專利名稱：：一種石灰豎窯用內襯材料及生產方法
技術領域：
：本發明涉及煉鋼用石灰的生產領域，特別是一套生產石灰用豎窯的內襯工作層材料及生產方法。技術背景目前，在煉鋼生產中的造渣劑主要是石灰，生產石灰的設備主要是豎窯。豎窯窯體一般分為三層砌筑，窯的最里層為工作層、然后是永久層和隔熱層。豎窯工作層材料的選擇和砌筑非常重要，因為工作層的操作條件惡劣，承受著高溫的作用及強烈的化學侵蝕作用，還有機械磨損、溫度的波動及物料的沖擊等多方面的作用。豎窯的工作過程是這樣的，石灰從窯頂加入，窯底排出，燃料燃燒所需空氣由窯底部送入，燃燒產物由窯頂排出。石灰在豎窯內需要經過三帶，即預熱帶、煅燒帶和冷卻帶。預熱帶在窯的上部，溫度為60080(TC，其作用是使由煅燒區升上來的廢氣與新投入的石灰石和炭材相遇，進行熱交換，對將進入煅燒帶的石灰石及炭材進行預熱，因為石灰石的分解溫度為812t,所以大家把預熱帶與煅燒帶溫度分界點定為850°C。煅燒帶是在窯的中部，溫度為10501200°C，是窯內進行化學反應的主要區域，也是全窯溫度集中的地方，中心溫度可達120(TC，邊緣區域的最低溫度為815"C;由冷卻帶升上來的空氣在此處起助燃作用，冷卻帶溫度為550750。C。由上述豎窯的工作過程而知，在同一豎窯由于各段帶工作層所承受的溫度、化學侵蝕、機械磨損、溫度變化及石灰的撞擊作用等相差甚遠，所以各段工作層的損毀原因不同。在煅燒帶石灰借助于燃料燃燒所放出的熱量進行煅燒，在該區域爐襯主要受高溫作用，及在高溫下爐塵的強烈的化學侵蝕和熱沖擊。在冷卻帶己煅燒好的石灰與鼓入的冷風進行熱交換，石灰被冷卻，而空氣被加熱后進入煅燒帶作助燃空氣。冷卻帶工作層主要是石灰塊的撞擊、摩擦；爐塵上升時的沖刷和熱沖擊，或是受到氣體的化學侵蝕。所以，現有技術中工作層多采用粘土磚和高鋁磚綜合砌筑，即預熱帶和冷卻帶使用粘土磚，煅燒帶使用高鋁磚。因為粘土磚和高鋁磚均為燒成耐火材料，在生產過程中會消耗重油、焦爐煤氣、混合煤氣或電等能源，同時由于燃料的燃燒和制品內部的反應而產生溫室氣體會造成污染。從節能減排、環保方面考慮，根據不燒鎂鋁磚其具有良好的熱震穩定性、抗沖刷、抗侵蝕、不粘渣、拆砌容易、修補方便等特點，目前在煉鋼等
技術領域：
，已有采用不燒鎂鋁磚應用于各種鋼包內襯、鋼包澆注用滑板磚等
技術領域：
；不燒磷酸結合高鋁磚因其具有足夠的熱震穩定性和耐高溫性能、機械強度和磨擦抵抗性、耐堿侵蝕性強、具有適宜掛窯皮的荷重軟化溫度，使用壽命長,而用于水泥回轉窯內襯。由于豎窯生產石灰的特點與煉鋼
技術領域：
不同，石灰豎窯在使用過程中爐溫最高僅為1200°C，而且豎窯生產石灰時溫度波動性較大、還有機械磨損、及物料的沖擊，導致豎窯工作層粘土磚和高鋁磚在使用過程中會出現熱震穩定性差、抗渣性較低的問題，所以上述煉鋼
技術領域：
用的不燒鎂鋁磚和水泥回轉窯用不燒磷酸結合高鋁磚還不能在豎窯中應用。
