[发明专利]一种水泥窑用单晶相莫来石砖及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水泥窑用单晶相莫来石砖及其制备方法。主要包括以下原料：单晶相莫石均质料70‑90％，蓝晶石粉5‑27％，活性ρ‑Al₂O₃粉3‑7％；外加占上述原料总重量3‑6％的糊精溶液为结合剂。本发明创新性的将单晶莫来石与蓝晶石细粉及活性ρ‑Al₂O₃相结合，制备得到单晶相莫来石。该单晶相莫来石无刚玉相和石英相的存在，其铝含量接近焦宝石的铝含量，但是结构更加致密，并且无石英相存在，具有耐火度高、膨胀系数低、耐磨损、抗热震稳定性优良，在水泥窑中使用，能够大大延长水泥窑的使用寿命。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域。具体涉及一种水泥窑用单晶相莫来石砖及其制备方法。

背景技术

水泥窑作为处理工业、生活垃圾、废弃物等的设备。随着垃圾及废弃物等的快速增加，对水泥窑的使用性能及寿命也提出了越来越高的要求。据统计，在2010年前水泥窑预热带和安全带以使用抗剥落高铝砖和耐碱砖为主，抗剥落高铝砖和高强耐碱砖理化指标很差，特别是气孔率高，耐高温性能、耐磨、及抗侵蚀性能较差，很难满足协同处置水泥窑的生产需要。2010年之后则主要使用硅莫砖系列产品。目前水泥窑预热带及安全带使用的硅莫砖由于碳化硅的引入，有效改善了材料的耐磨性和抗侵蚀性能，延长了其使用寿命(可以达到3-5年)，但是硅莫砖导热系数大，筒体温度偏高，在协同处置水泥窑内硫碱比高的情况下会造成筒体的腐蚀，严重时会产生开裂，在一定程度上大幅度减少了筒体的使用寿命，同时给生产安全带来很大的风险，因此，硅莫砖在使用过程中也存在较大的不足。

目前，市场上的硅莫砖、抗剥落高铝砖和高强耐碱砖主要是以不同铝含量的铝矾土熟料、焦宝石、碳化硅等主要原料生产制备而成。由于铝矾土熟料中以刚玉相为主要晶相，刚玉相抗碱侵蚀性能及抗热震稳定性较差；焦宝石以莫来石和石英相为主要晶相，石英相的相变问题会导致产品产生裂纹缺陷，导致材料的耐磨、耐高温性能较差；矾土熟料及焦宝石的物相结构使得现用的硅莫砖、抗剥落高铝砖及耐碱砖在水泥窑特别是协同处置水泥窑中使用时寿命大大降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种水泥窑用单晶相莫来石砖及其制备方法。本发明创新性的将单晶莫来石与蓝晶石细粉及活性ρ-Al₂O₃相结合，制备得到单晶相莫来石。该单晶相莫来石无刚玉相和石英相的存在，其铝含量接近焦宝石的铝含量，但是结构更加致密，并且无石英相存在，具有耐火度高、膨胀系数低、耐磨损、抗热震稳定性优良，在水泥窑中使用，能够大大延长水泥窑的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的

一种水泥窑用单晶相莫来石砖，主要由以下质量百分含量的原料制备而成：单晶相莫石均质料70-90％，蓝晶石粉5-27％，活性ρ-Al₂O₃粉3-7％；外加占上述原料总重量3-6％的糊精溶液为结合剂。

进一步地，所述单晶相莫来石均质料中Al₂O₃的质量百分比为40～45％，其体积密度为＞2.35g/cm³。

进一步地，所述单晶相莫来石均质料的粒径d₁分布及用量比如下：3mm≤d₁＜5mm、1mm≤d₁＜3mm、0.074mm≤d₁＜1mm和0mm＜d₁＜0.074mm的质量百分比为4-8％：35-45％：20-25％：23-41％。

进一步地，所述蓝晶石粉中Al₂O₃的质量含量＞55％；所述蓝晶石粉的粒径＜0.030mm。

进一步地，所述的活性ρ-Al₂O₃粉中Al₂O₃的质量含量＞85％。