，密度提高；

（3）共磨粉加入10%的比重为1.3KG/DM3的亚硫酸纸浆废液拌匀挤压成坯，成型压力不低于200MPa坯体密不低于2.60KG/DM3；

（4）坯体在80-120℃的干燥窑内干燥48小时后，装窑码车入隧道窑1700-1720℃烧结，保温时间不低于180min；

（5）烧结后材料颗粒满足2.95-3.05G/CM3。

步骤2.材料制品的制作： 

a. 根据上述原始料理化检验结果制定成型工艺；

1-4mm：  50%；

0-1mm：  20%；

0.074mm：30% ；           

浓缩亚硫酸纸浆废液加入量4%。

成型压力不低于240MPa。 

b.成型砖坯在80-120℃干燥窑内干燥16小时后码车入窑。 

c.1600-1620℃烧成，保温时间不低于180min。 

d.出窑成品砖外观、尺寸及断面检查合格，理化性能要满足下列要求。 

（1）化学成分： 

Ai2O3           80-95%；

CaO             4-10%；

MgO             0-10%。

（2）物理指标： 

常温耐压强度：                40 MPa；  

体积密度 ：                   2.70-2.85G/CM3；

热震稳定性（1100℃-水冷） ：  6-8次 ；

导热系数：                    1.4-3.0W/M·K。

本发明给出新型A-C质耐火材料在水泥窑的砌筑及使用方法与常规砖种操作方法相同，且使用后的水泥窑用新型A-C质耐火材料制成的耐火砖经严格挑选、处理后可适当回收使用。 

与现有产品相比,本发明的A-C质耐火材料的有益效果是： 

(1)人工合成高纯A-C质原料，材料本身的化学成分即决定其具有优异的粘挂窑皮性能和无铬、环保的特点；

（2）人工合成高纯A-C质原料，可同时用作致密定形制品或不定型制品原料；

(3)由合成料制作致密定形制品，在较高体积密度下所具有的低导热率性质，使之同时具备了优异的耐磨性和隔热性；

（4）耐火度高、抗高温剥落、抗碱侵蚀性能强；

（5）集“易挂窑皮”与“耐磨、隔热”于一体，方便生产操作，易于推广；

（6）使用后材料可经挑选、处理后回收，减少资源浪费。

具体实施方式

实施例1。 

原始原料的制备方法，如下所述。 

步骤1.原始原料的合成制备： 

（1）将工业铝氧与CaO粉（调质改性时也可添加少量MgO粉）按一定的重量比混合，调整原料中A/C比值，将其限制在11.5-12之间；

（2）使用球磨机将上述混合粉共磨至0.045mm以下，使其充分均匀密合，细微颗粒表面缺陷增加，活性增强，密度提高；

（3）共磨粉加入10%的比重为1.3KG/DM3的亚硫酸纸浆废液拌匀挤压成坯，成型压力不低于200MPa坯体密不低于2.60KG/DM3；

（4）坯体在80-120℃的干燥窑内干燥48小时后，装窑码车入隧道窑1700-1720℃烧结，保温时间不低于180min；

（5）烧结后材料颗粒满足2.95-3.05G/CM3。

步骤2.材料制品的制作。 

a. 根据上述原始料理化检验结果制定成型工艺： 

1-4mm：  50%；

0-1mm：  20%；

0.074mm：30%  ；          

浓缩亚硫酸纸浆废液加入量4%。

成型压力不低于240MPa。 

b.成型砖坯在80-120℃干燥窑内干燥16小时后码车入窑。 

c.1600-1620℃烧成，保温时间不低于180min。 

d.出窑成品砖外观、尺寸及断面检查合格，理化性能要满足下列要求： 

（1） 组分          重量百分比：

Ai₂O₃           92%；

CaO               8%；

（2）该耐火材料的指标为：

导热系数 ：                1.40-1.80W/M·K ；

体积密度：                 2.75 G/CM3 ；       

热震稳定性（1100℃-水冷）：  7  次 ；

常温耐压强度：   40 MPa 。

实施例2。 

原始原料的制备方法，如下所述。 

步骤1.原始原料的合成制备： 

（1）将工业铝氧与CaO粉（调质改性时也可添加少量MgO粉）按一定的重量比混合，调整原料中A/C比值，将其限制在23.5-24.0之间；

（2）使用球磨机将上述混合粉共磨至0.045mm以下，使其充分均匀密合，细微颗粒表面缺陷增加，活性增强，密度提高；

（3）共磨粉加入10%的比重为1.3KG/DM3的亚硫酸纸浆废液拌匀挤压成坯，成型压力不低于200MPa坯体密不低于2.60KG/DM3；

（4）坯体在80-120℃的干燥窑内干燥48小时后，装窑码车入隧道窑1700-1720℃烧结，保温时间不低于180min；

（5）烧结后材料颗粒满足2.95-3.05G/CM3。

步骤2.材料制品的制作。 

a. 根据上述原始料理化检验结果制定成型工艺： 

1-4mm：  50%

0-1mm：  20%

0.074mm：30% 

浓缩亚硫酸纸浆废液加入量4%。

成型压力不低于240MPa。 

b.成型砖坯在80-120℃干燥窑内干燥16小时后码车入窑。 

c.1600-1620℃烧成，保温时间不低于180min。 

d.出窑成品砖外观、尺寸及断面检查合格，理化性能要满足下列要求： 

（1） 组分          重量百分比：

Ai₂O₃            95 %

CaO              5 %

（2）该耐火材料的指标为：

导热系数：                  2.0-2.5    W/M·K ；

体积密度：                  2.80G/CM3 ；    

热震稳定性（1100℃-水冷）：   8  次 ；

常温耐压强度：   40 MPa 。

实施例3。 

原始原料的制备方法，引入第三组份高纯镁砂，其余步骤如同前述，调整原料中A/C比值，将其限制在11.5-12.0之间。 

出窑成品砖外观、尺寸及断面检查合格，理化性能要满足下列要求： 

（1） 组分          重量百分比：

Ai₂O₃            83.5%

CaO              7 %

MgO              9.5%

（2）该耐火材料的指标为：

导热系数：                 1.80-3.0  W/M·K ；

体积密度：                 2.85 G/CM3；    

热震稳定性（1100℃-水冷）：   6 次；

常温耐压强度：   40 MPa 。