專利名稱：高鋁鎂鋁尖晶石磚及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料及其生產(chǎn)方法，特別適用于生產(chǎn)水泥窯用高鋁鎂鋁尖晶石磚及其生產(chǎn)方法。
目前國內(nèi)90%以上的水泥窯前后兩個過渡帶內(nèi)襯是磷酸結(jié)合高鋁磚(磷酸磚)，或是磷酸鋁結(jié)合高鋁磚(耐磨磚)，這兩種磚的消耗量占窯襯耐火材料總耗量的45%。磷酸磚和耐磨磚雖然具有優(yōu)良的耐急耐冷急熱性和常溫耐壓強度，但它的低溫處理工藝掩蓋著生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的層裂、鐵質(zhì)太雜、原材料質(zhì)量下降等隱患，使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯壽命隨之波動。磷酸價格爆漲以后，這種低溫處理工藝為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供的相當(dāng)寬的安全界限，已使它的原料使用處于混亂狀態(tài)，水泥窯內(nèi)襯壽命出現(xiàn)下降趨勢。
本發(fā)明的目的是用高鋁鎂鋁尖晶石磚代替磷酸磚和耐磨磚，以扭轉(zhuǎn)水泥窯前后兩個過渡帶唯磷酸磚和耐磨磚所用的單一品種的局面，這種新型耐火材料的制造方法簡單，成本低，價格便宜。該磚可低溫?zé)?，其保溫性能好，常溫強度和荷重軟化開始溫度等指標(biāo)優(yōu)于磷酸磚和耐磨磚。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該高鋁鎂鋁尖晶石磚的組分由占配料總量95～99%的含Al2O3≥80%、體積密度≥2.8g/cm3的高鋁磯土熟料，和占配料總量5～1%的含MgO≥91%的一級制磚鎂砂，在1280～1350℃的溫度下燒成。其生產(chǎn)方法是用上述加工成7～3mm(或6～2.5mm)，小于3mm(或小于2.5mm)兩種粒度的高鋁礬土熟料作為骨料，將部分高鋁礬土熟料和鎂砂共同粉磨成，小于0.088mm，且篩下量大于95%的配料細(xì)粉，細(xì)粉中鎂砂比例為3～15%。混料時先將顆粒狀高鋁礬土熟料加入濕碾，用比重為1.15～1.20g/cm3紙漿做結(jié)合劑，加入量為配料總重的3～4%，濕混1～1.5分鐘，倒入混合細(xì)粉，碾壓8～10分鐘，然后機壓成型，半成品在50～80℃下干燥，至殘余水分小于1%時入窯，在1280～1350℃溫度下保溫6～8小時燒成。
由于本發(fā)明采用上述新穎的配料形式和1280～1350℃燒成的新工藝，使本發(fā)明制品不僅具有穩(wěn)定的優(yōu)于磷酸磚的很高的強度，而且具有很高的氣孔率和大量的封閉型微氣孔，這是富于制品保溫性能和在使用中具有較強的抗裂紋擴張能力的重要特征。由于可低溫?zé)桑瑥V大中小企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)耐火材料企業(yè)可利用粘土磚窯燒成較為高級制品，所以制造成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于磷酸磚和耐磨磚。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明制造工藝原理示意圖。
圖2是本發(fā)明燒成過程中相位改變示意圖。
圖3～4是本發(fā)明的制品巖相照片。
根據(jù)圖1～4詳細(xì)說明本發(fā)明的具體組成和生產(chǎn)方法。本發(fā)明的高鋁鎂鋁尖晶石磚由占物料總重的95～99%的高鋁礬土熟料和5～1%的一級制磚鎂砂，在1280～1350℃的溫度下燒成。
本發(fā)明是利用燒成過程中改變相位的原理實現(xiàn)低溫?zé)刹⑦_(dá)到預(yù)期顯微結(jié)構(gòu)目的。它的原理是這樣的，在Al2O3-SiO2-MgO三元系中(圖1)，以1′點標(biāo)明的物料組成。結(jié)晶終了溫度為1578℃，由杠桿規(guī)則可以算出到達(dá)終點時的液相量為18%，如果用相當(dāng)于1′點的物料做基質(zhì)，配合料組成調(diào)到1點位置，結(jié)晶終點雖然也是1578℃，但到達(dá)終點時的液相量只有7%，1800℃時的液相量才20%，與1′點相比，抗溫能力大約提高200℃，即配料總組成在1點，基質(zhì)組成在1′點的配料，可使燒成溫度降低大約200℃。
