專利名稱：一種抗剝落耐磨磚的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，特別是耐火磚，具體為一種抗剝落耐磨磚。
背景技術：
到2005年末，我國已有新型干法水泥生產線615條，其中大于2000t/d窯331條，這個數(shù)量還將快速與年俱增。但新型干法窯三大帶用耐火材料配套總體水平不高，一般6-7個月，最好水平在10個月左右，達不到一年，過度帶壽命低制約了三大帶配套水平。如能將水泥窯綜合壽命提高到一年，僅大于2000t/d的窯每年會增產700-1000萬噸水泥。
自“六五”期間我國引進六條(2000-4000t/d)新型干法窯以后，由于國內缺乏新型干法窯用耐火材料技術，在引進干法窯的同時不得不再平均花費200多萬美元配套引進耐火材料，同時須再支付50萬美元購備用磚。歷經二十余年的開發(fā)，出現(xiàn)了六價鉻公害極小的方鎂石復合尖晶石磚，使2500T/d窯燒成帶壽命達12-18個月，但前后過渡帶(包括上過渡帶、下過渡帶和冷卻帶)用的方鎂石尖晶石磚、硅莫磚，因導熱系數(shù)大、不耐磨、易剝落等原因，壽命只有6-7個月，最好的時候也達不到一年，使過渡帶壽命與燒成帶不匹配。因過度帶壽命短，以2500t/d窯為例每年要檢修2-3次，減產3-5萬噸熟料，凈損失幾百萬。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有水泥窯前后過渡帶所使用的襯磚抗熱應力、剪切應力損傷能力差、易剝落等缺陷而提供一種無需高溫煅燒、制造方法簡捷、成本低且耐用的抗剝落耐磨磚。
本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的一種抗剝落耐磨磚，將AL2O3＞96％的棕剛玉破碎成7-5mm的顆粒，AL2O3＞85％、氣孔率＜18％的倒焰窯煅燒高鋁礬土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的顆粒和＜0.088mm的細粉，Cr2O335-50％的鉻礦磨成小于0.088mm細粉；棕剛玉7-5mm顆粒加入量25-20％，礬土熟料7-5mm顆粒加入量5-10％、5-3mm顆粒加入量10-5％、3-1mm顆粒加入量10-15％、＜1.0mm顆粒加入量20-15％，礬土熟料細粉加入量20-24％，鉻礦粉加入量5-6％；硅微粉(主要成分是SiO2)和比重1.4-1.6g/cm3的一代磷酸鋁Al(H2PO4)3或磷酸作為復合結合劑，硅微粉加入量占配料總量的4-5％，比重1.4-1.6g/cm3的一代磷酸鋁Al(H2PO4)3或磷酸加入量外比5.5-7％(即一代磷酸鋁Al(H2PO4)3或磷酸的加入量為所有配料重量之和的5.5-7％)。
具體實施時，棕剛玉和鋁礬土熟料的粒度是讓粉碎后的粒料通過振動篩而獲得的，在振動篩上讓粉碎后的粒料依次經過開有7mm、5mm、3mm、1mm正方形篩孔的篩網。經7mm篩網漏下而保留在5mm篩網上的就是7-5mm(實際上是大于5mm小于7mm)的粒料；同理，3mm篩網上的就是5-3mm的粒料，1mm篩網上的就是3-1mm的粒料，1mm篩網下的就是＜1mm的粒料。因此，本發(fā)明所述的粒料尺寸實際上是一種當量尺寸。
7-5mm的棕剛玉顆粒和7-5mm、5-3mm的礬土熟料顆粒可為園形顆粒或棱角狀顆粒，小于3mm的顆粒不分形狀，園形顆粒由特殊設備加工而成。圓形顆粒能顯著降低壓機電耗，在使用中有提高強度的作用，有彌散裂紋擴展的作用；棱角狀顆粒則保證產品在使用中氣孔率維持在合理的范圍內(不小于10％)。
混料順序是按配料比先加入7-5、5-3、3-1、＜1.0mm的顆粒，再加入配料總量5.5-7.0％的一代磷酸鋁或磷酸，混拌均勻，細粉料首先加入硅微粉，待硅微粉均勻分布在顆粒中后再加入礬土粉和鉻礦粉?；旌虾玫牧侠Я?4小時，在50-1000噸壓機上成型，半成品體密3.1-3.3g/cm3，產品在窯內熱處理550-600℃×8小時。
