[发明专利]一种复合耐磨、抗热震浇注料

说明书

技术领域

本发明为一种采用刚玉、红柱石、莫来石和碳化硅复合制得的耐火浇注料，具有良好的 耐磨损、抗热震、耐侵蚀、耐高温、低导热和体积稳定性，适合用于水泥行业的回转窑窑口、 喷煤嘴，电力行业循环流化床等苛刻部位作为耐火材料使用。

背景技术

大型新型干法水泥窑中火焰温度高达2000℃，熟料煅烧温度超过1450℃，入窑二次风温 接近1200℃。新型干法窑的转速为3-4r.p.m，远远高于传统窑的1-2r.p.m。此外，新型干 法窑具有复杂的收尘系统，吸附有挥发性物质的窑内粉尘很难逸出窑外。所以，新型干法窑 内碱等挥发性组分含量很高，耐火材料受到强烈的侵蚀。

水泥回转窑的出料口简称窑口。此处，高达1400～1300℃的熟料泄出窑体，二次风进入 窑体。窑口材料经受冷热变化速率为4次/min；窑口旋转的线速度可达75M/min。因此，窑 口耐火材料受到更为苛刻的高温、热震、冲刷和磨损作用。

新型干法水泥窑插入窑内的煤粉燃烧器的烧咀简称为喷煤咀。目前，煤粉燃烧器已由单 风道发展到三～四风道，烧两种以上燃料的还具有五条风道。由于燃烧器强烈的混合作用， 煤粉喷出烧咀后与助燃空气充分混合、迅速燃烧。因此，烧咀受强烈的高温、热震，以及二 次风携带粉尘的侵蚀和冲刷的作用。

最早，新型干法窑采用高铝质低水泥浇注料，刚玉质低水泥浇注料或高强度刚玉质耐火 浇注料作窑口、喷煤咀的衬料，使用寿命不高。以5000t/d回转窑为例，预热器、分解炉、 三次风管、篦冷机的耐火材料寿命均可达到10个月甚至一年以上，而窑口寿命一般为6～8 个月，喷煤管寿命只有3～4个月。每次停窑更换窑口需要5天左右，少产水泥超过3万T， 价值近千万元。所以，需要开发一种适用于窑口。喷煤咀的新型耐火材料。

经过多年努力，各耐火材料厂家先后开发了刚玉-莫来石、刚玉-红柱石、刚玉-碳化 硅、莫来石-碳化硅、红柱石-碳化硅等低水泥浇注料，延长了水泥窑窑口、喷煤咀的寿命。 但是，这些材料的寿命仍然不能满足客户的要求。特别，在一些使用条件苛刻的窑炉，衬料 同时受到高温、侵蚀、热震、冲刷等的作用，将喷煤咀的使用寿命延长到1年简直是不可想 象的。

发明内容

本发明的目的在于：研究一种复合耐磨、抗热震浇注料，使其具有良好的耐磨损、抗热 震、耐侵蚀、耐高温、低导热和体积稳定性，适合用于水泥行业的回转窑窑口、喷煤咀，以 及电力行业循环流化床等苛刻部位作为耐火材料使用。

本发明认为，不能采用一种耐火原料制造出性能符合要求的耐火浇注料：

●刚玉具有良好的耐高温、耐磨损性能。但是，刚玉的抗热震性和耐碱蚀性能不佳。所 以，不能主要使用刚玉制造出性能完全符合要求的材料。

●碳化硅具有良好的抗热震、耐磨损性能。但是，碳化硅容易氧化，导热系数又高。所 以，不能主要使用碳化硅制造出性能完全符合要求的材料。

●红柱石的转化温度低，转化产生膨胀小，具有适量的微膨胀性能，转化产生的莫来石 相和高硅氧玻璃相有利于提高抗热震性。但是，红柱石的耐磨性不佳，抗碱侵蚀性能 欠佳。所以，不能主要使用红柱石制造出性能完全符合要求的材料。

●莫来石具有良好的耐高温、抗热震性能。但是，莫来石不具有微膨胀性能，耐磨性不 佳，抗碱性能欠佳。所以，也不能主要使用莫来石制造出性能完全符合使用要求的材 料。

本发明发现，现有浇注料都是二元复合耐火浇注料，如刚玉-莫来石、刚玉-红柱石、 刚玉-碳化硅、莫来石-碳化硅、红柱石-碳化硅浇注料。但是，在刚玉-莫来石(红柱石) -碳化硅系中，不可能仅仅使用两种原料配制出性能完全符合要求的产品，获得满意的使用 效果，见表1：

表1  原料性能比较表