[发明专利]低导热高抗蚀刚玉质耐火砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料制备技术领域，具体涉及一种低导热高抗蚀刚玉质耐火砖及其制备方法。

背景技术

水泥窑过渡带位置是水泥窑中使用条件最为苛刻的段带。该段带温度变化频繁，火焰时进时出，窑皮时挂时掉，窑衬材料常处于无窑皮保护状态，直接暴露在高温辐射和热气流冲刷之下。因此该段带窑衬材料既承受着重金属及碱化合物、熟料液相等造成的化学侵蚀，温度变化造成的热应力致材料的热震剥落，又受到物料的冲刷磨损和机械震动的机械应力等。

目前国内大型新型干法水泥窑过渡带主要配置为镁铝尖晶石砖或硅莫红砖，现有配置下的镁铝尖晶石砖虽然具有良好的高温使用性能比较适应该段带，但其导热系数大，往往造成过渡带的筒体温度过高，窑体热负荷过大，窑衬所受机械应力增大等；硅莫红砖虽然导热系数较镁铝尖晶石砖低，但在熟料液相出现时的适应性很差，极易形成低熔点的硅铝酸钙，导致材料损坏，并且硅莫红砖内含有的SiC，在使用过程中易氧化形成SiO₂，其与材料内含有的Al₂O₃发生二次莫来石化反应，产生体积膨胀而致剥落。其耐碱性也差，也易碱裂致层层剥落，因此，硅莫红砖并不适合过渡带使用，这也是硅莫红砖和硅莫砖一直未被国外认可的根本原因。且随着行业发展和进步，水泥回转窑作为协同处置的最佳设备，水泥回转窑的协同处置范围将越来越宽，由此也将导致窑内气氛、挥发性盐类浓度、碱硫比等的波动越来越频繁，进而对材料的普适性要求将越来越严格。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种低导热高抗蚀刚玉质耐火砖，具有导热系数低、高温性能好、耐磨、耐冲刷的特点，应用于水泥窑过渡带，能够使水泥窑筒体温度大幅度降低，散热损失减少，且其使用寿命有较大幅度提高；本发明同时提供其制备方法，科学合理、简单易行。

本发明所述的低导热高抗蚀刚玉质耐火砖，由六铝酸钙颗粒、α-氧化铝微粉和稀有金属氧化物微粉混合后，经成型、干燥、烧制而得。

所述的低导热高抗蚀刚玉质耐火砖，由如下重量百分比的原料制成：

粒度≤5mm的六铝酸钙颗粒 85～94％；

α-氧化铝微粉5～14％；

稀有金属氧化物微粉1～5％。

所述的六铝酸钙颗粒中，Al₂O₃的质量含量≥90％，颗粒体积密度为2.9～3.1g/cm³，吸水率≤4.0％，六铝酸钙矿物成分≥90％。所述的六铝酸钙矿物成分为Cao·(Al₂O₃)₆。

所述的六铝酸钙为市售预合成原料。

所述的α-氧化铝微粉中，Al₂O₃的质量含量≥98％，粒径D50≤30μm。

所述的稀有金属氧化物微粉为氧化钇微粉与氧化锌微粉的混合物，两者的质量比为10：1～1：10。

所述的氧化钇微粉中，Y₂O₃的质量含量≥98％，粒径D50≤30μm。

所述的氧化锌微粉中，ZnO的质量含量≥98％，粒径D50≤30μm。

所述的低导热高抗蚀刚玉质耐火砖的制备方法，步骤如下：

(1)将六铝酸钙、α-氧化铝微粉和稀有金属氧化物微粉混合均匀，得混合粉体；

(2)向混合粉体中加入结合剂混合均匀，得混合料；

(3)将混合料压制成型，干燥、烧制，得低导热高抗蚀刚玉质耐火砖。

所述的结合剂为奈系结合剂，用量为混合粉体总质量的5～15％。

所述的干燥温度为100～150℃，时间为24h。

所述的烧制温度为1500～1700℃，时间为8h。

所述制备方法具体步骤如下：

(1)将六铝酸钙、α-氧化铝微粉和稀有金属氧化物微粉混合均匀，得混合粉体；

(2)向混合粉体中加入结合剂混合均匀，得混合料；

(3)将混合料用压力机压制成型，经100～150℃保温24h干燥后，在隧道窑1500～1700℃保温8h，烧制成低导热高抗蚀刚玉质耐火砖。

综上所述，本发明的有益效果如下：