發明內容本發明公開一種石灰豎窯用內襯材料及生產方法，既解決了上述石灰豎窯內襯工作層采用燒制粘土磚和燒制高鋁磚綜合砌筑所存在的問題，同時解決了現有不燒鎂鋁磚、不燒磷酸結合高鋁磚無法在石灰豎窯中應用的問題。本發明根據豎窯工作層各段帶的特點，采用不燒鋁鎂磚和不燒磷酸結合高鋁磚進行綜合砌筑，預熱帶和冷卻帶工作層使用不燒鋁鎂磚，煅燒帶工作層使用不燒磷酸結合高鋁磚。其中，不燒磷酸結合高鋁磚由骨料和細粉組成，外加磷酸二氫鋁溶液做結合劑，骨料部分采用I級高鋁礬土或特級高鋁礬土之一或兩者顆粒的混合料而成，細粉部分采用I級高鋁礬土或特級高鋁礬土與軟質粘土共磨而成，其配比為骨料65%75%，細粉25%35%，外加磷酸二氫鋁溶液占總量的5%7%，磷酸二氫鋁溶液的比重為1.5~1.65kg/cm3;不燒鋁鎂磚以I級高鋁礬土顆粒為骨料，以I級高鋁礬土或特級高鋁礬土、一級燒結鎂砂共磨到粒度為《0.088mm的細粉，外加水玻璃和水做結合劑，制品的配比為骨料60%70%，細粉22%30%，鎂砂粉8%12%，外加水玻璃占總量的9%11%，水玻璃比重1.5~1.55kg/cm3，模數2.0~2.2，外加水占總量的2%5%。不燒磷酸結合高鋁磚骨料采用I級高鋁礬土或特級高鋁磯土之一或其中兩者顆粒的混合料而成；細粉部分采用I級高鋁磯土或特級高鋁礬土與軟質粘土共磨而成；不燒磷酸結合高鋁磚在1000120(TC的使用過程中，會發生晶型的轉換，其間產生的體積變化使得窯體的整體性加強；而且磷酸結合高鋁磚有非常良好的熱震穩定性，經1000與水冷循環50次以后，檢驗耐壓強度仍不低于18MPa。不燒鋁鎂磚基質中的A1203和MgO是在使用過程中，在適當溫度下形成鎂鋁尖晶石。反應的結果，導致5%左右的體積膨脹，在一定程度上抵消了高鋁礬土的殘余收縮，緩解了熱應力。這有利于制品熱震穩定性的提高，可獲得良好的耐剝落性，能提高抗渣侵蝕能力。本發明的制造方法為，將所用顆粒料和細粉分別按上述比例配備，細粉原料在預混器中預混制成混合粉備用，采用高速混練機混練，加料順序顆粒料—混合25分鐘—結合劑—混合3~10分鐘—細粉—混合1545分鐘，出料；不燒磷酸結合高鋁磚和不燒鋁鎂磚均可采用摩擦壓力機成型，自然干燥24h或經4060'C干燥8h后，進入干燥窯，干燥窯可采用電加熱、混合煤氣、焦爐煤氣或重油加熱；制品在隔焰下，于250300°C經1624h烘烤而成。上述物料，不燒磷酸結合高鋁磚選用I級高鋁礬土顆粒(50.1mm)、特級高鋁礬土顆粒(5~0.1mm)、特級高鋁礬土粉(<0.088mm)、軟質粘土粉(<0.088mm);不燒鋁鎂磚選用I級高鋁礬土顆粒(5~0.1mm)、I級高鋁礬土粉(<0.088mm)、特級高鋁礬土粉(<0.088mm)、一級燒結鎂砂粉(<0.088mm);本發明在使用過程中，豎窯內襯耐火材料采用錯縫法砌筑，磚縫為L52mm。本發明的綜合理化指標為<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由于本發明采用不燒鋁鎂磚和不燒磷酸結合高鋁磚進行綜合砌筑，減少了粘土磚和高鋁磚在生產過程中重油、焦爐煤氣、混合煤氣或電等能源的消耗；同時消除了由于燃料的燃燒和制品內部的反應而產生溫室氣體會造成污染。