本发明涉及一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖及其制备方法。
背景技术：
：竖窑是指上部加料下部出料连续煅烧熟料的热工设备。温竖窑在耐火材料工业应用历史久远，古老的自然通风竖窑形如瓶子，俗称瓶子窑，是现代竖窑的前身。20世纪60年代竖窑结构和操作有了明显改进。高温竖窑一般作耐火镁砂、镁钙铁砂原料的生产使用，要求耐材抗高温性能、耐磨损、抗剥落、抗热震(急冷急热性能)，具有较长的使用寿命，其工作温度一般在1500-1700℃以上。现代竖窑是多采用高温烧成的镁砖、镁铝砖、镁铬砖等作为其耐火材料，这些产品有一个共同特点，就是其为烧成产品，烧成产品生产耗时长，成本高。所以利用不烧产品来代替烧成产品是耐火材料发展的必然结果。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖及制备方法，生产不烧砖，代替烧成镁铬砖、高纯镁砖、镁铝砖，用于高温竖窑，增加使用寿命，具有耐高温、耐磨损、抗剥落、特别高的热震稳定性、隔热性能良好的优点。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖，包括以下重量份数的原料：骨料：1mm～3mm的电熔镁铝尖晶石10-15份、0～1mm的98电熔镁砂20-25份、1mm～3mm的98电熔镁砂15-20份、3mm～5mm的98电熔镁砂10-15份、98电熔镁砂200目细粉22-29份、轻烧白云石粉20-30份、菱镁石粉10-15份；辅料：铁铝尖晶石200目细粉1-3份、粉末状硼酸1-3份、巴基斯坦铬矿超微粉5-10份、氧化锆：2-4份；结合剂：2-4份。所述巴基斯坦铬矿超微粉粒度为325目,所述粉末状硼酸为180目。所述结合剂是酚醛树脂。所述轻烧白云石粉经水消化后研磨成粒度＜0.044μm的超微粉，所述菱镁石粉的d50值为50～500nm。一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖的制备方法，1)预混料：先将上述重量份数的98电熔镁砂200目细粉、轻烧白云石粉、菱镁石粉、巴基斯坦铬矿超微粉进行预混合；2)将混练好的物料压制成块或球，然后在高温竖窑中煅烧，温度为1800℃～2000℃，保温6～24小时，冷却后破碎成1-3mm的微孔镁砂颗粒；3)混练：先将上述重量份数的粉末状硼酸、1mm～3mm的电熔镁铝尖晶石、0～1mm的98电熔镁砂、1mm～3mm的98电熔镁砂、3mm～5mm的98电熔镁砂，干混≥3min，然后加入结合剂酚醛树脂，再混3～5min，加入步骤2)得到的微孔镁砂颗粒、铁铝尖晶石200目细粉、氧化锆，混20～25min，然后出料；4)机压成型：采用1000吨压砖机成型；5)热处理：干燥窑，≥200℃，热处理时间≥24h。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖及制备方法，生产不烧砖，代替烧成镁铬砖、高纯镁砖、镁铝砖，用于高温竖窑，增加使用寿命，具有耐高温、耐磨损、抗剥落、特别高的热震稳定性、隔热性能良好的优点。本发明添加的菱镁石微粉在高温下分解产生二氧化碳，留下大量微气孔，可增加不烧砖的微孔率，可有效降低其导热率，隔热性能良好，提高不烧砖的使用性能。粉末状硼酸180目在二次烧结中能起到促烧结作用。因为高温竖窑工作中温度相对其他窑炉并不算高，镁铝铬质不烧砖在工作中二次烧结效果并不理想，这也是高温竖窑很少采用不烧砖的原因之一，而粉末状硼酸180目可以在二次烧结过程中起到降低烧成温度的效果，达到促烧结作用。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖，包括以下重量份数的原料：骨料：1mm～3mm的电熔镁铝尖晶石10-15份、0～1mm的98电熔镁砂20-25份、1mm～3mm的98电熔镁砂15-20份、3mm～5mm的98电熔镁砂10-15份、98电熔镁砂200目细粉22-29份、轻烧白云石粉20-30份、菱镁石粉10-15份；辅料：铁铝尖晶石200目细粉1-3份、粉末状硼酸1-3份、巴基斯坦铬矿超微粉5-10份、氧化锆：2-4份；结合剂：2-4份。所述巴基斯坦铬矿超微粉粒度为325目,所述粉末状硼酸为180目。所述结合剂是酚醛树脂。所述轻烧白云石粉经水消化后研磨成粒度＜0.044μm的超微粉，所述菱镁石粉的d50值为50～500nm。一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖的制备方法，1)预混料：先将上述重量份数的98电熔镁砂200目细粉、轻烧白云石粉、菱镁石粉、巴基斯坦铬矿超微粉进行预混合；2)将混练好的物料压制成块或球，然后在高温竖窑中煅烧，温度为1800℃～2000℃，保温6～24小时，冷却后破碎成1-3mm的微孔镁砂颗粒；本发明添加的菱镁石微粉在高温下分解产生二氧化碳，留下大量气孔，添加的微粉为纳米级微粉，分解产生气孔多为封闭气孔，且气孔孔径小，可增加不烧砖的微孔率，可有效降低其导热率，隔热性能良好，提高不烧砖的使用性能；3)混练：先将上述重量份数的粉末状硼酸、1mm～3mm的电熔镁铝尖晶石、0～1mm的98电熔镁砂、1mm～3mm的98电熔镁砂、3mm～5mm的98电熔镁砂，干混≥3min，然后加入结合剂酚醛树脂，再混3～5min，加入步骤2)得到的微孔镁砂颗粒、铁铝尖晶石200目细粉、氧化锆，混20～25min，然后出料；4)机压成型：采用1000吨压砖机成型；5)热处理：干燥窑，≥200℃，热处理时间≥24h。