[发明专利]一种低导热耐火材料、低导热耐火砖及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种低导热耐火材料、低导热耐火砖及其制备方法和应用，属于耐火材料技术领域。本发明所述低导热耐火材料的制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质尖晶石颗粒、煅烧尖晶石微粉与结合剂。以所述低导热耐火材料为原料制备的低导热耐火砖，高温性能稳定，耐碱金属、挥发盐类等的侵蚀，适用于水泥回转窑或石灰回转窑的苛刻环境；同时，所述低导热耐火砖避免了镁铬砖的Cr⁶⁺公害污染问题，且具有高强度、低导热、耐磨损及抗高温负荷等特点，可达到水泥回转窑或石灰回转窑使用的高温强度、机械柔性的要求，还可以有效降低回转窑的自重及筒体温度，降低了能源及设备消耗，并提高了回转窑用砖的使用寿命。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种低导热耐火材料、低导热耐火砖及其制备方法和应用。

背景技术

镁铬砖作为耐火砖广泛应用于水泥回转窑或石灰回转窑这类高温窑炉中，但镁铬砖使用后其中部分铬会从Cr³⁺转变为剧毒和致癌的Cr⁶⁺，破坏环境且会影响人们的健康。因此，无铬化耐火制品的开发研制是耐火材料的发展方向。

近年来，国内外进行了大量镁铬砖替代材料的研究，目前逐步推广使用的有镁铝尖晶石砖及镁铁尖晶石砖，正逐步替代镁铬砖在回转窑烧成带及过渡带使用。但这些产品相对镁铬砖的导热系数大，导致回转窑外筒体温度相对镁铬砖内衬的温度高。烧成带尚有窑皮保护，筒体温度相对较低，而过渡带没有稳定的窑皮保护，回转窑运行过程中筒体温度过高，容易使筒体变形，造成安全隐患；同时热量损失过多也造成能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低导热耐火材料、低导热耐火砖及其制备方法和应用，以本发明提供的低导热耐火材料为原料制备的低导热耐火砖，具有高强度、低导热以及抗高温负荷的特点，可达到水泥回转窑或石灰回转窑使用的高温强度、机械柔性的要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种低导热耐火材料，制备原料包括镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质尖晶石颗粒、煅烧尖晶石微粉与结合剂；所述镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质尖晶石颗粒与煅烧尖晶石微粉的质量比为(40～55)∶(20～30)∶(10～20)∶(5～15)∶(0.5～8)，所述结合剂的质量为镁砂颗粒、镁砂细粉、镁铝尖晶石颗粒、轻质尖晶石颗粒与煅烧尖晶石微粉总质量的2～4％；

所述镁砂细粉的粒度0.063mm，所述镁砂颗粒的粒度为0.063～5mm。

优选地，所述镁砂颗粒和镁砂细粉独立地包括烧结镁砂和/或电熔镁砂，所述镁砂颗粒和镁砂细粉中MgO的质量含量独立的＞97％。

优选地，所述镁铝尖晶石颗粒的粒度为0.063～3mm。

优选地，所述镁铝尖晶石颗粒包括烧结尖晶石和/或电熔尖晶石，所述镁铝尖晶石颗粒中MgO和Al₂O₃的质量含量之和＞98％。

优选地，所述轻质尖晶石颗粒的粒度≤3mm，密度≤2.6g/cm³，显气孔率≥25％；所述轻质尖晶石颗粒中MgO和Al₂O₃的质量含量之和＞97％。

优选地，所述轻质尖晶石颗粒的制备方法包括以下步骤：

将氧化铝、菱镁矿、造孔剂、结合剂和水研磨混合，得到混合泥料；

将所述混合泥料依次进行脱水和烧结，得到轻质尖晶石颗粒。

优选地，所述煅烧尖晶石微粉的粒度0.01mm；所述煅烧尖晶石微粉的制备方法包括以下步骤：

将氧化铝和氧化镁混合后依次进行煅烧和冷却，得到煅烧尖晶石微粉；所述冷却的速率为100～200℃/h。