專利名稱：：一種水泥窯高溫帶用鎂鈣鋯磚及其使用方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于耐火材料領域，涉及一種水泥窯高溫帶用鎂鈣鋯磚及其使用方法。根據不同水泥窯的不同運行情況，結合無鉻磚的特點，分區(qū)替代鎂鉻磚，揚長避短，盡可能提高高溫帶用耐火磚的性價比，實現水泥窯用耐火磚的無鉻化。
背景技術：
：干法水泥窯高溫帶可分成燒成帶和過渡帶，具體見附圖1。水泥窯高溫帶的窯襯經受最嚴重的熱學、力學、化學破壞作用，全窯系統(tǒng)耐火材料總消耗量的6070%發(fā)生在高溫帶，是使用條件最苛刻的部位。其中燒成帶用耐火磚應具備良好的掛窯皮性能和抗熔蝕性能；過渡帶用耐火磚應具備良好的熱震穩(wěn)定性能和抗機械磨損能力。由于鎂鉻磚具有良好的掛窯皮、抗熱震和抗熔蝕等高溫帶所需要的性能，價格又便宜，因此在水泥窯高溫帶得到廣泛應用。鎂鉻磚雖然在高溫帶使用具有較好的性價比，但鎂鉻磚在使用后會產生致癌的六價鉻鹽化合物(Cr6+)，窯襯拆除后鎂鉻殘磚中的六價鉻鹽溶于水后會造成當地水源的污染，如誤飲，會出現休克、呼吸困難，甚至腎功能衰竭等現象。中國國家環(huán)境質量標準GB3838-88中對地面水環(huán)境質量的規(guī)定飲用水Cr"最高允許含量的單位為10'8數量級(見表l)。水泥窯使用后的鎂鉻殘磚的0"6+可高達0.5%，如果得不到適當處理，將對環(huán)境造成非常嚴重的污染。表1地面環(huán)境水關于Cr"的質量標準<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>為解決水泥窯用鎂鉻磚的鉻公害問題，國內外的耐火材料工作者多年來進行了大量研究工作，研制出多種無鉻耐火磚，如新型鎂鋁尖晶石磚、硅莫磚等。但綜合性能不及鎂鉻磚，因此目前要實現水泥窯高溫帶用耐材的無鉻化，得根據不同無鉻磚的優(yōu)缺點，揚長避短，分區(qū)段替代鎂鉻磚，盡可能提高無鉻磚的性價比。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種水泥窯高溫帶用鎂鈣鋯磚，根據無鉻磚的特點，分區(qū)替代鎂鉻磚，揚長避短，提高無鉻磚的性價比，以實現水泥窯用耐火磚的無鉻化。一種水泥窯高溫帶用鎂鈣鋯磚，其特征是以優(yōu)質鎂砂和合成鋯酸鈣為主要原料，以紙漿廢液為結合劑，原料質量百分比為5-lmm粗鎂砂40-45%、l-0.088mm中鎂砂15-20%、0.088mm細鎂砂15-20%、l-0mm鋯酸鈣15%-25%，鎂砂的氧化鎂含量>96%，鋯酸韋丐的化學成分為氧化鋯60~65%、氧化鈣35°/。~40%，混合后的原料加入紙漿廢液進行混練、壓制、干燥和〉160(TC燒成后制得鎂鈣鋯磚。結合劑為亞硫酸紙漿廢液。一種生產如上所述鎂鈣鋯磚的制造方法，它包括以下步驟①、配料>96%氧化鎂的鎂砂80%~85%,鋯酸鈣15%-25%，結合劑為亞硫酸紙漿廢液。②、混煉混煉順序為先將鎂砂等顆粒料倒入混料機干混23分鐘，而后倒入結合劑亞硫酸紙漿廢液，再混料2~3分鐘，最后將共混細粉(鎂砂和鋯酸鈣細粉)倒入，再混料10~12分鐘。③、成型混料好的濕料困料12小時候壓制成型，成型壓機噸位》400T。、干燥在干燥窯干燥16小時以上，干燥窯入車口溫度應小于70°C，干燥最高溫度溫度控制在140~160°C。、燒成在高溫隧道窯上燒成，燒成溫度1600~1700°C，在高溫下保溫10~12小時，總的燒成時間在100-120小時。如上所述鎂鈣鋯磚用于燒成帶，水泥窯過渡帶采用市場現售的新型鎂鋁尖晶石磚、硅莫磚等磚。