[发明专利]一种水泥窑烧成带用镁锰铁铝复合尖晶石耐火材料及其制备方法

说明书

本发明属于水泥窑用耐火制品技术领域，涉及一种耐火砖，特别涉及一种水泥窑烧成带用镁锰铁铝复合尖晶石耐火材料及其制备方法。按重量百分比计，该耐火材料的原料组成为：镁砂颗粒60～65%，镁砂细粉30～35%，锰铁铝复合尖晶石粉5～25%，结合剂3～5%。制备方法如下：按重量百分比称量以下各组分原料，将各种原料加入混料机中进行混练20～30分钟，根据制品的形状及单重选择在不同吨位的压力机上成型，成型的坯体在110℃下干燥24 h，进行1550℃～1650℃×8 h烧成，自然冷却。本发明生产的水泥窑烧成带用镁锰铁铝复合尖晶石耐火材料有着优异的挂窑皮性和抗热震性，这种耐火材料生产和使用过程对气氛要求不严格，容易控制。

技术领域

本发明属于水泥窑用耐火制品技术领域，涉及一种耐火砖，特别涉及一种水泥窑烧成带用镁锰铁铝复合尖晶石耐火材料及其制备方法。

背景技术

传统的水泥窑烧成带用碱性材料镁铬砖，其具有抗剥落性、抗冲刷性和抗碱性水泥熟料的化学侵蚀性能。镁铬砖中Cr³⁺在水泥窑环境中转换成Cr⁶⁺，Cr⁶⁺对人体有害，残余衬砖弃置后水溶性Cr⁶⁺进入水资源，污染环境。因此，在水泥窑中取代镁铬砖是必然的。水泥窑烧成带用无铬碱性耐火材料经历了镁铝尖晶石、镁铁尖晶石到镁铁铝尖晶石的发展过程，铁铝尖晶石可与水泥物料反应生成C₄AF，形成稳定的窑皮，提高镁铁铝尖晶石砖的使用寿命。但铁铝尖晶石中的铁有Fe²⁺、Fe³⁺两种价态，在镁铁铝尖晶石砖的生产和使用中，由于气氛的变化造成其价态转变，造成较大的体积变化，从而产生内应力，损坏耐火材料内部结构，降低高温强度，影响使用寿命。由于Mn离子价态较Fe离子更稳定，其在生成和使用中对气氛不敏感，且MnO的熔点高于FeO，锰铝尖晶石挂窑皮的稳定性更好，窑皮不易脱落。锰铝尖晶石具有低的热膨胀系数，抗热震性较好，且锰铝尖晶石的合成条件较易控制。将锰铁铝复合尖晶石加入到镁砂中，制备镁锰铁铝复合尖晶石耐火材料用于水泥窑烧成带，其具有较好的挂窑皮性和抗热震性，可延长烧成带的使用寿命。

发明内容

1、本发明所要解决的技术问题是：针对目前水泥窑烧成带用镁铁铝尖晶石耐火材料中铁的价态变化造成体积不稳定，产生内应力，损坏耐火砖内部结构，降低高温强度，影响耐火材料使用寿命。本技术提供一种水泥窑烧成带用镁锰铁铝复合尖晶石耐火材料制备方法。通过加入锰铁铝复合尖晶石，铁离子与水泥物料发生反应生成C₄AF，这是一种稳定的窑皮，且锰铝尖晶石挂窑皮稳定性更好，窑皮不易脱落。这种耐火材料生产和使用过程对气氛要求不严格，容易控制。Mn²⁺的价态更稳定，在使用中不会因价态的变化产生内应力，损坏耐火砖内部结构。由于锰铁铝复合尖晶石的热膨胀系数和周围氧化镁不一致，造成高温下不匹配效应，在砖体内形成微裂纹，增加了砖体的弹性和柔性，提高抗机械应力及碱硫侵蚀的能力和热震稳定性，延长使用寿命。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种水泥窑烧成带用镁锰铁铝复合尖晶石耐火材料，按重量百分比计，该耐火材料的原料组成为：镁砂颗粒60～65%，镁砂细粉30～35%，铁锰铝复合尖晶石5～25%，结合剂3～5%。

上面所述的水泥窑烧成带用镁锰铁铝复合尖晶石耐火材料的制备方法，其具体步骤如下：

A、按重量百分比称量以下各组分原料：镁砂颗粒60～65%，镁砂细粉30～35%，锰铁铝复合尖晶石5～25%，结合剂3～5%；

B、将各种原料加入混料机中进行混练20～30分钟，根据制品的形状及单重选择在不同吨位的压力机上成型；

C、成型的坯体在110 ℃下干燥24 h，进行1550 ℃～1650 ℃×8 h烧成，自然冷却。