一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用，属于耐火材料技术领域。本发明专利技术提供的低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂。本发明专利技术提供的低导热尖晶石质耐火均质砖，其材质均一，不存在不同材质形成复合结构容易出现薄弱部位的隐患，使用过程中不会出现复合砖断裂的问题。同时，本发明专利技术提供的低导热尖晶石质耐火均质砖以方镁石

【技术实现步骤摘要】
一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及耐火材料
，具体涉及一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]镁铬砖作为耐火砖广泛应用于水泥回转窑或石灰煅烧窑这类高温窑炉中，但镁铬砖使用后其中部分铬会从Cr
3+
转变为剧毒和致癌的Cr
6+
，破坏环境且会影响人们的健康。因此，无铬化耐火制品的开发研制是耐火材料的发展方向。
[0003]近年来，国内外进行了大量镁铬砖替代材料的研究，目前逐步推广使用的有镁铝尖晶石砖及镁铁尖晶石砖，正逐步替代镁铬砖在回转窑烧成带及过渡带使用。但这些产品相对镁铬砖的导热系数大，导致回转窑外筒体温度相对镁铬砖内衬的温度高。烧成带尚有窑皮保护，筒体温度相对较低，而过渡带没有稳定的窑皮保护，回转窑运行过程中筒体温度过高，容易使筒体变形，造成安全隐患；同时热量损失过多也造成能源浪费。
[0004]目前有一些企业在过渡带使用硅莫砖来降低筒体温度，但硅莫砖本身硅铝体系具有一定局限性，容易在高温条件下与水泥或石灰生料发生反应产生液相物质，同时难以抵抗碱金属的渗透侵蚀，因此很难适应过渡带频繁变化的温度及高温热辐射和热气流的冲刷使用环境。
[0005]为了兼顾耐火和低导热性能，现有技术中通常将耐火砖和隔热砖配合使用，或者制备包括耐火层和隔热层的复合砖。但是由于耐火层和隔热层的材质不同，使用过程中因温度变化频繁，两者线膨胀不一致时容易在两者接触复合部位出现裂纹，导致复合砖出现断裂。同时隔热层强度一般不高，在高温机械应力下也容易先出现损坏，影响复合砖整体寿命。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种低导热尖晶石质耐火均质砖及其制备方法和应用，本专利技术提供的低导热尖晶石质耐火均质砖的材质均一，不存在不同材质形成复合结构容易出现薄弱部位的隐患，使用过程中不会出现复合砖断裂的问题；且本专利技术提供的低导热尖晶石质耐火均质砖具有高强度、低导热、抗高温负荷的特点，可达到水泥回转窑或石灰煅烧窑使用的高温强度、机械柔性的要求。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶(0.5～3)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％；
[0009]所述镁砂细粉的粒度＜0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。
[0010]优选地，所述镁砂颗粒和镁砂细粉独立地包括烧结镁砂和/或电熔镁砂，所述镁砂颗粒和镁砂细粉中MgO的质量含量独立的＞97％。
[0011]优选地，所述镁铝尖晶石颗粒的粒度为0.063～3mm。
[0012]优选地，所述镁铝尖晶石颗粒包括烧结尖晶石和/或电熔尖晶石，所述镁铝尖晶石颗粒中MgO和Al2O3的质量含量之和＞98％。
[0013]优选地，所述轻质空心球的粒度为0.1～1mm，所述轻质空心球的密度≤1.5g/cm3，空心率≥99％。
[0014]优选地，所述轻质空心球包括氧化铝空心球和氧化锆空心球中的至少一种。
[0015]优选地，所述添加剂微粉的粒度＜0.01mm。
[0016]优选地，所述添加剂微粉包括氧化铝微粉和/或氧化镁微粉。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将镁砂颗粒、镁铝尖晶石颗粒和轻质空心球进行第一混合，得到第一混合物料；
[0019]将所述第一混合物料与结合剂进行第二混合，得到第二混合物料；
[0020]将所述第二混合物料、镁砂细粉和添加剂微粉进行第三混合，得到第三混合物料；
[0021]将所述第三混合物料依次进行压制和烧成，得到低导热尖晶石质耐火均质砖。
[0022]本专利技术提供了上述技术方案所述低导热尖晶石质耐火均质砖或上述技术方案所述制备方法制备得到的低导热尖晶石质耐火均质砖在水泥回转窑、石灰煅烧窑、炼钢转炉、炼钢平炉或工业加热炉中的应用。
[0023]本专利技术提供了一种低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶(0.5～3)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％；所述镁砂细粉的粒度＜0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。本专利技术提供的低导热尖晶石质耐火均质砖，其材质均一，不存在不同材质形成复合结构容易出现薄弱部位的隐患，使用过程中不会出现复合砖断裂的问题。同时，本专利技术提供的低导热尖晶石质耐火均质砖以方镁石
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尖晶石体系为基体，高温性能稳定，耐碱金属、挥发盐类等的侵蚀，适用于水泥回转窑或石灰煅烧窑的苛刻环境；本专利技术采用轻质空心球能够在保证尖晶石质耐火均质砖烧成的致密性满足要求的基础上，保证砖内具有封闭气孔，从而降低尖晶石质耐火均质砖烧的导热率。本专利技术提供的低导热尖晶石质耐火均质砖避免了传统回转窑中镁铬砖的Cr6+公害污染问题，同时具有高强度、低导热、抗高温负荷及侵蚀性能好等特点，可达到水泥回转窑或石灰煅烧窑使用的高温强度、机械柔性的要求，同时可以有效降低回转窑的自重及筒体外表面温度，降低了能源及设备消耗，并提高了回转窑用砖的使用寿命。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶
(0.5～3)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％；
[0025]所述镁砂细粉的粒度＜0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。
[0026]在本专利技术中，如无特殊说明，所用制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0027]在本专利技术中，所述低导热尖晶石质耐火均质砖的制备原料包括镁砂颗粒。在本专利技术中，所述镁砂颗粒优选包括烧结镁砂和/或电熔镁砂，更优选为烧结镁砂和电熔镁砂；所述镁砂颗粒中MgO的质量含量优选＞97％。在本专利技术中，所述镁砂颗粒的粒度优选为0.063～5mm，所述镁砂颗粒优选包括第一镁砂颗粒、第二镁砂颗粒和第三镁砂颗粒；以d表示粒度，所述第一镁砂颗粒的粒度优选为0.063mm≤d＜1mm，所述第二镁砂颗粒的粒度优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低导热尖晶石质耐火均质砖，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球、添加剂微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉的质量比为(45～55)∶(20～35)∶(15～25)∶(0.5～8)∶(0.5～3)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质空心球与添加剂微粉总质量的2～4％；所述镁砂细粉的粒度＜0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。2.根据权利要求1所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述镁砂颗粒和镁砂细粉独立地包括烧结镁砂和/或电熔镁砂，所述镁砂颗粒和镁砂细粉中MgO的质量含量独立的＞97％。3.根据权利要求1所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述镁铝尖晶石颗粒的粒度为0.063～3mm。4.根据权利要求1或3所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述镁铝尖晶石颗粒包括烧结尖晶石和/或电熔尖晶石，所述镁铝尖晶石颗粒中MgO和Al2O3的质量含量之和＞98％。5.根据权利要求1所述的低导热尖晶石质耐火均质砖，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂鹏，芦贻春，芦建农，高洪月，
申请(专利权)人：鞍山市奥鞍耐火材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：