[发明专利]一种低铝烧结铝硅质耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结铝硅质耐火材料及其制备方法，具体地，本发明涉及一种低铝烧结铝硅质耐火材料及其制备方法。

背景技术

我国是世界最大的水泥生产国。2011年，中国不但水泥产量达到20亿吨，约占全球水泥产量的60%，而且新型干法水泥生产技术已得到大量推广。所以，中国水泥工业大体上反映了世界水泥制造的平均水平。目前，我国水泥回转窑的过渡带冷端主要采用硅莫砖，分解带主要采用抗剥落高铝砖，窑尾预热器主要采用耐碱砖。

硅莫砖采用优质特级高铝矾土和碳化硅为主要原料制成，也掺加刚玉、莫来石、红柱石、氧化铝微粉等特种耐火原料。但是，按现有标准，硅莫砖的氧化铝含量必须大于60%，过高的氧化铝含量增大了耐火材料的导热性。导热性过高，增大了窑衬的散热，不利于节能减排。

抗剥落高铝砖采用优质特级高铝矾土和锆英石为主要原料制成，但有时也采用蓝晶石、红柱石、硅线石等代替锆英石制成。按现有标准，硅莫砖的氧化铝含量必须大于70%，过高的氧化铝含量也不利于耐火材料的导热性。此外，锆为一种稀有元素。我国的锆英石不能自给，需要大量进口。几十年来，锆英石的价格大幅攀升，从1000元/吨以下，猛涨至10000元/吨以上。

耐碱砖采用高硅粘土熟料、高硅耐火粘土和具有良好结合性的软质耐火粘土制成。按现有标准，耐碱砖的氧化铝含量为25-30%。如果氧化铝含量大于35%，铝硅质耐火材料的耐碱性将受到损害。为提高耐碱性，要求耐碱砖含有较多的K₂O和Na₂O，以快速形成R₂O-Al₂O₃玻璃相，这就损害了耐火材料的耐高温性。

从资源的角度来讲，我国铝矾土的储量占世界第5位，但消耗为世界第1位。由于长期掠夺式开采和大量出口，铝矾土资源遭到严重破坏，耐火材料矾土熟料，特别是优质特级矾土的供应十分紧张，价格不断攀升。

综上所述，硅莫砖、抗剥落砖、耐碱砖的性能上有种种不足，成分上氧化铝含量或大于60%，或小于30%，没有氧化铝含量30%-60%之间的耐火材料。另外，特级矾土和锆英石又日益短缺。所以，需要填补成分空白、发展资源替代技术，开发一系列氧化铝含量位于30-60%之间的铝硅质耐火材料。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种氧化铝含量位于30-60%之间的烧结铝硅质耐火材料。所述耐火材料为一种氧化铝含量为30-60%的低铝硅莫砖，其采用中铝莫来石、低铝莫来石、三、四级高铝矾土或焦宝石、碳化硅、矾土微粉、软泥或硅灰和有机助剂配制而成。材料的氧化铝含量为30-60%，具有良好的耐高温、抗侵蚀、耐热震、耐磨损、低导热性能，可用于水泥回转窑的分解带、窑尾和三次风管温度较高的部位，替代了现有的抗剥落高铝砖和耐碱砖，提高了耐火材料耐高温性、抗碱蚀性和抗热震性，延长了耐火材料的寿命，增加了水泥企业的经济效益。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明所述烧结铝硅质耐火材料，包括骨料、粉料和外加剂，其具体组成如下所述：

所述骨料包括莫来石、矾土和焦宝石中的一种或者至少两种的混合物和碳化硅。意指，所述骨料可以包括莫来石、矾土和焦宝石中的任意一种或者任意两种的混合物或者三种的混合物。所述混合物例如莫来石和矾土的混合物，莫来石和焦宝石的混合物，矾土和焦宝石的混合物，莫来石、矾土和焦宝石的混合物。

所述粉料包括软泥；外加剂包括有机结合剂。

具有上述组成的耐火材料的氧化铝含量为30~60wt%，例如32wt%、34wt%、36wt%、38wt%、40wt%、42wt%、44wt%、46wt%、48wt%、50wt%、52wt%、54wt%、56wt%、58wt%、59wt%，优选35~60wt%，进一步优选40~60wt%。