硅微粉除起物理結合作用外，在1400-1500℃作業(yè)溫度下，產品使用端熱面層(約10-20mm)中(硅微粉中的)SiO2和鉻礦粉中的Cr2O3、鋁礬土細粉中的AL2O3形成Al2O3-Cr2O3-SiO2固融體，賦予產品掛窯皮的性能，并提高產品抗水泥熟料中CaO侵蝕能力。熱面層以外的磚體處于硅微粉和ALPO4的凝聚結合狀態(tài)，強度大，使產品具有優(yōu)良的抗熱應力損傷和機戒應力破壞能力，物理結合狀態(tài)還降低了產品的導熱系數(shù)，與燒成產品靠硅酸鹽相和玻璃相結合有本質區(qū)別，由硅酸鹽和玻璃相結合的產品，導熱系數(shù)大，脆性大，它們使產品剝落，壽命短。
由于本發(fā)明在配料上采用了鉻礦，使用了硅微粉、一代磷酸鋁Al(H2PO4)3或磷酸作為復合結合劑，使本發(fā)明所述的抗剝落耐磨磚在性能上區(qū)別于同類燒成產品和不燒產品，技術性能優(yōu)良，主要體現(xiàn)在1.產品具有優(yōu)良的抗熱振性能，在1100℃*水的急熱激冷檢驗條件下反復26次不開裂，熱面剝落面積達50％的次數(shù)大于60次，超出同類產品(尖晶石磚和硅莫磚)熱振穩(wěn)定性3-8倍，熱振性能優(yōu)異，使產品具有優(yōu)良的抵抗回轉窯熱應力損傷的能力。
2.塑性優(yōu)良，樣品加載0.2mpa/cm2恒溫，變形20％不潰散(燒成產品小于5％變形)，優(yōu)良的塑性能緩解回轉窯旋轉時剪切應力的破壞。
3.耐磨性優(yōu)良，由于配料中以棕剛玉和礬土為骨料，對日通量幾千噸水泥熟料的沖磨具有良好的抗磨性。
4.產品在550-600℃溫度下熱處理，噸產品能耗(標準煤)不到70kg，僅為尖晶石磚和硅莫磚耗能的16-20％。
本發(fā)明所述的抗剝落耐磨磚的技術指標如下表

本發(fā)明所述的抗剝落耐磨磚不需高溫煅燒，制造方法簡捷、成本低、節(jié)能、耐用、抗剝落、保溫性好(導熱系數(shù)低)。近8年來，先后在亞泰雙陽水泥廠2500t/d窯、晉牌山西水泥廠2000t/d窯、太行邯鄲水泥廠2700t/d窯共用1600余噸的大批量使用證明，平均壽命達一年以上，水泥廠減少了修窯次數(shù)，收益明顯。(見附件1，附件2)。
具體實施例方式
實施例1一種抗剝落耐磨磚，將AL2O3＞96％的棕剛玉破碎成7-5mm的顆粒，AL2O3＞85％、氣孔率＜18％的倒焰窯煅燒高鋁礬土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的顆粒和＜0.088mm的細粉，Cr2O335-50％的鉻礦磨成小于0.088mm細粉，在配料中棕剛玉7-5mm顆粒加入量20％，礬土熟料7-5mm顆粒加入量10％、5-3mm顆粒加入量5％、3-1mm顆粒加入量15％、＜1.0mm顆粒加入量15％，礬土熟料細粉加入量24％，鉻礦粉加入量6％；硅微粉和比重1.4-1.6g/cm3的一代磷酸鋁Al(H2PO4)3作為復合結合劑，硅微粉加入量5％，比重1.4-1.6g/cm3的一代磷酸鋁Al(H2PO4)3加入量外比5.5-7.0％。
混料順序是先加入棕剛玉和鋁礬土熟料的各級顆粒料，再加入5.5-7.0％的一代磷酸鋁，混拌均勻，然后加入硅微粉，待硅微粉均勻分布在顆粒料中后再加入鋁礬土熟料細粉和鉻礦粉；混合好的料困料24小時，然后在50-1000噸壓機上成型為半成品，半成品體密3.1-3.3g/cm3，半成品在窯內以550-600℃溫度熱處理8小時，即得到成品。本實施例中7-5mm的棕剛玉顆粒和7-5mm、5-3mm的鋁礬土熟料顆粒為園形顆粒，因此本實施例所得的成品磚適用于窯的冷卻帶。
