專利名稱：回轉窯用中密度硅莫磚及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種中密度硅莫磚及其制備方法，屬于耐火材料技術領域。
背景技術：
隨著水泥生產新技術的不斷出現，水泥生產主機設備向大型化方向發展，增加產量、提高質量、節能降耗、降低成本成為生產管理中增加效益的關鍵。現有的耐火磚和隔熱磚大都為單一結構，使用時需將各種性能的磚配合使用，若在相對固定不動的設備上，如隧道窯、倒焰窯，配合使用都能滿足要求；但在一些相對運動的設備上，如回轉窯，配合使用就很難滿足要求。一些廠家和研究單位對此進行了研究和攻關，并推出了一些重質和輕質相結合的復合磚，但由于輕質工作層結構強度過低，無法滿足使用要求而沒有大范圍推廣，還是以重質磚為主。以目前已有的回轉窯為例，前過渡帶使用尖晶石磚、燒成帶使用鎂鉻磚， 由于尖晶石磚和燒成帶使用的鎂鉻磚的導熱系數大O 2. 7W/mK)，使得窯筒體外壁溫度較高(大約在380°C左右，高溫時能達420°C )。筒體外壁溫度較高，一方面使窯筒體散熱增加， 從而加大熟料熱耗，引起熟料單位成本增加；另一方面極易使筒體受熱膨脹，致使窯中部托輪瓦溫度升高，尤其是在使用后期或夏季給設備的正常運行帶來較大隱患。筒體過熱增加了機械設備的損壞幾率、加速了筒體變形，而筒體變形又加速了內襯的機械破壞，其結果是掉磚、停窯，影響水泥回轉窯的運轉率。因此若能在該部位使用耐火、隔熱雙重功能的復合磚不僅使過渡帶部位的筒體溫度降低，減少散熱損失，而且也有利于設備維護，提高設備運轉率。使用重質輕質層狀復合磚雖然能夠明顯降低散熱損失，但重質層和輕質層之間的結合強度和性能匹配性一直是難以解決的問題，本發明通過在高密度硅莫磚中引入輕質骨料來降低產品密度，則能夠避免此問題產生，同時能夠達到同樣的節能效果。發明內容
本發明的目的是提供一種回轉窯用中密度硅莫磚，所制備的中密度硅莫磚具有導熱數低，抗熱震性能好，重量輕等優點。本發明還公開了該回轉窯用中密度硅莫磚的制備方法。
本發明所采用的技術方案是回轉窯用中密度硅莫磚，其組分包括顆粒料、粉料、 結合劑以及輕質骨料。
所述回轉窯用中密度硅莫磚的密度為1.8 2. 3g/cm3。
所述輕質骨料為剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、剛玉莫來石空心球、輕質陶粒、輕質莫來石骨料中的至少一種。
所述輕質骨料的粒度規格為CTlmm、CT3mm、Cr5mm中的至少一種。
所述顆粒料包括有3 8mm的高招帆土、O 3mm的高招帆土、O Imm的碳化娃。
所述粉料包括有不大于180目的紅柱石粉、粘土、不大于180目的高鋁礬土、不大于180目的碳化娃。
所述結合劑為工業木質磺`酸鹽溶液、甲基纖維素溶液、黃糊精熔液中的一種。
所述中密度硅莫磚的原料組分中，按重量份計，包括有3 8_的高鋁礬土 25 30 份、O 3mm的高招帆土 10 20份、不大于180目的高招帆土 11 15份、O Imm的碳化娃 3飛份、不大于180目的碳化硅6 12份、不大于180目的紅柱石粉4 10份、粘土 4飛份、輕質骨料10 30份、外加結合劑4 8份。
本發明的回轉窯用中密度硅莫磚具有的優點是導熱系數低、抗熱震性能好、重量輕。本發明的回轉窯用中密度硅莫磚在常用的高密度硅莫磚組分中增加輕質骨料降低了產品密度。同時，由于輕質骨料的導熱系數較低，則使該回轉窯用中密度硅莫磚具有較低的導熱系數。而輕質骨料能夠和其他組分較好的結合，從而該回轉窯用中密度硅莫磚的抗熱震性能較好。經測試，該回轉窯用中密度硅莫磚的密度為1.8 2.38/(^3、3501導熱系數不大于O. 7W/m. k均低于高密度硅莫磚的平均密度和導熱系數。而該回轉窯用中密度硅莫磚的不低于60MPa，能夠滿足實際使用的需要。即該回轉窯用中密度硅莫磚使用過程中能夠降低散熱損失，減少能源和設備動力消耗，起到改善工作環境和節能減排的作用。
該回轉窯用中密度硅莫磚的制備方法，依次包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，機壓成型；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經80 150°C烘干后，裝窯于145(Tl550°C保溫 4 8h形成成品。
所述步驟B中機壓成型時輕質骨料的破損率不大于15%。。
該方法較好的保證了該回轉窯用中密度硅莫磚的質量參數，且生產工藝參數、方法、設備均無特別要求，易于實現。
具體實施方式
以下所述僅為本發明的較佳實施例，并不因此而限定本發明的保護范圍。