鎂鈣鋯磚含鋯，其抗熔蝕性比鎂鉻磚好，同時含鈣，其掛窯皮性與鎂鉻磚相當，但該磚抗熱震性能比鎂鉻磚略差。表2無鉻磚與鎂鉻磚性能對比*<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>*一-加號(+)越多，表明該項指標越好。新型鎂鋁尖晶石磚主要以優(yōu)質鎂砂和鎂鋁尖晶石為主要原料，經高壓成型，高溫燒成制取。新型鎂鋁尖晶石磚是在保持綜合性能穩(wěn)定的基礎上，針對使用部位，突出改進某些性能。例如將電熔鎂鋁尖晶石替換燒結鎂鋁尖晶石以提高尖晶石磚的抗水泥熟料侵蝕性；或者是通過按CaO/SiCb-2(摩爾比)引進適量的CaO和Si02，以提高尖晶石磚的掛窯皮性能。硅莫磚以特級高鋁礬土和碳化硅為主要原料，經高壓成型，高溫燒成而制得的無鉻耐火磚。硅莫磚的常溫和高溫結構強度高，耐磨性好，適合在對耐磨性能要求較高的過渡帶區(qū)域使用。本發(fā)明在水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚替代鎂鉻磚，在過渡帶用新型鎂鋁尖晶石磚或硅莫磚替代鎂鉻磚，在盡可能提高耐火磚襯使用壽命的基礎上進行了優(yōu)化配置，使無鉻磚的配套性價比接近鎂鉻磚，為實現水泥窯用耐材的無鉻化提供了可靠依據。圖1為大型干法水泥窯高溫帶劃分圖。具體實施例方式實施例1:大型干法水泥窯A，預分解窯型，規(guī)格04.8mX72m，設計產量5000T/D，燃料采用煙煤，窯運轉率>95%。針對窯A的無鉻耐火磚配置見表3。表3窯A無鉻耐火磚配置<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>窯A燒成帶溫度較高，故采取抗熔蝕性能和掛窯皮性能俱佳的的鎂鈣鋯磚1。鎂鈣鋯磚l具體制備工藝如下(1)配料5~lmm97高純鎂砂加入量45%，l~0.088mm97高純鎂砂加入量15%，<0.088mm97高純鎂砂加入量20%，鋯酸鈣加入量20%，鋯酸鈣的化學成分為氧化鋯65%、氧化鈣35%。(2)混煉在混煉車間的混料機中混料，混煉順序為先將5~1與l~0.088mm鎂砂等顆粒料倒入混料機干混3分鐘，而后倒入結合劑亞硫酸紙漿廢液，再混料3分鐘，最后將共混細粉(鎂砂和鋯酸鈣細粉)倒入，再混料12分鐘即可。(3)成型混料好的濕料困料2小時后在630T摩擦式壓磚機上壓制成型，成型試樣為水泥窯用鍥型磚，磚型尺寸為74/69X198X220mm。(4)干燥在干燥窯干燥16小時，干燥窯入車口溫度6(TC，干燥最高溫度溫度控制在5150'C左右。(5)燒成在151米高溫隧道窯上燒成，燒成溫度168(TC，在高溫下保溫12小時，總的燒成時間在120小時左右。過渡帶窯皮不易掛穩(wěn)，但由于窯運轉率高，窯況穩(wěn)定，窯內不易起大球，過渡帶用耐火磚的機械磨損要求低，綜合考慮，采用熱震性能較好的新型鎂鋁尖晶石磚，其氧化鋁含量一般在10.5%左右。實施例2:大型干法水泥窯B，預分解窯型，規(guī)格04.OmX6Om,設計產量2500T/D，燃料采用煙煤，窯運轉率>90%。針對窯B的無鉻耐火磚配置見表4。表4窯B無鉻耐火磚配置<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>窯B燒成帶采取抗熔蝕性能和掛窯皮性能俱佳的的鎂鈣鋯磚2。鎂鈣鋯磚2具體制備工藝如下(1)配料5~lmm96高純鎂砂加入量45°/。，l~0.088mm97高純鎂砂加入量15%,<0.088mm97高純鎂砂加入量25%，鋯酸鈣加入量15%，鋯酸鈣的化學成分為氧化鋯60%、氧化鈣40%。