耐火材料組成及用此組成製成的耐火磚的製作方法

2023-05-30 17:04:36

專利名稱:耐火材料組成及用此組成製成的耐火磚的製作方法
本發明涉及一種耐火材料組成，特別是用它製造砌築水泥工業中的迴轉窯爐襯的耐火磚。材料的組成以鎂尖晶石為基礎，含有(按重量計算)10%到50鎂尖晶石燒結體(Mgo·Al2O3)，50%到90%燒結氧化鎂。按兩者的總量為100%加入一種能促進表面上形成沉積物的金屬氧化物。還涉及用此組成製造的耐火磚。
由於以鎂尖晶石為基礎的耐火磚具有優越的性能，在水泥工業中，逐漸推廣使用這種耐火磚砌築迴轉窯的爐襯，特別是燒結帶的爐襯日益增多。但是在使用中也發現這種鎂塵晶石耐火磚特別是在不良的操作條件下很少從燒結熔體上形成附著物(在磚上形成一層沉積物)。但是形成一定的沉積層是必要的。它不僅可以保護耐火磚抵抗水泥熟料熔融物的熱化學侵蝕，還可以增強爐體對外的隔熱效果。
為此，美國專利US-PS4389492曾提出過一種類似的耐火材料組成和用它製造的耐火磚。專利中指出，燒結氧化鎂為抗侵蝕成份，尖晶石作為彈性增強劑，而以添加氧化鐵來改善鎂尖晶石組成的附著物形成。但是這種氧化鐵添加劑雖然能促使附著物的形成，可是只在比較低的操作溫度範圍，即約在1450℃以下。由於這一原因，只在升溫時，或水泥迴轉窯的正常操作溫下產生增強附著物形成的效果。而在不可避免的過熱情況下，已形成的附著物又會消失。特別是耐火磚與附著物之間的邊界層被熔化後，不可能再重新形成。因為在這樣高的溫度下，添加的氧化鐵已不產生促進附著物形成的作用。此外，這種添加氧化鐵的方法，還會對純的鎂尖晶石的其他性質產生不良的影響而使它成為接近於通常的含氧化鐵的氧化鎂製品，例如二種商品名為RADEX ZA 75的鎂磚，它的氧化鎂含量為(按重量計算)76.9%，cao含量為1.3%，Fe2O3含量為3.5%，Al2O3含量為14.9%，Sio2含量為3.2%(1983年10月6-7日亞琛第26屆國際耐火材料會議論文集，第69-70頁)。
本發明的任務以改善本文開始所提出的耐火材料組成及用此組成製造耐火磚的性質為出發點，即在高溫下仍能產生附著物形成的促進作用，特別是在水泥工業用迴轉窯的燒結帶在過熱情況下仍能具備這種作用。
本發明解決這一問題方法的特點是在本文開始提出的耐火材料組成中加入氧化鋯，而這種金屬氧化物的粒度範圍在0.1毫米以下。在可能條件下應將氧化鋯的粒度安排在小於0.06毫米範圍。
本發明還提出，在可能條件下，氧化鋯的含量應在1%到2%(重量)範圍。
本發明涉及的耐火磚就是用本發明提出的耐火材料組成製造的。
本發明是引人注目的。它成功地克服了目前用氧化鐵添加劑以促使附著物形成所帶來的不足之處。其方法是添加氧化鋯而不是添加氧化鐵來促使附著物的形成。這樣即使在高於窯爐正常操作的溫度條件下仍能獲得良好的附著層。從而形成了能適應非常條件下操作的優越性能。經驗證明，這種方法不僅促進了附著物的形成，而且還顯著減小了水泥熟料熔融物滲入耐火磚中的深度，明顯地延長了耐火磚的使用壽命。特別是在水泥迴轉窯中耐火磚要承受多次冷卻及重新加熱的作用，上面已形成的附著層通常易脫落及碎裂。
德國專利DE-OS2646430中雖已提出過在鎂磚中添加氧化鋯的問題。但其添加目的是為了消除鎂磚中過量的氧化鈣的危害作用，而沒有指出氧化鋯會以任何方式影響附著物形成的作用。德國專利DE-OS2507556，也涉及耐火磚中加氧化鋯來解決前述問題。此外，從德國專利DE-OS2249814知道，鎂磚中加入氧化鋯作為增強彈性劑。然而這裡的氧化鋯是為了增強彈性，與本發明中鎂尖晶石所含的尖晶石的作用一樣。在這些資料中都看不出氧化鋯可用作鎂尖晶石耐火磚的附著物形成促進劑的內容。而且可以看出，這些專利中使用的氧化鋯都在較大的粒度範圍，遠超過本發明要求的顆粒細度。本發明要求使用的氧化鋯顆粒直徑小於0.06毫米。
本發明的另一些特徵及優點在以下實例及附圖中加以闡明。附圖中的一條曲線指示出附著物的形成與按照本發明製成的耐火磚中氧化鋯含量之間的關係。
例1.