以下實施例中輕質骨料為剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、 鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、剛玉莫來石空心球、輕質陶粒、輕質莫來石骨料中的至少一種。顆粒料包括有3 8_的高招帆土、O 3_的高招帆土、O 1_的碳化娃。粉料包括有不大于180目的紅柱石粉、粘土、不大于180目的高鋁礬土、不大于180目的碳化硅。結合劑為工業木質磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液、黃糊精熔液中的一種。通過添加輕質骨料及機壓成型使該回轉窯用中密度硅莫磚的密度為1. 8^2. 3g/cm3。
實施例1本實施例中采用的原料及重量份為3 8mm高鋁礬土 30份，O 3mm高鋁礬土 10份，不大于180目高鋁礬土 15份，O Imm碳化硅5份，不大于180目碳化硅6份，不大于180目紅柱石粉10份，粘土 4份，(T5mm剛玉空心球20份，外加結合劑工業木質磺酸鹽溶液4份。 制備方法包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻 料加入模具中，在震動壓機上震動成型為坯體，震動壓力為30噸，產品密度為2. 2g/cm3,空心球破碎率15% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經150°C烘干后，裝窯于1500° C保溫6h形成成品回轉窯用中密度硅莫磚。
本實施例中剛玉空心球的粒度也可以是0 lmm、0 3mm中的一種,或粒度為0 lmm、 (T3mm、(T5mm中的至少2種的任意組合。
實施例2本實施例中采用的原料及重量份為3 8mm高鋁礬土 25份，O 3mm高鋁礬土 20份， 不大于180目高招帆土 11份,O Imm碳化娃3份,不大于180目碳化娃12份,不大于180 目紅柱石粉4份，粘土 6份，(T3mm氧化鋁空心球5份，(Tlmm鋁鈦空心球5份，(Tlmm鎂鋁空心球9份，外加結合劑甲基纖維素溶液8份。制備方法包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，采用300噸壓機沖壓成型，控制行程，保持產品尺寸固定，產品達到密度為2. 2g/cm3，輕質骨料破碎率為12% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經80°C烘干后，裝窯于1450° C保溫8h形成成品回轉窯用中密度硅莫磚。
實施例3本實施例中采用的原料及重量份為3 8mm高鋁礬土 30份，O 3mm高鋁礬土 20份，不大于180目高鋁礬土 13份，O Imm碳化硅4份，不大于180目碳化硅10份，不大于180目紅柱石粉8份，粘土 5份，(T3mm鉻剛玉空心球5份，(T3mm鋯剛玉空心球5份，外加結合劑黃糊精熔液5份。
制備方法包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入尺寸固定的模具中，在震動壓機上震動成型為坯體，震動壓力為30噸，產品密度為2. 3g/cm3，輕質骨料破碎率為8% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經150°C烘干后，裝窯于1500° C保溫4h形成成品回轉窯用中密度硅莫磚。
實施例4本實施例中采用的原料及重量份為3 8mm高鋁礬土 25份，O 3mm高鋁礬土 20份， 不大于180目高招帆土 11份,O Imm碳化娃3份,不大于180目碳化娃12份,不大于180 目紅柱石粉10份，粘土 6份,O 5mm剛玉莫來石空心球5份,O 3mm輕質陶粒5份,O Imm輕質莫來石骨料3份，外加結合劑甲基纖維素溶液7份。制備方法包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻，再按比例加入粉料攪拌均勻； B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，采用150噸壓機油壓成型，控制行程，保持產品尺寸固定，產品密度為2. O g/cm3，輕質骨料破碎率為11% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經80°C烘干后，裝窯于1500° C保溫8h形成成品回轉窯用中密度硅莫磚。
實施例5本實施例中采用的原料及重量份為3 8_高鋁礬土 27份，O 3_高鋁礬土 15份，不大于180目高招帆土 14份,O Imm碳化娃3份,不大于180目碳化娃8份,不大于180 目紅柱石粉6份,粘土 4份,0^5mm剛玉莫來石空心球5份,0^3mm輕質陶粒5份,O^lmm輕質莫來石骨料20份，外加結合劑甲基纖維素溶液8份。制備方法包括以下步驟A、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，采用150噸壓機油壓成型，控制行程，保持產品尺寸固定，產品密度為1. 8 g/cm3，輕質骨料破碎率為6% ；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經110°C烘干后，裝窯于1550° C保溫4h形成成品回轉窯用中密度硅莫磚。
