[发明专利]方镁石-镁铁铁铝尖晶石/镁橄榄石复合砖

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种方镁石-镁铁铁铝尖晶石/镁橄榄石复合砖。

背景技术

水泥生产工业是著名的耗能大户，也是排放二氧化碳的大户。目前，我国正计划发展第二代新型干法水泥生产技术，将熟料生产工艺热耗从700～750kcal/kg降低到650kcal/kg，即降低热耗50～100kcal/kg。在水泥生产工艺中，表面散热导致的热耗约占总生产工艺热耗的10％，为70kcal/kg；而且在表面散热热耗中窑体散热导致的热耗约占50％，窑尾预热器、分解炉约占35％，三次风管、冷却机约占15％。因此，如果能降低水泥生产工艺中的表面散热导致的热耗，就能为水泥工业的节能减排做出很大的贡献。降低表面散热热耗的首要任务就是降低水泥回转窑窑体散热，尤其是降低水泥窑烧成带、过渡带的散热损失。

目前，水泥窑烧成带使用的耐火砖主要是方镁石-镁铁/铁铝尖晶石砖(简称镁铁砖)，其导热系数约为3.0W/mk；过渡带还有少量使用方镁石-镁铝尖晶石砖(简称镁铝砖)，其导热系数约为3.5W/mk；从导热系数来看，不管是镁铁砖还是镁铝砖，导热系数均比较高，实际使用过程中节能效果不显著。申请号为201210183879.9，名称为“镁铁尖晶石隔热复合砖”的专利公开了一种镁铁尖晶石隔热复合砖，该复合砖主要用高纯镁砂/电熔镁砂及合成镁铁铝尖晶石作为耐火层的主料，用橄榄石作为隔热层主料；但是镁砂是一种高导热的物质，工作层(耐火层)采用高纯镁砂/电熔镁砂作原料，将极大增加材料的导热性，抵消隔热层带来的节能效果，同时隔热层的主要原料——橄榄石属于重质橄榄石，其导热系数也比较高，仅仅通过在基质中加入一些造孔剂(锯末/聚轻球)并不能有效降低材料的导热系数，因此，该复合砖隔热效果差，用于具有窑皮的水泥回转窑烧成带节能效果不显著，而且使用寿命短，未能得到推广应用。因此，需要开发一种具有更好性能可以用于水泥回转窑高温带的复合砖。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种方镁石-镁铁铁铝尖晶石/镁橄榄石复合砖，该复合砖的工作层耐侵蚀能力强、热震稳定性好、易于粘挂窑皮、导热系数低，隔热层具有良好的高温体积稳定性、较高的机械强度和较低的导热系数，因此，该复合砖可以用于水泥回转窑高温带，而且使用寿命长，能显著降低窑体散热损失，具有很好的节能减排效果。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种方镁石-镁铁铁铝尖晶石/镁橄榄石复合砖，由工作层和隔热层复合而成，所述工作层的原料组成为：粒度为3-5mm的镁铁砂10～20wt％、粒度为1-3mm的镁铁砂15～25wt％、粒度为1-2mm的铁铝尖晶石砂5～15wt％、粒度为0.088-1mm的镁铁砂5～15wt％、粒度为0.088-1mm的铁铝尖晶石砂5～15wt％、粒度＜0.088mm的镁铁砂细粉20～35wt％和粒度＜0.020mm的电熔镁砂微粉5～10wt％，外加占所述工作层原料总重0.03～0.1wt％的减水剂和4～6wt％的结合剂；所述隔热层的原料组成为：粒度为3-5mm的中重质合成镁橄榄石砂10～20wt％、粒度为1-3mm的中重质合成镁橄榄石砂18～28wt％、粒度为1-2mm的中轻质合成镁橄榄石砂10～20wt％、粒度为0.088-1mm的中重质合成镁橄榄石砂4～15wt％、粒度为0.088-0.5mm的菱镁石颗粒4～10wt％、粒度＜0.088mm的由中质合成镁橄榄石砂研磨得到的细粉17～20wt％、粒度＜0.088mm的镁砂细粉4～10wt％和稻壳灰3～7wt％，外加占所述隔热层原料总重0～2wt％粒度＜1mm的聚苯乙烯球和5～10wt％的结合剂。

根据上述的方镁石-镁铁铁铝尖晶石/镁橄榄石复合砖，所述中重质合成镁橄榄石砂或中轻质合成镁橄榄石砂是一种具有高强度、低导热系数(0.8～1.2W/mk)、高温下体积稳定的中质镁橄榄石耐火材料，其中，所述中重质合成镁橄榄石砂的体积密度A₁为2.3≤A₁≤2.6g/cm³；所述中轻质合成镁橄榄石砂的体积密度A₂为1.8≤A₂＜2.3g/cm³；所述中质合成镁橄榄石砂为中重质合成镁橄榄石砂、中轻质合成镁橄榄石砂其中之一或两者的混合物，其体积密度A为1.8≤A≤2.6g/cm³。

根据上述的方镁石-镁铁铁铝尖晶石/镁橄榄石复合砖，所述中重质合成镁橄榄石砂或中轻质合成镁橄榄石砂的制备方法为：