一种水泥窑用尖晶石质耐火材料制造技术

本发明专利技术公开了一种水泥窑用尖晶石质耐火材料，其原料包括8

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑用尖晶石质耐火材料


[0001]本专利技术涉及耐火材料
，尤其涉及一种水泥窑用尖晶石质耐火材料。

技术介绍

[0002]随着水泥生产技术的不断更新，水泥生产主要设备回转窑已向大型化长寿化发展，在水泥生产过程中，要想保证窑的正常运转并延长运转周期，其正确、合理地选择以及使用水泥窑用耐火材料至关重要。在水泥煅烧的过程中，温度变化很大，要求所用耐火材料结构致密，能抗热震，有较高的热震稳定性能，且在水泥煅烧的过程中，水泥窑和物料的重量及转动使耐火材料承受很大的负荷，同时高温流动的气流和物料不断地对耐火材料衬里冲刷，要求耐火材料有较高的强度。随着水泥煅烧工艺技术的发展，一些耐火材料的新产品相继开发出来并被广泛应用，但是仍存在强度低、抗侵蚀性能欠佳等缺陷，限制了其应用。

技术实现思路

[0003]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种水泥窑用尖晶石质耐火材料，其强度高、抗侵蚀性能好、热震稳定性高，使用寿命长。
[0004]本专利技术提出的一种水泥窑用尖晶石质耐火材料，其原料按重量份包括：
[0005][0006][0007]其中，所述外加剂为二氧化钛、氧化铒、氧化钇与铝粉的混合物。
[0008]优选地，所述镁铝尖晶石为Al2O3的质量含量为75
‑
90％的烧结镁铝尖晶石与Al2O3的质量含量为75
‑
85％的电熔镁铝尖晶石按重量比为5
‑
11：1
‑
3的混合物；具体选择特定氧化铝含量的尖晶石配合，使所得材料的晶粒尺寸大、晶界结合力强、高温强度高、抗蠕变性好。
[0009]优选地，所述镁砂超细粉的粒径＜0.02mm；所述α
‑
氧化铝微粉的粒径＜0.02mm。
[0010]优选地，所述氧化锆为改性的氧化锆空心球；所述改性的氧化锆空心球的制备工艺包括以下步骤：将磷酸、硫酸铝铵与水混合，加入氧化锆空心球浸泡30
‑
60min，干燥后在1600
‑
1680℃下保温3
‑
8h，降温至室温得到物料A；将物料A、硝酸铈在乙醇溶液中混合均匀，升温至250
‑
290℃保温2
‑
5h得到物料B；将物料B在氮气的保护下升温至450
‑
500℃，停止加热，通入氢气，加热并同时通入氢气与一氧化碳的混合气，在750
‑
800℃下保温100
‑
150min，然后将混合气切换为氮气并停止加热、冷却得到物料C；将物料C、水与乙醇混合均匀，加入硅烷偶联剂KH
‑
550和硬脂酸，超声分散30
‑
90min，在55
‑
65℃下搅拌反应150
‑
250min，离心、醇洗、干燥得到所述改性的氧化锆空心球。
[0011]优选地，制备物料A时，所述磷酸、硫酸铝铵、水的重量比为9
‑
17：5
‑
12：70
‑
85；在制备物料B时，物料A、硝酸铈的重量比为1：0.1
‑
0.38；在制备物料C时，混合气中，氢气、一氧化碳的体积比为1：3
‑
3.5；物料C、硅烷偶联剂KH
‑
550、硬脂酸的重量比为80
‑
100：1
‑
4：2
‑
5。
[0012]优选地，所述减水剂为三聚磷酸钠、聚羧酸减水剂与β
‑
环糊精按重量比为4
‑
10：5
‑
15：0.5
‑
3的混合物。
[0013]优选地，所述二氧化钛、氧化铒、氧化钇、铝粉的重量比为2
‑
10：1
‑
8：3
‑
12：8
‑
20。
[0014]优选地，所述二氧化钛、氧化铒、氧化钇、铝粉的重量满足以下关系式：M
二氧化钛
+M
氧化铒
＝M
铝粉
‑
1.5
×
M
氧化钇，
其中，M
二氧化钛
、M
氧化铒
、M
铝粉
、M
氧化钇
分别为二氧化钛、氧化铒、铝粉与氧化钇的重量。
[0015]优选地，所述二氧化钛、氧化铒、氧化钇与铝粉的粒径均为300
‑
350目。