實施例6與實施例1的區別僅在于:剛玉空心球以鋁鈦空心球代替。
實施例7與實施例1的區別僅在于:剛玉空心球以鎂鈦空心球代替。
實施例8與實施例1的區別僅在于:剛玉空心球以鉻剛玉空心球代替。
實施例9與實施例1的區別僅在于:剛玉空心球以鋯剛玉空心球代替。
實施例10與實施例1的區別僅在于:剛玉空心球以剛玉莫來石空心球代替。
實施例11與實施例1的區別僅在于:剛玉空心球以輕質陶粒代替。
實施例12 與實施例1的區別僅在于:剛玉空心球以輕質莫來石骨料代替。
實施例13與實施例1的區別僅在于:剛玉空心球以剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、剛玉莫來石空心球、輕質陶粒、輕質莫來石骨料中的至少二種代替，且他們的粒度采取(Γ _、(Γ3_、(Γ5_中的任意一種或多種。
取以上實施例所得成品進行常規實驗分析，各成品的性能參數和高密度硅莫磚的參數對比見下表本發明中所制備的回轉窯用中密度硅莫磚與常用的高密度硅莫磚的性能對比表。
權利要求
1.回轉窯用中密度硅莫磚，其組分包括顆粒料、粉料、結合劑以及輕質骨料。
2.根據權利要求1所述的回轉窯用中密度硅莫磚，其特征在于所述回轉窯用中密度娃莫磚的密度為1. 8 2. 3g/cm3 O
3.根據權利要求2所述的回轉窯用中密度硅莫磚，其特征在于所述輕質骨料為剛玉空心球、氧化鋁空心球、鋁鈦空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、剛玉莫來石空心球、輕質陶粒、輕質莫來石骨料中的至少一種。
4.根據權利要求3所述的回轉窯用中密度硅莫磚，其特征在于所述輕質骨料的粒度規格為O 1mm、O 3mm、O 5mm中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的回轉窯用中密度硅莫磚，其特征在于所述顆粒料包括有 3 8mm的高招帆土、O 3mm的高招帆土、O Imm的碳化娃。
6.根據權利要求5所述的回轉窯用中密度硅莫磚，其特征在于所述粉料包括有不大于180目的紅柱石粉、粘土、不大于180目的高鋁礬土、不大于180目的碳化硅。
7.根據權利要求6所述的回轉窯用中密度硅莫磚，其特征在于所述結合劑為工業木質磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液、黃糊精熔液中的一種。
8.根據權利要求7所述的回轉窯用中密度硅莫磚，其特征在于所述中密度硅莫磚的原料組分中，按重量份計，包括有3 8mm的高鋁礬土 25 30份、O 3mm的高鋁礬土 1(Γ20 份、不大于180目的高招帆土 11 15份、O Imm的碳化娃3^5份、不大于180目的碳化娃 6 12份、不大于180目的紅柱石粉4 10份、粘土 4飛份、輕質骨料10 30份、外加結合劑4 8份。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的中密度硅莫磚的制備方法，依次包括以下步驟Α、配料將顆粒料和輕質骨料與結合劑按比例混合均勻，再按比例加入粉料攪拌均勻；B、成型將步驟A形成的均勻料加入模具中，機壓成型；C、干燥及燒成將步驟B形成的坯體經80 150°C烘干后，裝窯于145(Tl550°C保溫 4 8h形成成品。
10.根據權利要求9所述的回轉窯用中密度硅莫磚的制備方法，其特征在于所述步驟 B中機壓成型時輕質骨料的破損率不大于15%。
全文摘要
本發明公開了一種回轉窯用中密度硅莫磚及其制備方法，通過在硅莫磚中引入輕質骨料降低產品密度，所采用的原料及重量份為3～8mm高鋁礬土25～30份，0～3mm高鋁礬土10～20份，不大于180目高鋁礬土11～15份，0～1mm碳化硅3～5份，不大于180目碳化硅6～12份，不大于180目紅柱石粉4～10份，粘土4～6份，輕質骨料10～30份，外加結合劑4～8份。制備過程經過拌料、成型、干燥及燒成等工藝。本發明所制備的中密度硅莫磚與高密度硅莫磚相比，具有導熱系數低，重量輕等優點，使用過程中能夠降低散熱損失，減少能源和設備動力消耗，起到改善工作環境和節能減排的作用。
文檔編號C04B35/66GK103058685SQ20131002912
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者王家邦 申請人:蘇州羅卡節能科技有限公司