(2)混煉在混煉車間的混料機中混料，混煉順序為先將5~1與l~0.088mm鎂砂等顆粒料倒入混料機干混3分鐘，而后倒入結合劑亞硫酸紙漿廢液，再混料3分鐘，最后將共混細粉(鎂砂和鋯酸鈣細粉)倒入，再混料12分鐘即可。(3)成型混料好的濕料困料1小時后在400T摩擦式壓磚機上壓制成型，成型試樣為水泥窯用鍥型磚，磚型尺寸為74/69X198X200腦。(4)干燥在干燥窯干燥16小時，干燥窯入車口溫度6(TC，干燥最高溫度溫度控制在15(TC左右。(5)燒成在151米高溫隧道窯上燒成，燒成溫度1650'C，在高溫下保溫12小時，總的燒成時間在120小時左右。過渡帶窯皮不易掛穩(wěn)，但由于窯運轉率較窯A低，窯況穩(wěn)定性下降，窯內易起大球，過渡帶用耐火磚的機械磨損要求提高，綜合考慮，上下過渡帶末端均采用耐磨性好的硅莫磚，上下過渡帶靠近燒成帶部位采用新型鎂鋁尖晶石磚，氧化鋁含量在5-8%，該磚的掛窯皮性能和抗水泥熟料侵蝕性均比傳統(tǒng)鎂鋁尖晶石磚好。水泥窯高溫帶長度及過渡帶與燒成帶的長度比例依據不同窯況有所不同，因此無鉻耐火磚具體配套需根據現場情況進行微調，但大致配套方案可按上述實施例進行。權利要求1.一種水泥窯高溫帶用鎂鈣鋯磚，其特征是以優(yōu)質鎂砂和合成鋯酸鈣為主要原料，原料質量百分比為5-1mm粗鎂砂40-45％、1-0.088mm中鎂砂15-20％、＜0.088mm細鎂砂15-20％、1-0mm鋯酸鈣15％-25％，鎂砂的氧化鎂含量＞96％，鋯酸鈣的化學成分為氧化鋯60～65％、氧化鈣35～40％，混合后的原料加入紙漿廢液進行混練、壓制、干燥和＞1600℃燒成后制得鎂鈣鋯磚。2.如權利要求1所述的一種水泥窯高溫帶用鎂鈣鋯磚的制造方法，其特征是制備步驟如下①、配料>96%氧化鎂的鎂砂80%~85%，鋯酸鈣15%-25%，結合劑為亞硫酸紙漿廢液；②、混煉混煉順序為先將鎂砂倒入混料機干混2~3分鐘，而后倒入結合劑亞硫酸紙漿廢液，再混料2~3分鐘，最后將鎂砂和鋯酸鈣細粉倒入，再混料10-12分鐘；③、成型混料好的濕料困料12小時候壓制成型，成型壓機噸位》400T;④、干燥在干燥窯干燥16小時以上，干燥窯入車口溫度小于7(TC，干燥最高溫度溫度控制在140~160°C;⑤、燒成在高溫隧道窯上燒成，燒成溫度16001700°C，在高溫下保溫1012小時，總的燒成時間在100120小時。3.如權利要求1或2所述的一種水泥窯高溫帶用鎂鈣鋯磚，其特征是鎂鋁尖晶石磚用于燒成帶和對高溫韌性要求較高的過渡帶輪帶區(qū)，水泥窯過渡帶采用市場現售的新型鎂鋁尖晶石磚或硅莫磚。全文摘要本發(fā)明屬于耐火材料領域，涉及一種水泥窯高溫帶用鎂鈣鋯磚及其使用方法。其特征是以優(yōu)質鎂砂和合成鋯酸鈣為主要原料，原料質量百分比為5-1mm粗鎂砂40-45％、1-0.088mm中鎂砂15-20％、＜0.088mm細鎂砂15-20％、1-0mm鋯酸鈣15％-25％，鎂砂的氧化鎂含量＞96％，鋯酸鈣的化學成分為氧化鋯60-65％、氧化鈣35-40％，混合后的原料加入紙漿廢液進行混練、壓制、干燥和＞1600℃燒成后制得鎂鈣鋯磚。本發(fā)明根據不同水泥窯的不同運行情況，結合無鉻磚的特點，分區(qū)替代鎂鉻磚，揚長避短，盡可能提高了高溫帶用耐火磚的性價比，實現了水泥窯用耐火磚的無鉻化。文檔編號F27B7/28GK101602608SQ20091008882公開日2009年12月16日申請日期2009年7月20日優(yōu)先權日2009年7月20日發(fā)明者馮運生,偉周,康榮華,勇李,平李,李燕京,李獻明,王林俊,高長賀申請人:北京通達耐火技術股份有限公司;北京科技大學