[0016]镁铝尖晶石具有良好的抗侵蚀性，抗渣性能好，抗磨蚀能力、热震稳定性好、耐高温等性能特点；铁铝尖晶石具有优良的抗热震性、抗碱性渣侵蚀能力；本专利技术所述水泥窑用尖晶石质耐火材料，其原料中，具体选择了特定粒径的镁铝尖晶石和铁铝尖晶石配合，调配合适的颗粒级配，得到了镁铁铝尖晶石固溶体，并添加了特定量的氮化硅、碳酸锆、氧化锆等原料，使所得材料强度高、抗侵蚀性好、耐高温和抗热震性能优异，使用寿命长；外加剂具体选择了二氧化钛、氧化铒、氧化钇与铝粉的混合物，四者具有协同作用，加入体系中，能与体系中的组分固溶反应，促进物质的扩散、迁移，促进基质均化，形成高活性新物相，活化烧结，降低材料的气孔率和平均孔径，促进致密化，并强化了各组分间的结合程度，使所得材料具有优异的强度，并使碱度降低，改善了抗侵蚀性能；体系中具体加入了镁砂超细粉和硅灰，进一步提高了材料的强度；在高温状况下，碳酸锆可分解出二氧化碳气体产生微孔，并分解生成氧化锆，与加入的氧化锆一起，并配合氮化硅，更好的减少热应力，显著提高了材料的抗热震性，同时氮化硅高温下形成的二氧化硅能与镁铝尖晶石反应生成堇青石，提高材料的高温强度；优选方式中，在改性的氧化锆空心球的制备工艺中，首先以磷酸、硫酸铝铵为原料，对氧化锆空心球进行改性处理，其吸附在空心球的表面，并进入空心球的孔壁，在受热过程中，能转化为高温相，促进裂纹的愈合和晶粒的烧结，提高了材料的强度；将得到的物料A与硝酸铈混合后，控制反应的条件，在其表面包覆了氧化铈得到了物料B；之后以氢气与一氧化碳的混合气对物料B进行了处理，并控制了处理的具体过程，在物料B的表面包覆了碳层得到了物料C，其具有良好的抗热震稳定性和机械强度，之后以硅烷偶联剂KH
‑
550和硬脂酸为改性剂对其进行了改性得到了所述改性的氧化锆空心球，将其加入体系中，分散均匀，与体系的结合性好，防止了耐火材料的开裂，减轻质量的同时使材料的抗热震性能得到改善，且抗侵蚀性好。
具体实施方式
[0017]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0018]实施例1
[0019]本专利技术提出的一种水泥窑用尖晶石质耐火材料，其原料按重量份包括：
[0020][0021]其中，所述外加剂为二氧化钛、氧化铒、氧化钇与铝粉的混合物，且二氧化钛、氧化铒、氧化钇、铝粉的重量比为2：8：3：20；
[0022]所述镁砂超细粉的粒径＜0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑用尖晶石质耐火材料，其特征在于，其原料按重量份包括：其中，所述外加剂为二氧化钛、氧化铒、氧化钇与铝粉的混合物。2.根据权利要求1所述水泥窑用尖晶石质耐火材料，其特征在于，所述镁砂超细粉的粒径＜0.02mm；所述α
‑
氧化铝微粉的粒径＜0.02mm。3.根据权利要求1或2所述水泥窑用尖晶石质耐火材料，其特征在于，所述氧化锆为改性的氧化锆空心球；所述改性的氧化锆空心球的制备工艺包括以下步骤：将磷酸、硫酸铝铵与水混合，加入氧化锆空心球浸泡30
‑
60min，干燥后在1600
‑
1680℃下保温3
‑
8h，降温至室温得到物料A；将物料A、硝酸铈在乙醇溶液中混合均匀，升温至250
‑
290℃保温2
‑
5h得到物
料B；将物料B在氮气的保护下升温至450
‑
500℃，停止加热，通入氢气，加热并同时通入氢气与一氧化碳的混合气，在750
‑
800℃下保温100
‑
150min，然后将混合气切换为氮气并停止加热、冷却得到物料C；将物料C、水与乙醇混合均匀，加入硅烷偶联剂KH
‑
550和硬脂酸，超声分散30
‑
90min，在55
‑
65℃下搅拌反应150
‑
250min，离心、醇洗、干燥得到所述改性的氧化锆空心球。4.根据权利要求3所述水泥窑用尖晶石质耐火材料，其特征在于，制备物料A时，所述磷酸、硫酸铝铵、水的重量比为9
‑
17：5
‑
12：70
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李道胜，周键，蒋杰，唐荣，
申请(专利权)人：安徽瑞泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：