按重量將78%燒結氧化鎂，20%尖晶石燒結體及2%氧化鋯混合成1000千克的物料。ZrO2的粒度小於0.06毫米。總的配料的粒度則按4-2毫米，2-1毫米，1-0.1毫米以及小於0.1毫米的粒度分級，以通常採用的配合比例配製。物料在機械攪拌的混合機中混合併加入1.5%水及2%亞硫酸紙漿廢液(紙漿廢液的濃度為50%，均按重量%計算)。混合後的物料在液壓機中以140N/mm2的壓力壓製成磚坯。磚坯用通常採用的方法乾燥後進入隧道窯中，在1700℃的燒成溫度下保溫8小時。將用這種方法製成的耐火磚砌築在水泥迴轉窯中的燒結帶指定的試驗區。作為對比，試驗區中在試驗磚的一側砌築一些不含氧化鋯的耐火磚，而在另一側砌築一些不含氧化鋯而含氧化鐵的耐火磚。這些耐火磚的其他組成及製造方法都和試驗耐火磚相同。
水泥迴轉窯操作三個月後，停爐檢查。發現按本發明製成的耐火磚上形成均勻的附著層。而不含鋯的耐火磚上則不形成附著層。不含氧化鋯而含氧化鐵的耐火磚上雖形成一些附著層，但大部分已經脫落。
例2按照例1描述的製造方法，組成中氧化鋯的含量為0.5%到5%，以相同的差距製成10種試驗磚。附著物的形成情況用燒結密著試驗進行測定。
試驗磚為邊長為7釐米的立方塊。每次試驗將兩個立方塊疊起來，中間夾一層水泥生料製成的薄片。放在納伯爾電熱爐中加熱到1450℃，保溫5小時。放冷後用拉力試驗機測定兩立方塊之間的水泥燒結層與磚的密著強度。從試驗結果得出附圖中的曲線。它指示出密著強度，也就是附著物的形成與添加的氧化鋯量之間的關係。
從附圖中的曲線可以看出。最佳的附著物形成是在氧化鋯含量為1%到2%(重量)之間。不過在試驗中所安排的0.5%到4.5%(重量)氧化鋯含量範圍全部附著物的形成情況都是好的。
例3按照前面例1中提出的鎂尖晶石組成和耐火磚的製造方法製成與例2相同的邊長為7釐米的立方塊。一種磚中的ZrO2加入量為2%，而另一種作為對比的耐火磚中則不含氧化鋯。試驗的安排與例1相同。在耐火磚受水泥熟料熔融物作用後測定熔融物在磚中的滲入深度。結果指出與不含氧化鋯的耐火磚對比，在高溫中作用12小時後，含氧化鋯的耐火磚的熔融物滲入深度約減小50%。
以上說明和附圖以及專利申請中所提出的本發明的各種特徵可以分別或進行各種組合加以運用。本發明可以不同的形式諸實施，而這些特徵是本發明的核心。
權利要求
1.以鎂尖晶石為基礎的耐火材料，特別是用來砌築水泥工業的迴轉窯的爐襯的耐火磚，其中含尖晶石燒結體(MgO·Al2O3)10%到50%(重量)及燒結氧化鎂50%到90%(重量)，按兩者總量100%計算加入一種促進附著物形成的金屬氧化物，這種金屬氧化物為氧化鋯，其粒度範圍為小於0.1毫米。
2.權利要求
1所說的耐火材料組成中氧化鋯的粒度範圍在0.06毫米以下。
3.權利要求
1所說的耐火材料組成中氧化鋯的含量在1%到2%(重量)範圍。
4.權利要求
1、2或3中任一項的耐火材料組成製造的耐火磚，特別適用於砌築水泥工業的迴轉窯的爐襯。
專利摘要
本發明涉及以鎂尖晶石為基礎的耐火材料，特別是用來砌築水泥工業的迴轉窯爐襯的耐火磚，其中含(按重量計算)10％到50％尖晶石燒結體(MgO·Al
文檔編號C04B35/04GK87103166SQ87103166
公開日1988年3月2日 申請日期1987年4月29日
發明者古多·魏貝爾, 彼得·巴爾塔 申請人:裡弗拉蒂克尼克有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan