[发明专利]一种5000T水泥窑用耐磨抗侵蚀抗结皮浇注料

说明书

技术领域

本发明涉及一种不定形耐火材料。该材料主要由镁铝尖晶石、碳化硅、碳化铬、碳化锆、氧化铝微粉、硅灰、铝酸钙水泥和化学外加剂组成，具有良好成型性质、较快的脱模速度、满意的高温性能、极好的化学稳定性，适合于用作新型干法水泥窑，特别水泥短流程、预烧成的新一代新型干法水泥窑悬浮系统的抗结皮耐火材料，以及回转窑窑尾用耐火浇注料。

背景技术

1970年代，出现水泥预分解生产技术。该技术将水泥生料的脱水、预热过程和大部分解移至窑尾，在悬浮状完成废气一生料的传热，并在分解炉加上一把火实现85—95％CaCO₃的分解。因传热效率增加，预分解水泥窑显著提高了产量。因比散热面积减少，又显著降低了热耗。此后，预分解窑被广泛采用，成为水泥工业的主流窑型。

但是，水泥预分解工艺也有很大缺点。其一：窑内仍然存在长度很长而换热效率很差的分解带。其二：易于产生结皮、堵塞。为进一步挖掘水泥窑的增产节能潜力，(中国发明专利200710147564.8)申请人已提出了一种短流程、预烧成工艺，其要点是将生料在窑尾悬浮系统预烧至1200℃左右再送入回转窑内。这样，虽然提高了热效率，但大为增加了结皮、堵塞的几率。所以，需要研制高性能的抗结皮耐火材料。

最早，预分解窑窑尾系统使用耐碱砖和耐碱浇注料(半硅质或高硅粘土质材料)。1990年代，出现了含SiC的铝硅质耐火材料，这种材料依靠SiC氧化产生一层高粘度的物质，封堵耐火材料表面的气孔，阻隔R₂O、RO、O₂等物质的侵入，减少窑料黏附，降低侵蚀速率，从而取得了一定的抗结皮效果。

水泥预分解窑过渡带大量使用镁铝尖晶石质耐火材料。但是，回转窑后部通常使用特种高铝质耐火材料、悬浮系统通常使用耐碱粘土质或含碳化硅的铝硅质耐火材料。为此，本文特别开发了一种适用于水泥新型干法窑窑尾的镁铝尖晶石不定形耐火材料。

发明内容

本发明的目的在于研制一种5000T水泥窑用耐磨抗侵蚀抗结皮浇注料，使其具有抗SO₂、R₂O和RO侵蚀的性能，不易黏附窑料和发生结皮，具有良好成型性质、较快脱模速度、满意的高温性能，该材料能够改善现有Al₂O₃-SiO₂-SiC材料的高温抗结皮性能，有力支持短流程、预烧成水泥新型煅烧生产工艺的发展。

水泥窑过渡带使用的镁铝尖晶石砖是以方镁石为主要晶相的方镁石一镁铝尖晶石复合材料。镁铝尖晶石属于碱性耐火材料，对水泥窑料较铝硅质材料呈现较好的化学稳定性。但是，方镁石一镁铝尖晶石材料大量含有游离氧化镁。当窑料RO₂／SO₃<l时，砖中游离氧化镁可能和窑气中的SO₂作用，使耐火材料损害。同理，富氧化铝的镁铝尖晶石材料也不适用于窑尾。当RO₂/SO₃>1时，游离氧化铝可能和窑气中的R₂O作用，膨胀性地形成RA₁₁、RA₆甚至RA，耐火材料随之剥落。

本发明提出水泥窑用耐磨抗侵蚀抗结皮浇注料，主要由化学计量的镁铝尖晶石原料制作。这一原料可以是高纯镁铝尖晶石，也可以是矾土基镁铝尖晶石，包括烧结和电熔镁铝尖晶石、再加现代浇注料技术：采用镁铝尖晶石、碳化硅、碳化铬、碳化锆、硅灰、铝酸钙水泥和化学外加剂，获得具有良好成型性质、较快脱模速度、满意高温性能、良好耐磨抗侵蚀抗结皮，极好化学稳定性能的耐火浇注料。本发明的浇注料配比为：

所述镁铝尖晶石系以电熔或烧结方式生产、MgO／Al₂O₃摩尔≈1的高纯或矾土基的镁铝尖晶石市售原料的单独或任意复合，其中高纯镁铝尖晶石的主要成分为Al₂O₃=67—73％，MgO=26—32％，矾土基镁铝尖晶石的主要化学成分为Al₂O₃=55—60％，MgO=30—40％．SiO₂≤3％。

所述碳化硅指SiC含量≥95％；所述碳化铬含量≥95％；所述碳化锆含量≥95％；所述硅灰含量为≥95％。

所述铝酸钙水泥指以CA为主要矿物成分的纯铝酸钙水泥，也可以是以CA为主要矿物成分的高铝水泥。

所述反絮凝剂指不定形耐火材料常用的添加剂三聚磷酸钠。