專利名稱：用于生產(chǎn)高級(jí)硅質(zhì)耐火材料的硅酸鹽水泥及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)硅質(zhì)耐火材料的硅酸鹽水泥。與傳統(tǒng)水泥相比，該 種水泥具有無(wú)鋁、超細(xì)和高C3S含量的特點(diǎn)，特別適合于制造高級(jí)、大型燒結(jié)硅 質(zhì)耐火材料以及不定型硅質(zhì)耐火材料時(shí)作結(jié)合劑和礦化劑使用。
背景技術(shù)：
硅質(zhì)耐火材料被廣泛地用于冶金、玻璃等行業(yè)。因?yàn)?，K20、 Na20和AlA等 雜質(zhì)極大損害高溫性能，優(yōu)質(zhì)硅磚要求熔融指數(shù)(2R20+A1203) <0. 5%。一般，可將水泥分為硅酸鹽、鋁酸鹽、以及硫鋁酸鹽三大類別。硅酸鹽水泥 含有GS、 C2S、 C3A和C4AF四種礦物。該種水泥大量含有A1A，且水化很慢，要 到28天才能發(fā)揮強(qiáng)度。所以，常規(guī)硅酸鹽水泥不能用于制作高級(jí)硅質(zhì)耐火材料。 鋁酸鹽或硫鋁酸鹽都含更多的有害組分A1203，從而更加不適合于硅質(zhì)耐火材料。燒結(jié)硅質(zhì)耐火材料廣泛使用石灰乳或Ca(0H)2作為礦化劑制造。但是， Ca(0H)2的分散性和常溫膠凝性質(zhì)都很差。硅磚中常有Ca(0H)2分布不勻產(chǎn)生的溶 洞。使用石灰乳成型出的大型硅質(zhì)制品必須經(jīng)過(guò)干燥才有足夠強(qiáng)度，才能脫模和 搬運(yùn)。這樣，硅質(zhì)耐火材料，特別是大型燒結(jié)材料和不定形材料的質(zhì)量和生產(chǎn)效 率都受到影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于研制一種用于生產(chǎn)高級(jí)硅質(zhì)耐火材料的硅酸鹽水泥，使之 具有超細(xì)、早強(qiáng)、分散且不含1(20、 Na20和AlA雜質(zhì)的特征，使其適于制造高級(jí) 硅質(zhì)耐火材料。該種水泥的特征在于1) 水泥以C3S作為主要礦物。以C3S取代Ca(0H)2后，不影響材料的高溫性 能，不影響CaO發(fā)揮礦化作用。2) C3S有良好常溫膠凝性，可使被膠接料(如不定型硅質(zhì)耐火材料)有良好 常溫養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度。3) C3S的分散性好，其凝結(jié)、硬化和強(qiáng)度性能可以用眾多的外加劑調(diào)控，特 別是已對(duì)C3S和硅灰等微粉組成漿體進(jìn)行了充分的研究，積累了大量的資 料。這樣，就非常便于利用這些成果開(kāi)發(fā)新一代高級(jí)硅質(zhì)不定形耐火材料。4) 水泥含有少量鐵酸二鈣。FeA起降低燒成溫度，提高熟料易磨性和減少 生產(chǎn)成本的作用。Fe^是制造硅磚的另一種礦化劑，少量的FeA不會(huì)影 響硅質(zhì)耐火材料的高溫性能。5) 水泥摻有少量Ca2F、 CaS0dn MgS0，或Mg0作為礦化劑，以進(jìn)一歩降低燒成 溫度，提高易磨性，便于制造超細(xì)水泥。6) 水泥的理論礦物組成95—80%的C3S、 2 —14%C2S、 3 — 10%C,F，外摻l一 2%螢石、0 — 6%硫酸鈣、0 — 4%硫酸鎂或氧化鎂礦化劑。按以上組成設(shè)計(jì)、 混合、粉磨配制出0.088篩余小于10%的生料，再經(jīng)成坯、干燥后入窯， 在1260 1350'C燒成l一6小時(shí)，再用振動(dòng)磨、氣流磨等超細(xì)粉磨裝置制 成中位粒徑D;。=2 — 10y m的微粉即成無(wú)鋁高C3S的硅酸鹽水泥。實(shí)施方式實(shí)施例1以159. 2份重質(zhì)碳酸鈣、32. 1份高純石英粉、3. 7份三氧化二鐵為原料，外 摻1. 5份氟化鈣、0. 7份硫酸鈣，通過(guò)配合、混合、粉磨制成0. 088mm篩余小于 10%的生料。生料的設(shè)計(jì)礦物組成是C3S=87%、 C2S=8%、 CJ^5。/。(不計(jì)礦化劑氟化 鈣、硫酸鈣)，再外加入5 — 15%的水或重量5 — 15%、濃度5 — 10%的聚乙烯醇水 溶液成型成坯體，干燥后在128(TC燒成4小時(shí)，出爐后粉碎至〈2mm，再用振動(dòng) 磨加工成D5。