預熱帶和冷卻帶工作層使用不燒鋁鎂磚，煅燒帶工作層使用不燒磷酸結合高鋁磚，其工作層使用的不燒磷酸結合高鋁磚在豎窯最高使用溫度120(TC條件下，具有良好的熱震穩定性、抗渣性較強和節能環保、工藝簡便的優點。由于使用不燒鋁鎂磚和不燒磷酸結合高鋁磚進行綜合砌筑，可以比用燒成粘土磚和高鋁磚砌筑時預留的磚縫小很多，而使得窯體內襯的整體性更強。本發明石灰豎窯內襯工作層砌筑方案的材料成本與傳統內襯材料相差不多，卻能節省傳統燒成耐火材料的燒成費用，簡化了制造工序，經濟效益可觀，市場前景看好。附圖為本發明應用于石灰豎窯時的結構示意圖。具體實施方式如圖所示，本發明采用不燒磷酸結合高鋁磚和不燒鎂鋁磚綜合砌筑，預熱帶1和冷卻帶3工作層使用不燒鋁鎂磚，煅燒帶2工作層使用不燒磷酸結合高鋁磚。其中，不燒磷酸結合高鋁磚由不燒磷酸結合高鋁磚骨料和細粉組成，外加磷酸二氫鋁溶液做結合劑，其配比為骨料65%74%，細粉24%35%，外加磷酸二氫鋁溶液占總量的5%7%;磷酸二氫鋁溶液的比重為1.5~1.65kg/cm3;骨料部分采用I級高鋁礬土或特級高鋁礬土之一或兩者顆粒的混合料而成，細粉部分采用I級高鋁礬土或特級高鋁礬土與軟質粘土共磨而成。不燒鋁鎂磚以I級高鋁礬土顆粒為骨料，以I級高鋁礬土或特級高鋁砜土、一級燒結鎂砂共磨作為細粉，外加水玻璃和水做結合劑，制品的配比為骨料60%70°/。，細粉22%30%，鎂砂粉8%12°/。，外加水玻璃占總量的9%11%，水玻璃比重1.5~1.55kg/cm3，模數2.0-2.2，外加水占總量的2%5%。不燒磷酸結合高鋁磚骨料采用I級高鋁礬土或特級高鋁礬土之一或兩者顆粒的混合料而成；細粉部分采用I級高鋁礬土或特級高鋁礬土與軟質粘土共磨而成；下面介紹本發明的幾個具體實施例原料及成品檢驗指標見表表1配比及成品檢驗指標<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>將所用顆粒料和細粉分別按上述比例配備。所有細粉先在筒磨機預混器中預混制成混合粉備用。采用高速混練機混練，加料順序顆粒料—混合2~5分鐘—結合劑—混合3~10分鐘—細粉—混合15~45分鐘，出料。上述不燒磷酸結合高鋁磚和不燒鋁鎂磚均可采用摩擦壓力機成型，自然干燥24h或經4060'C干燥8h后，進入干燥窯，干燥窯可采用電加熱、混合煤氣、焦爐煤氣或重油加熱；制品在隔焰下，于25030(TC經1624h烘烤而成。為了保證的生產中坯料成型及成品強度，上述物料，不燒磷酸結合高鋁磚選用I級高鋁砜土顆粒(50.1mm)、特級高鋁磯土顆粒(50.1mm)、特級高鋁礬土粉(<0.088mm)、軟質粘土粉(<O細mm);不燒鋁鎂磚選用I級高鋁砜土顆粒(5~0.1mm)、I級高鋁磯土粉(<0.088mm)、特級高鋁礬土粉(<0.088mm)、一級燒結鎂砂粉(<0.088mm)。權利要求1、一種石灰豎窯用內襯材料，其特征在于，石灰豎窯內預熱帶和冷卻帶工作層采用不燒鋁鎂磚砌筑，煅燒帶工作層采用不燒磷酸結合高鋁磚砌筑。