[发明专利]一种水泥窑窑口用红外辐射浇注料及其制备方法

说明书

本发明属于耐火材料技术领域，涉及一种水泥窑窑口用红外辐射浇注料及其制备方法。本发明以60~70份矾土骨料、5~10份碳化硅细粉、8~12份特级矾土细粉、4~12份板状刚玉细粉、1~3份α‑Al₂O₃微粉、1~10份氧化铝‑六铝酸镧复合细粉、4~8份铝酸钙水泥为原料，外加减水剂和水，搅拌，成型，脱模，烘烤，制得水泥窑窑口用红外辐射浇注料。氧化铝‑六铝酸镧复合细粉制备：4~12份板状刚玉细粉、1~3份α‑Al₂O₃微粉、0.6~3份氧化镧和0.8~4份铝酸镧混合，球磨，加水，造粒，烘干，1550～1650℃煅烧，破碎，球磨，得氧化铝‑六铝酸镧复合细粉。本发明制备的浇注料热震稳定性及抗侵蚀性能优异，热辐射效率高，成本低，工艺简便，在大幅提高窑口耐火材料使用寿命的同时降低热损失，应用前景良好。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种水泥窑窑口用红外辐射浇注料及其制备方法。

背景技术

我国作为世界上水泥产量最大的国家，水泥产量占据全球水泥产量的50wt%以上，并伴随着大量化石能源的消耗。我国水泥行业能耗极高，其主要原因是窑体表面热损失大。近年来，为了提高能源的利用效率，水泥工业领域开始采用轻量化耐火材料或复合结构耐火材料替代现有致密耐火制品，以达到隔热保温的效果。然而，上述材料在实际应用过程中也存在着强度低、耐磨性能差、结构完整性不足等缺陷，严重威胁着水泥窑窑衬耐火材料的服役寿命。目前，我国水泥窑窑口区域的窑衬耐火材料以莫来石碳化硅浇注料为主，然而窑口区域服役环境非常苛刻，是整个水泥窑热损耗及热震损毁为严重的区域之一。为解决上述问题，迫切需要开发出一种热震稳定性优异且节能的窑口用浇注料，满足目前水泥生产的需要。

红外辐射材料是指能吸收热辐射而发射大量红外线的材料。这种材料在高温下辐射能力较强，因此在窑炉节能、航空航天设备与部件热管理、燃烧器热效率提高等方面具有广泛的应用。目前，利用红外辐射材料自身的特殊结构与其高发射率特性，同时实现耐火材料热学与力学特性的改善优化，仍处于空缺状态。

CN103305040A公开了一种复合红外辐射涂料及其制备方法和一种红外辐射涂层，所述红外辐射涂料是将具有稳定尖晶石结构的复合红外粉料、刚玉粉、气相法白炭黑和水玻璃于氟硅酸盐促凝剂进行混合制得。将其涂覆于锅炉炉衬耐火材料和水冷壁管热交换器表面，能有效提高锅炉的热效率。这种含复合结构的耐火材料在服役过程中也会出现红外辐射涂层的剥落，并且水泥窑在服役过程中与煤粉、水泥生料磨损剧烈，容易导致涂层结构出现机械剥落而失效。

CN201610637867.7公开了一种莫来石碳化硅复相耐火材料及其制备方法，所述的莫来石碳化硅复相耐火材料是以莫来石轻质骨料替代传统的致密矾土骨料，然后与其余原料混炼，困料，压制成型，干燥，烧成，最终制得莫来石碳化硅复相耐火材料。轻量骨料气孔率的提高降低了耐火材料整体的导热系数，但同时也降低了其整体强度。

CN204478826U公开了一种低导热复合硅莫砖及其制备方法，所述低导热硅莫砖是将致密硅莫砖与磷酸盐砖进行复合结构设计，尽管这种结构降低了材料整体的导热系数，但两种耐火材料的连接处存在界面效应，热膨胀系数不匹配，大大降低了材料整体的强度，在服役过程中容易产生热剥落。

CN201710632929.X公开了一种轻量化刚玉-莫来石浇注料及其制备方法，所述的轻量化刚玉-莫来石浇注料以纳米孔径的多孔刚玉-莫来石陶瓷为骨料，已达到整体轻量化的效果，但是纳米孔的陶瓷颗粒制备过程复杂，成本高，并且气孔率并未出现明显提升，对于浇注料整体导热性能的影响较为有限。

针对现有莫来石碳化硅耐火材料普遍存在着强度低、结构完整性差、易剥落等缺陷，因此如何在提高能源利用率的前提下，保证窑口莫来石碳化硅耐火材料的服役性能，成为了亟待解决的问题。

发明内容