[发明专利]一种新型镁锆质材料复合砖

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体地说，涉及到一种新型镁锆质材料复合砖。

背景技术

随着水泥生产新技术的不断出现，水泥生产主机设备向大型化方向发展，增加产量、提高质量、节能降耗、降低成本成为生产管理中增加效益的关键。现有的耐火砖和隔热砖大都为单一材质，使用时需将各种性能的砖配合使用，若在相对固定不动的设备上，如隧道窑、倒焰窑，配合使用都能满足要求，但在一些相对运动的设备上，如回转窑，配合使用就很难满足要求。一些厂家和研究单位对此进行了研究和攻关，并推出了一些重质材料和轻质材料相结合的复合砖，但由于轻质部分结构强度过低，无法满足使用要求，而且重质部分和轻质部分因材质问题容易发生反应，从而影响到产品性能和使用效果，因此没有大范围推广，还是以重质砖为主。

以海螺集团10000t/d的回转窑为例，前过渡带使用尖晶石砖、烧成带使用镁铬砖，由于前过渡带尖晶石砖和烧成带镁铬砖的导热系数大(≥2.7W/m·K)，使得窑筒体外壁温度较高(大约在380℃左右，高温时能达420℃)，这样一方面会使窑筒体散热增加，从而加大熟料热耗，引起熟料单位成本增加；另一方面极易使筒体受热膨胀，致使窑中部托轮瓦温度升高，尤其是在使用后期或夏季给设备的正常运行带来较大隐患。筒体过热增加了机械设备的损坏几率、加速了筒体变形，而筒体变形又加速了内衬的机械破坏，其结果是掉砖、停窑，影响水泥回转窑的运转率。

综上所述，目前水泥生产行业急需一种具有耐火、隔热双重功能的复合砖，以使回转窑过渡带和烧成带部位的筒体温度降低，减少散热损失，改善设备维护，提高设备运转率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有耐磨性好、耐火度高、结构强度大及保温隔热性能好的新型镁锆质材料复合砖，实现复合砖的耐火隔热一体功能，提高回转窑节能效果。

本发明采用的技术方案是：一种新型镁锆质材料复合砖，包括以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2～6∶3～2；

其中：所述重质工作层包含至少占总重量94-97％的MgO，占总重量6～3％的ZrO2，体积密度3.1-3.3g/cm3；

在氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层中，其技术指标和含量比例如下：Al2O3的质量百分含量＞95％，粒径为0.1～2mm，自然堆积密度0.3～0.6g/cm3；各个组分的质量百分含量为：氧化铝空心球45～75％；α-Al2O3微粉45～50％；外加结合剂为α-Al2O3微粉质量百分含量的10～15％；对应密度为0.3～1.0g/cm3。

同时还提供一种新型镁锆质材料复合砖的制备方法，以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2～6∶3～2；具体步骤如下：

(1)重质工作层以镁锆质材料为原料：按重量百分比94-97％的MgO、重量百分比6～3％的ZrO2加入预混机中搅拌10-30分钟直至混合均匀，对应密度为3.1-3.3g/cm3；

(2)以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，其技术指标和含量比例如下：Al2O3的质量百分含量＞95％，粒径为0.1～2mm，自然堆积密度0.3～0.6g/cm3；各个组分的质量百分含量为：氧化铝空心球45～75％；α-Al2O3微粉45～50％；外加结合剂为α-Al2O3微粉质量百分含量的10～15％；对应密度为0.3～1.0g/cm3；

(3)液压成型：在步骤(1)和步骤(2)获得原料分别加入结合剂，分别充分搅拌10-20分钟压制成型出料，结合剂在成型后会挥发；其中：重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2～6∶3～2；

(4)烘干：在70-140℃下干燥24-48h；

(5)烧成：在1700-1760℃下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温3-5h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明为不降低材料使用寿命的情况下，产品具有节约能耗，降低材料消耗和减少回转窑耐火材料用量的作用，能够有效延长设备使用寿命。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：

本实施例的新型镁锆质材料复合砖，包括以镁锆质材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为2～3∶3。

其中：