[发明专利]一种水泥窑分解带及过渡带冷端用改性高铝砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种水泥窑分解带及过渡带冷端用改性高铝砖及其制备方法。

背景技术

我国拥有丰富的矾土矿资源，居世界前列。采用高铝矾土制备的耐火材料制品早已在水泥窑上得到应用。然而新干法水泥窑用碱富集作用明显，普通高铝砖由于铝含量较高，耐碱性往往达不到要求，而且其抗热震性能也存在不足。

目前普遍使用的硅莫砖往往大量采用一级乃至特级高铝矾土作为原料，并且加入质量比10-25％的SiC。SiC的加入可以改善制品的耐碱性能和抗热震性能，但其缺点也很明显。高掺量的SiC不仅价格昂贵，且提高了制品的烧结温度，进而造成了烧成过程中SiC烧损多；另外SiC的加入提高了材料的热导率，虽然提高了制品的抗热震性，但是较高的热导率在水泥实际生产中会造成更多的热散失。这些缺点显然与我国资源综合利用以及低碳环保的方针相冲突。

发明内容

本发明的目的在于研究一种水泥窑分解带及过渡带冷端用改性高铝砖及其制备方法，采用低品位矾土作为主要原料制成，具有合理的耐碱性和抗热震性，生产成本较低。本发明采用价格相对低廉的三级矾土作为主要原料，掺加少量一级矾土，并加入红柱石细粉和碳化硅细粉进行改性，采用磷酸盐结合的方式制砖。相对较低的铝含量及酌情加入的SiC使得制品的耐碱性得到提升。红柱石细粉和SiC的加入可以改善制品的抗热震性能以及高温性能，而磷酸盐结合的方式进一步改善了制品的强度和抗热震性能。同时，由于磷酸的加入和制品中铝含量的降低，其烧结温度也相对降低，SiC的烧损减少，从而降低了生产成本。较低的SiC掺量使得制品的导热系数[≤1.2W/(m·K)]，低于目前普遍使用的硅莫砖[≤2.0W/(m·K)]的导热系数，在使用过程中起到更好的节能保温效果。

通过以上技术手段，使得制品的性能可以满足水泥窑分解带、过渡带冷端的使用要求的同时，综合利用了低品位原料资源，并减少了生产能耗，提高了保温性能，符合我国资源综合利用和低碳环保的方针。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

采用如下的原料重量配比，

外加占上述原料总重3-7％的结合剂。结合剂为纸浆废液、磷酸水溶液、磷酸二氢铝水溶液中的一种或几种配合而成。所述结合剂纸浆废液、磷酸水溶液、磷酸二氢铝水溶液的体积(或重量)配比为1-2∶0-1∶0-1。所采用的纸浆废液的比重为1.2-1.5g/cm³；所述磷酸水溶液的比重为1.2-1.4g/cm³，折合磷酸浓度40％-60％；所述磷酸二氢铝的P/Al摩尔比为3-4，比重1.3-1.5。混合后结合剂的比重为1.3-1.6g/cm³。

本发明的制备工艺为：上述材料按照比例进行混碾，先加入颗粒料，再加入细粉，最后加入结合剂。混碾完毕后困料16-24h，压制成成型后入干燥窑干燥，干燥温度120-140℃，干燥时间＞24h。后送入以天然气为燃料高温隧道窑煅烧保温6-8h制成，烧成温度1300-1400℃。

水泥窑分解带、过渡带冷端用改性高铝砖的化学组成为：Al₂O₃ 55-60％；SiO₂≥35％，SiC0-6％，其余为杂质。

具体实施方式

实施例1

水泥窑分解带、过渡带冷端用改性高铝砖，以重量百分比计，包括如下制备原料：

外加占上述原料总重5％的磷酸(比重1.4g/cm³)作为结合剂。

上述材料按照比例进行混碾，先加入颗粒料，再加入细粉，最后加入结合剂。混碾完毕后困料4h，压制成成型后入干燥窑干燥，干燥温度120℃，干燥时间24h。后送入以天然气为燃料高温隧道窑煅烧保温6h，烧成温度1300℃。即制得制品，制品导热系数1.0W/(m·K)。

实施例2

水泥窑分解带、过渡带冷端用改性高铝砖，以重量百分比计，包括如下制备原料：

粒度5-3mm的三级矾土颗粒         35％

粒度3-1mm的三级矾土颗粒         15％ 。