[发明专利]一种低导热镁铝尖晶石砖的制备方法

说明书

一种低导热镁铝尖晶石砖的制备方法，其特征在于：低导热镁铝尖晶石砖由耐火层和隔热层组成，在1550~1750℃烧制而成。本发明制备的低导热镁铝尖晶石砖的耐火层为高纯镁铝尖晶石，具有的良好抗侵蚀、抗冲刷、抗热震、抗机械应力的高温力学性能，隔热层为镁铁复合橄榄石，不但具有优异的高温性能，同时具有低的导热系数，由于镁橄榄石和铁橄榄石的复合，使得隔热层与耐火层的热膨胀系数实现了平缓过渡，结合强度高，也实现了高导热性向低导热性平缓过渡，降低热耗。

技术领域

本发明涉及一种回转窑用耐火材料，属于耐火材料制备技术领域。该材料由高纯镁铝尖晶石材料耐火层和镁铁复合橄榄石材料隔热层组成，具有优良的高温抗冲刷、抗侵蚀、及较低的导热系数等使用性能，适用于水泥回转窑、石灰回转窑及各种高温窑炉，以获得使用寿命长、节能降耗的效果。

背景技术

回转窑是水泥、石灰等生产过程的主要设备之一。

以水泥生产为例：

20世纪水泥工业有两次重大的技术突破，第一次是回转窑在世纪初得到全面推广，第二次是预分解技术的出现，大大提高了水泥窑的热效率和单机生产能力，促进了水泥工业向大型化、现代化的发展，相应也大大促进了与水泥工业相配套的耐火材料的发展。上世纪初至50年代是以粘土、高铝质耐火材料来满足以湿法窑为主的传统回转窑的生产和发展，50年代以后，在对上述材料的性能进一步完善和提高的基础上，陆续出现了镁质耐火材料来适应悬浮预热、预分解窑技术的发展，并随预分解窑技术进展而不断改进。

目前，我国水泥回转窑用耐火材料的配置情况见附图1。

我国水泥回转窑用耐火材料的配置（按照预热带到烧成带顺序）基本为：抗剥落高铝砖/硅莫砖、镁铝尖晶石砖/硅莫红砖、镁铁铝尖晶石砖/镁铁尖晶石、镁铝尖晶石砖/硅莫红砖等。

在过渡带常用镁铝尖晶石砖或硅莫红砖砌筑，但是由于砌筑镁铝尖晶石砖的筒体温度较高，因此，我国回转窑在过渡带也常使用硅莫砖。相对于镁铝尖晶石砖，硅莫砖的导热率有所降低。

关于回转窑用耐火材料的导热率，我国企业所列指标以及国内文献的相关数据都欠严密，很多只是标出导热率数据，并未标注温度限定。为此，淄博市鲁中耐火材料有限公司委托国家建筑材料研究院将目前回转窑上应用的抗剥落高铝砖、硅莫砖以及镁铝尖晶石分别测试了350℃、700℃的导热系数，其指标如表1：

表1 回转窑用的一些材料的导热系数

从表1看出，镁铝尖晶石砖和硅莫砖的导热系数还是比较高的，尽管相对于镁铝尖晶石砖，硅莫砖的导热系数已经大幅度降低。而耐火材料导热系数偏高，窑筒体散热损失大，这是导致水泥熟料热耗偏高的因素之一。

水泥窑过渡带是水泥回转窑中耐火材料使用条件最为苛刻的段带。该段带温度变化频繁，火焰时进时出，窑皮时挂时掉，窑衬材料常处于无窑皮保护状态，直接暴露在高温辐射和热气流冲刷之下。因此该段带窑衬材料既承受着熟料和碱化合物等造成的化学侵蚀、温度变化造成的热应力导致材料的热震剥落、物料的冲刷磨损和机械震动的机械应力。因此过渡带用低导热耐火材料必须首先具有良好的抗侵蚀性、抗冲刷、抗热震、抗机械应力等高温性能，在此基础上应具有尽可能低的导热系数。

目前在国外回转窑过渡带使用的主流材料基本上都是镁铝尖晶石砖，像RHI公司的ANKRAL-RE等。尽管这些材料的性能非常适合于过渡带的使用工况，但是其导热系数却是非常高，500℃的导热系数达到4.3w/m.k。这也是制约镁铝尖晶石砖应用的非常重要的一个因素。为降低筒体温度，我国在过渡带较多使用硅莫砖或硅莫红砖，其指标如表2（引自文献）。尽管硅莫砖的筒体温度较低，但是其性能却很难适应过渡带的工况。

表2 硅莫砖与硅莫红砖理化指标