實施例2一種抗剝落耐磨磚，將AL2O3＞96％的棕剛玉破碎成7-5mm的顆粒，AL2O3＞85％、氣孔率＜18％的倒焰窯煅燒高鋁礬土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的顆粒和＜0.088mm的細粉，Cr2O335-50％的鉻礦磨成小于0.088mm細粉，棕剛玉7-5mm顆粒加入量25％，礬土熟料7-5mm顆粒加入量6％、5-3mm顆粒加入量10％、3-1mm顆粒加入量10％、＜1.0mm顆粒加入量20％，礬土熟料細粉加入量20％，鉻礦粉加入量5％；硅微粉和磷酸作為復合結合劑，硅微粉加入量4％，磷酸加入量外比5.5-7.0％。
混料順序是先加入棕剛玉和鋁礬土熟料的各級顆粒料，再加入5.5-7％的磷酸，混拌均勻，然后加入硅微粉，待硅微粉均勻分布在顆粒料中后再加入鋁礬土熟料細粉和鉻礦粉；混合好的料困料24小時，然后在500-1000噸壓機上成型為半成品，半成品體密3.1-3.3g/cm3，半成品在窯內以550-600℃溫度熱處理8小時，即得到成品。本實施例中7-5mm的棕剛玉顆粒和7-5mm、5-3mm的鋁礬土熟料顆粒為棱角狀顆粒，因此本實施例所得的成品磚適用于窯的上過渡帶。
實施例3一種抗剝落耐磨磚，將AL2O3＞96％的棕剛玉破碎成7-5mm的顆粒，AL2O3＞85％、氣孔率＜18％的倒焰窯煅燒高鋁礬土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的顆粒和＜0.088mm的細粉，Cr2O335-50％的鉻礦磨成小于0.088mm細粉，棕剛玉7-5mm顆粒加入量22％，礬土熟料7-5mm顆粒加入量8％、5-3mm顆粒加入量7％、3-1mm顆粒加入量13％、＜1.0mm顆粒加入量18％，礬土熟料細粉加入量23％，鉻礦粉加入量5％；硅微粉和比重1.4-1.6g/cm3的一代磷酸鋁Al(H2PO4)3作為復合結合劑，硅微粉加入量4％，比重1.4-1.6g/cm3的一代磷酸鋁Al(H2PO4)3加入量外比6％。
混料順序是先加入棕剛玉和鋁礬土熟料的各級顆粒料，再加入6％的一代磷酸鋁，混拌均勻，然后加入硅微粉，待硅微粉均勻分布在顆粒料中后再加入鋁礬土熟料細粉和鉻礦粉；混合好的料困料24小時，然后在500-1000噸壓機上成型為半成品，半成品體密3.1-3.3g/cm3，半成品在窯內以550-600℃溫度熱處理8小時，即得到成品。
權利要求
1.一種抗剝落耐磨磚，其特征為將AL2O3＞96％的棕剛玉破碎成7-5mm的顆粒，AL2O3＞85％、氣孔率＜18％的倒焰窯煅燒高鋁礬土熟料破碎成7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1.0mm的顆粒和＜0.088mm的細粉，Cr2O335-50％的鉻礦磨成小于0.088mm細粉，棕剛玉7-5mm顆粒加入量25-20％，礬土熟料7-5mm顆粒加入量5-10％、5-3mm顆粒加入量10-5％、3-1mm顆粒加入量10-15％、＜1.0mm顆粒加入量20-15％，礬土熟料細粉加入量20-24％，鉻礦粉加入量5-6％；硅微粉和比重1.4-1.6g/cm3的一代磷酸鋁Al(H2PO4)3或磷酸作為復合結合劑，硅微粉加入量占配料總量的4-5％，比重1.4-1.6g/cm3的一代磷酸鋁Al(H2PO4)3或磷酸加入量外比5.5-7％。
2.如權利要求1所述的一種抗剝落耐磨磚，其特征為7-5mm的棕剛玉顆粒和7-5mm、5-3mm的鋁礬土熟料顆粒為園形顆粒。
3.如權利要求1所述的一種抗剝落耐磨磚，其特征為7-5mm的棕剛玉顆粒和7-5mm、5-3mm的鋁礬土熟料顆粒為棱角狀顆粒。
全文摘要
本發(fā)明為一種抗剝落耐磨磚，涉及一種耐火材料，特別適合水泥窯過渡帶使用。本發(fā)明意在解決現(xiàn)有水泥窯內前后過渡帶所使用的磚易剝落、耐磨性差等缺陷。該抗剝落耐磨磚采用AL
文檔編號C04B35/66GK1887787SQ20061001297
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月19日 優(yōu)先權日2006年7月19日
發(fā)明者魯有, 任虎平 申請人:任虎平