[发明专利]一种水泥窑用抗结皮锆英石基耐碱砖及其制备方法

说明书

本发明提供一种水泥窑用抗结皮锆英石基耐碱砖及其制备方法，该耐碱砖由包括以下质量份的原料制备而成：单晶相莫来石均质料65～80份，锆蓝晶石粉5～10份，锆英石粉5～15份，硅灰粉1～3份，金属硅粉1～3份，白泥5～8份，糊精溶液3～4份。本发明提供的水泥窑用抗结皮锆英石基耐碱砖具有更加优异的低气孔，高强度，高荷重软化温度、优良抗碱侵蚀性能和抗结皮性能，能够代替市场的碳化硅质产品应用水泥窑易结皮的预热器系统，并克服碳化硅砖水化氧化问题，大幅降低材料的导热率和体积密度。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种水泥窑用抗结皮锆英石基耐碱砖及其制备方法。

背景技术

水泥窑作为协同处理工业、生活垃圾、城市污泥及其他危险废弃物等的主体设备，由于废弃物中存在大量硫、碱、氯等有害成分，并在水泥窑预热器系统内循环富集，极易形成严重的结皮。结皮会导致预热器堵塞，严重影响着水泥窑的运转率和产量同时，也严重影响水泥熟料质量。因此，解决水泥窑预热器系统的结皮问题已经成为众多水泥企业亟待解决的“卡脖子”环节。

目前市场上抗结皮体系主要以碳化硅质耐火浇注料和耐火砖，其利用碳化硅对碱盐不润湿性及使用过程SiC氧化在表面形成一层致密玻璃相使得材料具有良好的抗结皮性能。但是碳化硅质产品在协同处置含水量大的城市垃圾及污泥时，由于预热器系统含水量高，耐火材料(800-1100℃)极易发生水化氧化，进而导致结构疏松，耐火材料易产生剥落损坏而导致使用寿命偏低。

发明内容

本发明实施例提供一种水泥窑用抗结皮锆基耐碱砖。本发明提供的锆基耐碱砖具有更加优异的低气孔，高强度，高荷重软化温度、优良抗碱侵蚀性能和抗结皮性能，能够代替市场的碳化硅质产品应用水泥窑易结皮的预热器系统，并克服碳化硅砖水化氧化问题，大幅降低材料的导热率和体积密度，并有效降低成本。

本发明实施例提供一种水泥窑用抗结皮锆基耐碱砖，由包括以下质量份的原料制备而成：单晶相莫来石均质料65～80份，锆蓝晶石粉5～10份，锆英石粉5～15份，硅灰粉1～3份，金属硅粉1～3份，白泥5～8份，糊精溶液3～4份。本发明中，针对碳化硅质耐火材料使用缺陷，本发明利用耐碱砖优良的抗碱侵蚀性能进行优化开发一种不含碳化硅等非氧化物的锆基抗结皮耐碱砖。一方面利用锆英石、锆蓝晶石分解产生氧化锆，锆蓝晶石的莫来石化和其大量游离二氧化硅提高制品的抗碱侵蚀能力并提高液相粘度阻碍碱盐侵蚀渗透提高抗结皮性能。另一方面，为了进一步提高硅含量并降低制品气孔率，采用致密单晶相莫来石(即莫来石-高硅氧玻璃相)，并引入超微粉硅灰和金属硅，提高制品的SiO₂含量，降低气孔率以提高抗碱侵蚀性能的基础，进一步优化抗结皮性能。抗结皮用锆英石基耐碱砖还大幅降低碳化硅产品的导热率和体积密度，在节能和轻量化方面也具有独特优势。

根据本发明实施例提供的一种水泥窑用抗结皮锆基耐碱砖，所述单晶相莫来石均质料中，Al₂O₃的质量含量为40～48％，优选的，所述单晶相莫来石均质料中，Al₂O₃的质量含量为42～45％、SiO₂的质量含量50～55％、K₂O的质量含量＜0.5％；所述单晶相莫来石均质料的体积密度＞2.35g/cm³，优选为2.45～2.50g/cm³。本发明中，通过控制配方中铝含量，降低K₂O、Na₂O杂质含量，通过烧成工艺的优化使其晶相组成为单晶相莫来石相，该材料烧结致密，晶相发育好，气孔率低，强度高，通过优选单晶相莫来石，能够进一步提高制品的耐温性能和耐磨，抗侵蚀能。