2、根據權利要求1所述的一種石灰豎窯用內襯材料，其特征在于用于煅燒帶工作層的不燒磷酸結合高鋁磚由骨料和細粉組成，外加磷酸二氫鋁溶液做結合劑，其配比為骨料65%74%，細粉24%35%，外加磷酸二氫鋁溶液占總量的5%7%;磷酸二氫鋁溶液的比重為1.5~1.65kg/cm3。3、根據權利要求1所述的一種石灰豎窯用內襯材料，其特征在于預熱帶和冷卻帶工作層的不燒鋁鎂磚以I級高鋁磯土顆粒為骨料及細粉組成，外加水玻璃溶液和水做結合劑，其配比為骨料60%70%，細粉22%30%，鎂砂粉8%12%，外加水玻璃占總量的9°/。11%，外加水占總量的2%5%，水玻璃比重1.5~1.55kg/cm3，模數2.0~2.2。4、根據權利要求2所述的一種石灰豎窯用內襯材料，其特征在于，不燒磷酸結合高鋁磚骨料采用I級高鋁礬土或特級高鋁砜土之一或兩者顆粒的混合料而成；細粉部分采用I級高鋁礬土或特級高鋁磯土與軟質粘土共磨而成，其細粉部分配比為I級高鋁礬土或特級高鋁磯土占細粉量的70%~90%，軟質粘土占細粉量的10%~30%。5、根據權利要求3所述的一種石灰豎窯用內襯材料，其特征在于，不燒鋁鎂磚的細粉部分采用I級高鋁礬土或特級高鋁砜土與一級燒結鎂砂組成。6、根據權利要求1或2所述的一種石灰豎窯用內襯材料，其特征在于，不燒磷酸結合高鋁磚選用I級高鋁礬土顆粒為5~0.1mm、特級高鋁礬土顆粒為5~0.1mm、特級高鋁礬土粉〈0.088mm、軟質粘土粉<0.088mm。7、根據權利要求1或3所述的一種石灰豎窯用內襯材料，其特征在于，不燒鋁鎂磚選用I級高鋁礬土顆粒為5~0.1mm、I級高鋁礬土粉〈0.088mm、特級高鋁礬土粉〈0.088mm、一級燒結鎂砂粉<0.088mm。8、一種如權利要求1所述的一種石灰豎窯用內襯材料的制造方法，其特征在于，將所用顆粒料和細粉分別按上述比例配備，細粉原料在預混器中預混制成混合粉備用，采用高速混練機混練，加料順序:顆粒料—混合2~5分鐘—結合劑—混合3~10分鐘—細粉—混合1545分鐘，出料；不燒磷酸結合高鋁磚和不燒鋁鎂磚成型，自然干燥24h或經4060。C干燥8h后，進入干燥窯，干燥窯采用電加熱、混合煤氣、焦爐煤氣或重油加熱；制品在隔焰下，于250300'C經1624h烘烤而成。全文摘要本發明公開一種石灰豎窯用內襯材料及生產方法，包括不燒鋁鎂磚和不燒磷酸結合高鋁磚，根據豎窯工作層各段帶的特點，采用不燒鋁鎂磚和不燒磷酸結合高鋁磚進行綜合砌筑，預熱帶和冷卻帶工作層使用不燒鋁鎂磚，煅燒帶工作層使用不燒磷酸結合高鋁磚。其工作層使用的不燒磷酸結合高鋁磚在豎窯最高使用溫度1200℃條件下，具有良好的熱震穩定性、抗渣性較強和節能環保、制作工藝簡便的優點。由于使用不燒鋁鎂磚和不燒磷酸結合高鋁磚進行綜合砌筑，可以比用傳統燒成粘土磚和燒成高鋁磚砌筑時材料成本與內襯材料相差不多，卻能節省傳統燒成耐火材料的燒成費用，簡化了制造工序，經濟效益可觀，市場前景看好。文檔編號C04B35/66GK101597170SQ20081001172公開日2009年12月9日申請日期2008年6月5日優先權日2008年6月5日發明者柳長青申請人:鞍鋼集團耐火材料公司