二2 — 10iim的粉體。經(jīng)X光檢驗(yàn)，熟料的反應(yīng)進(jìn)行相當(dāng)完全，C3S已大量生成，且f-CaO特征峰 2.40的高度很小，見(jiàn)附圖1。實(shí)施例2以157. 6份重質(zhì)碳酸鈣、31. 6份高純石英粉、5. 1份三氧化二鐵、1. 9份氟 化鈣、2.5份硫酸鈣、2.5份硫酸鎂為原料，通過(guò)配合、混合、粉磨制成0.088mm 篩余小于10%的生料。生料的設(shè)計(jì)礦物組成是C3S=87%、 C2S=9%、 (^=7%(不計(jì)礦 化劑氟化鈣、硫酸鈣)。接著，加入5—15%的水或重量5 — 15%、濃度5 — 10%的 聚乙烯醇水溶液成型成坯體，干燥后在1280'C燒成4小時(shí)，出爐后粉碎至〈2mm， 再用振動(dòng)磨加工成D5。=3. 04 y m、推算比表面積10022. 09 cmVg平方厘米/克的 水泥。水泥的粒度分析結(jié)果見(jiàn)附圖2。利用本發(fā)明所述水泥配制耐火澆注料時(shí)，采用32%的3. 2-1. 5mm硅石，37% 的1.5-0. 15mm硅石，21%的300目硅石粉，3. 5%的1000目硅石粉，3.5%的硅 灰，3%的前述自制硅酸鹽水泥，外加0. 1%高效減水劑和9%的水制成，經(jīng)拌和、澆注、養(yǎng)護(hù)、脫模、干燥，再經(jīng)1300-134(TCX10小時(shí)燒成。經(jīng)檢驗(yàn)，制品的抗 壓強(qiáng)度為llOMPa，抗折強(qiáng)度為了 lOMPa,是一種性能優(yōu)異的高級(jí)硅質(zhì)耐火材料。


附圖1為本發(fā)明所述水泥熟料的X光衍射結(jié)果示例圖。 附圖2為本發(fā)明所述水泥的粒度分析結(jié)果示例圖。本發(fā)明具有硬化快、強(qiáng)度高、與微粉和外加劑適應(yīng)性好、無(wú)A1A雜質(zhì)等特 點(diǎn)，適合作為高級(jí)硅質(zhì)耐火材料的結(jié)合劑和礦化劑。
權(quán)利要求
1. 一種用于生產(chǎn)高級(jí)硅質(zhì)耐火材料的硅酸鹽水泥，起特征在于所述的水泥主要含有硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵酸二鈣，但不含Al2O3，且C3S含量高、細(xì)度大，該水泥的理論礦物組成為95～80％C3S、2～14％C2S、3～10％C2F，外摻1～2％螢石、0～6％硫酸鈣、0～4％硫酸鎂或氧化鎂為礦化劑。
2. —種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述水泥的生產(chǎn)工藝，起特征在于按權(quán)利要求1所述組成設(shè)計(jì)、配 制出經(jīng)混合、粉磨成0. 088篩余小于10%的生料，再成坯、干燥后，在1260 135(TC燒成 1 6小時(shí)，再用超細(xì)粉磨裝置制成中位粒徑D5。=2 10u ra的水泥即成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)高級(jí)硅質(zhì)耐火材料的硅酸鹽水泥，所述的水泥主要含有硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵酸二鈣，但不含Al₂O₃，且C₃S含量高、細(xì)度大，該水泥的理論礦物組成為95～80％C₃S、2～14％C₂S、3～10％C₂F，外摻1～2％螢石、0～6％硫酸鈣、0～4％硫酸鎂或氧化鎂為礦化劑。所述水泥的生產(chǎn)工藝為按照上述組成設(shè)計(jì)、配制出經(jīng)混合、粉磨成0.088篩余小于10％的生料，再成坯、干燥后，在1260～1350℃燒成1～6小時(shí)，再用超細(xì)粉磨裝置制成中位粒徑D₅₀＝2～10μm的水泥即成。本發(fā)明具有硬化快、強(qiáng)度高、與微粉和外加劑適應(yīng)性好、無(wú)Al₂O₃雜質(zhì)等特點(diǎn)，適合作為高級(jí)硅質(zhì)耐火材料的結(jié)合劑和礦化劑。
文檔編號(hào)C04B7/02GK101219865SQ20071019525
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者葉亞紅, 王杰曾, 王駿濤, 趙洪亮 申請(qǐng)人:北京瑞泰高溫材料科技股份有限公司