本发明用98电熔镁砂为主要原料制作镁铝铬质不烧砖。其使用效果远远超过目前使用的烧成镁铬砖、镁铝砖、高纯镁砖。铁铝尖晶石可以降低二次烧结温度，形成镁铁铝尖晶石，有助于高温性能。巴基斯坦铬矿超微粉，其目的在于生产使用过程中，烧结生成镁铬尖晶石，从而使制品具有更好的耐磨损、抗剥落、抗高温等性能；电熔镁铝尖晶石为预合成尖晶石，减少二次烧成过程中过大的体积变化，加入目的是极大的提高热震性能。粉末状硼酸增加二次烧结过程中低温易溶物的产生，降低二次烧成温度，延长使用寿命；氧化锆在使用过程中氧化锆相变产生的微裂纹可提高热震稳定性。实施例见表1；表1：实施例1-5镁铝铬质不烧砖的制备配方原料例1例2例3例4例598电熔镁砂3-5mm10份15.5份15份14.5份11.5份98电熔镁砂1-3mm20份16份20份15.5份15份98电熔镁砂0-1mm20份22份23份24份25份98电熔镁砂200目20份27份26份23份28份电熔镁铝尖晶石1-3mm10份11份14份13.5份15份巴基斯坦铬矿325目5份10份7份9份8份轻烧白云石粉21份25份28份26份29份菱镁石粉11份15份12份14份13份铁铝尖晶石200目细粉1份2份2.5份3份1.5份氧化锆2份2份4份3份4份粉末状硼酸180目3份2.5份3份1.5份2.5份酚醛树脂3.5份2.5份3份4份2份实施例原料指标见表2表2：实施例1-5主要原料指标单位：wt％当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
骨料：1mm～3mm的电熔镁铝尖晶石10-15份、0～1mm的98电熔镁砂20-25份、1mm～3mm的98电熔镁砂15-20份、3mm～5mm的98电熔镁砂10-15份、98电熔镁砂200目细粉22-29份、轻烧白云石粉20-30份、菱镁石粉10-15份；
辅料：铁铝尖晶石200目细粉1-3份、粉末状硼酸1-3份、巴基斯坦铬矿超微粉5-10份、氧化锆：2-4份；
结合剂：2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖，其特征在于，所述巴基斯坦铬矿超微粉粒度为325目，所述粉末状硼酸为180目。
3.根据权利要求1所述的一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖，其特征在于，所述结合剂是酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖，其特征在于，所述轻烧白云石粉经水消化后研磨成粒度＜0.044μm的超微粉，所述菱镁石粉的d50值为50～500nm。
5.一种如权利要求1-4其中任意一项所述的应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖的制备方法，其特征在于，
1)预混料：先将上述重量份数的98电熔镁砂200目细粉、轻烧白云石粉、菱镁石粉、巴基斯坦铬矿超微粉进行预混合；
2)将混练好的物料压制成块或球，然后在高温竖窑中煅烧，温度为1800℃～2000℃，保温6～24小时，冷却后破碎成1-3mm的微孔镁砂颗粒；
3)混练：先将上述重量份数的粉末状硼酸、1mm～3mm的电熔镁铝尖晶石、0～1mm的98电熔镁砂、1mm～3mm的98电熔镁砂、3mm～5mm的98电熔镁砂，干混≥3min，然后加入结合剂酚醛树脂，再混3～5min，加入步骤2)得到的微孔镁砂颗粒、铁铝尖晶石200目细粉、氧化锆，混20～25min，然后出料；
4)机压成型：采用1000吨压砖机成型；
5)热处理：干燥窑，≥200℃，热处理时间≥24h。
技术总结一种应用于高温竖窑的镁铝铬质不烧砖，包括以下重量份数的原料：1mm～3mm的电熔镁铝尖晶石10‑15份、0～1mm的98电熔镁砂20‑25份、1mm～3mm的98电熔镁砂15‑20份、3mm～5mm的98电熔镁砂10‑15份、98电熔镁砂200目细粉22‑29份、轻烧白云石粉20‑30份、菱镁石粉10‑15份；铁铝尖晶石200目细粉1‑3份，粉末状硼酸1‑3份、巴基斯坦铬矿超微粉5‑10份、氧化锆：2‑4份；结合剂：2‑4份。本发明生产的不烧砖，代替烧成镁铬砖、高纯镁砖、镁铝砖，用于高温竖窑，增加使用寿命，具有耐高温、耐磨损、抗剥落、特别高的热震稳定性、隔热性能良好的优点。
技术研发人员：李长江;张义先;尹斌;金钊
受保护的技术使用者：海城利尔麦格西塔材料有限公司
技术研发日：2020.02.18
技术公布日：2020.06.05
