[发明专利]一种新型镁锆质材料复合砖的制备方法

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 砖的制备方法。

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以及新型镁锆质材料复合砖的制备方法，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