耐火材料的燒結(jié)首先在細(xì)粉中進(jìn)行，本發(fā)明正是利用這種現(xiàn)象完成由1′點向1點轉(zhuǎn)移的燒結(jié)過程，這種轉(zhuǎn)移本發(fā)明稱之為燒成過程中相位改變。如圖2所示，圖中M′物料相當(dāng)于左上標(biāo)明的M′黑色圓點，在燒結(jié)溫度下它首先產(chǎn)生大約15～25%的液相(附圖4)，由于界面張力的作用，液相和氣相沿著與骨料的接觸面移動、擴散，同時吸收Al2O3，融體組元組成比例發(fā)生改變，于是，參與燒結(jié)的物料組成離開原始位置M′，沿虛線箭頭指示方向向M點移動，同時吸回液相，在燒成條件充分的情況下到達(dá)M點位置(附圖3)，液相全部被吸回，結(jié)晶為高溫固相。水泥窯前后過渡帶的作業(yè)溫度不高(900～1350℃)，為節(jié)約能源，本發(fā)明產(chǎn)品燒結(jié)程度的設(shè)計僅是恰到好處而已，留待使用過程中相位改變程度達(dá)到M位置，因此所給出的產(chǎn)品性能指標(biāo)不是最佳的。
下面詳述本發(fā)明的生產(chǎn)方法。
原料要求高鋁礬土熟料Al2O3≥80%，密度≥2.8g/cm3一級制磚鎂砂MgO≥91%將高鋁礬土熟料加工成7～3mm(或6～2.5mm)、小于3mm(或小于2.5mm)兩種粒度，對兩種粒度進(jìn)行篩分，測定出＞7mm、7～5mm、5～3mm、3～1mm、＜1mm各級粒度組成，配料細(xì)粉由上述高鋁礬土熟料和鎂砂共同粉磨而成，其粒度小于0.088mm篩下量大于95%，混合粉中鎂砂份量3～15%，兩種料也可單獨粉磨，按上述比例混合使用，但要充分混合均勻。采用比重1.15～1.20g/cm3紙漿做結(jié)合劑，混料時先將兩種顆粒按計算的比例加入濕碾，計算骨料配加比例的主要原則，是控制＜1.0mm的中間顆粒達(dá)到配料總量的17～22%，以20%為最佳。兩種顆粒的骨料占配料總量的65～70%，然后加入占配料中顆粒、細(xì)粉總重量的3～4%紙漿，濕混1～1.5分鐘，倒入混合細(xì)粉，其用量占配料總量的35～30%，繼續(xù)碾壓8～10分鐘，出碾備用。采用300T摩擦壓機或260T高沖程摩擦壓機成型，半成品在50～80℃下干燥，入窯水分小于1%，燒成溫度1280～1350℃，保溫6～8小時，制品燒成后外觀呈米黃色。
產(chǎn)品的最低指標(biāo)是Al2O3%≥78MgO%0.9～5氣孔率%≥24
密度g/cm3≥2.55常溫強度MPa≥70荷軟開始溫度℃≥1380重?zé)?400℃×2h不大于-0.5熱震1100℃×水、次≥10最佳實施例將含Al2O381.7%、密度2.79g/cm3的高鋁礬土熟料加工成7-3mm、＜3mm兩種骨料，測出7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1mm各級粒度組成，經(jīng)計算＜3mm顆粒加入量36%，7-3mm加入量32%，混合料中＜1mm顆粒占配料總量的19%，混合粉中鎂砂占3%，高鋁料占97%，粉磨細(xì)度為小于0.088mm，篩余量3%，混練時按先粗后細(xì)原則加料，比重為1.2g/cm3紙漿加入量3.5%，凈混練時間9分鐘，在260T高沖程摩擦壓機上成型，半成品在60℃下干燥24小時，殘余水分1.1%，在50M3倒焰窯中燒成1320℃，保溫6小時。經(jīng)檢測，產(chǎn)品中成品率96%，氣孔率27%，常溫強度73MPa，荷軟開始溫度1380℃，1500℃×2h重?zé)湛s-9.9%，熱震(1100℃×水)15次。
權(quán)利要求
1.一種水泥窯用耐火材料--高鋁鎂鋁尖晶石磚，其特征是由占物料總重的95～99%的高鋁礬土熟料和5～1%的一級制磚鎂砂，在1280～1350℃的溫度下燒成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鋁鎂鋁尖晶石磚，其特征是所用原料中高鋁礬土熟料含Al2O3≥80%，體積密度≥2.8g/cm3，一級制磚鎂砂中含MgO≥91%。
3.一種權(quán)利要求1所述的高鋁鎂鋁尖晶石磚的生產(chǎn)方法，其特征是首先將含有Al2O3≥80%、密度≥2.8g/cm3的高鋁礬土熟料加工成7-3mm(或6-2.5mm)，小于3mm(或小于2.5mm)兩種顆粒，再將部分高鋁礬土熟料和鎂砂共同粉磨成小于0.088mm篩下量大于95%的細(xì)粉，鎂砂在細(xì)粉中的比例為3-15%，混料時先將顆粒狀高鋁礬土骨料加入濕碾，以比重1.15～1.20g/cm3紙漿做結(jié)合劑，加入量為配料總量的3～4%，濕混1～1.5分鐘，倒入細(xì)粉，碾壓8～10分鐘，出碾備用，顆粒與細(xì)粉的比例為65～70∶35～30，機壓成型后在50～80℃條件下干燥，入窯水分小于1%，燒成溫度為1280～1350℃，保溫6～8小時，即可制成高鋁鎂鋁尖晶石磚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐火材料及其生產(chǎn)方法，特別適用于生產(chǎn)水泥窯用的高鋁鎂鋁尖晶石磚及其生產(chǎn)方法。它含Al
文檔編號C04B14/30GK1047271SQ8910508
公開日1990年11月28日 申請日期1989年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月19日
發(fā)明者魯有 申請人:魯有