水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法【技术领域】。具体涉及一种水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法。[0002]镁铬耐火材料具有优良的挂窑皮性、抗侵蚀性等，是我国目前水泥回转窑烧成带广泛使用的耐火材料。为了解决镁铬耐火材料造成的Cr6+公害，研发新型无铬耐火材料已成为耐火材料工作的热点。与镁铬耐火材料相比，方镁石-镁铝尖晶石耐火材料不仅提高了回转窑窑衬抗蠕变性、热震稳定性等，且能在氧化或还原气氛中保持较好的稳定性，是替代镁铬耐火材料的主要品种之一。[0003]目前关于方镁石-镁铝尖晶石耐火材料的制备方法主要包括两种:一种是完全以镁砂颗粒为骨料、以镁砂细粉和镁铝尖晶石细粉等为基质来制备方镁石-镁铝尖晶石耐火材料，一种是以镁砂颗粒和镁铝尖晶石颗粒为骨料、以镁砂细粉和镁铝尖晶石细粉等为基质来制备方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。前者如利用电熔镁砂和烧结镁铝尖晶石原料制备方镁石-尖晶石耐火材料(曹林洪等。复合添加剂对方镁石-尖晶石砖性能的影响。耐火材料，2002，4:204-209)，后者如利用镁砂和尖晶石原料制备方镁石-尖晶石耐火材料(宋金标等。镁铝尖晶石砖的生产方法(ZL 200910066276.9))，这些技术制备的方镁石-镁铝尖晶石耐火材料的挂窑皮性能较差，仍不能在水泥回转窑烧成带广泛使用。
[0004]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种制备工艺简单的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料的制备方法，用该方法制备的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料不仅具有镁铝尖晶石分布可控的特点，还具有挂窑皮性能好、热震稳定性好和抗介质侵蚀能力强的优点。[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:将75、5wt%的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、4~20被％的镁砂和0.5^5wt%的镁铝尖晶石混合，得到混合料，外加所述混合料3^8wt%的结合剂，搅拌均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110°C条件下干燥8~36小时，然后在150(Tl65(rC条件下烧成，保温4-15小时，即得水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。[0006]在上述技术方案中:
所述的方镁石-镁铝尖晶石复合材料的物相组成为方镁石相和镁铝尖晶石相，两相分布均匀，镁铝尖晶石相的晶粒尺寸为f 50Mm ;粒径小于5mm ；A1203含量为3~20wt%。
[0007]所述的镁砂为电熔镁砂、烧结镁砂中的一种以上，MgO含量>95wt%，粒径小于0.088mm。
[0008]所述的镁铝尖晶石的粒径小于0.088mm, Al2O3含量为68~74wt%。
[0009]所述的结合剂为亚硫酸纸浆废液和氯化镁水溶液中的一种以上。[0010]所述机压成型的成型压力为15(T250MPa。
[0011]由于采用上述技术方案，本发明以方镁石-镁铝尖晶石复合材料为主，辅以镁砂细粉和镁铝尖晶石细粉，制得以方镁石相为主要相成分、镁铝尖晶石相为次要相成分且镁铝尖晶石相分布均匀的方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。所制备的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料的气孔率为14.0-19.0%、体积密度为2.85^3.05 g/cm3、常温耐压强度为40~90MPa、荷重软化温度(0.2MPaX0.6%)大于1700°C、热震性(1100°C，水冷)为6~20次。
[0012]本发明的创新之处在于，从原料的物相组成及分布着手，控制方镁石-镁铝尖晶石耐火材料中镁铝尖晶石相的晶粒大小及分布，获得了镁铝尖晶石相晶粒大小合适且分布均匀的方镁石-镁铝尖晶石耐火材料，这种耐火材料既具有很好的挂窑皮性能、较高的耐火度、良好的抗碱、硫、氯和熟料等侵蚀能力，又具有较高的荷重软化温度、较高的高温强度和较好的热震稳定性。
[0013]因此，本发明制备工艺简单，所制备的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料不仅具有镁铝尖晶石分布可控的特点，还具有挂窑皮性能好、热震稳定性好和抗介质侵蚀能力强的优点。
[0014]下面结合对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
[0015]为避免重复，先将本中的原料统一描述如下，实施例中不再赘述:
镁砂为电熔镁砂、烧结镁砂中的一种以上，MgO含量>95wt%，粒径小于0.088mm。
[0016]镁铝尖晶石的粒径小于0.088mm, Al2O3含量为68~74wt%。
[0017]实施例1
一种水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法:将15~18被％的粒径为5^3mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、3(T33wt%的粒径为3~lmm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、15~17wt%的粒径为f 0.088mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、15~18wt%的粒径小于0.088mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、15^20wt%的镁砂和3~5wt%的镁铝尖晶石混合，得到混合料，外加所述混合料3~5wt%的亚硫酸纸衆废液,搅拌均匀，在18(T250MPa压力下机压成型。成型后的坯体在110°C条件下干燥8~24小时，最后在155(T1650°C条件下保温4、小时烧成，即得水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。
[0018]本实施例中:方镁石-镁铝尖晶石复合材料的物相组成为方镁石相和镁铝尖晶石相，两相分布均匀，镁铝尖晶石相的晶粒尺寸为f20Mm ;A1203含量为3~8wt%。
[0019]采用本实施例所述技术方案，可得到显气孔率为14.0-17.0%、体积密度为
2.90~3.05 g/cm3、常温耐压强度为6(T90MPa、荷重软化温度(0.2MPaX0.6%)大于1700°C、热震性(1100°C，水冷)为12~20次的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。
[0020]实施例2
一种水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法:将17~19被％的粒径为5^3mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、32~34wt%的粒径为3~lmm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、16~18wt%的粒径为f 0.088mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、18~22wt%的粒径小于0.088mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、l(Tl5wt%的镁砂和2~4wt%的镁铝尖晶石混合，得到混合料，外加所述混合料4~6wt%的氯化镁水溶液，搅拌均匀，在15(T200MPa压力下机压成型。成型后的坯体在110°C条件下干燥10~30小时，最后在150(Tl60(rC条件下保温扩15小时烧成，即得水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。
[0021]本实施例中:方镁石-镁铝尖晶石复合材料的物相组成为方镁石相和镁铝尖晶石相，两相分布均匀，镁铝尖晶石相的晶粒尺寸为2(T40Mm ；A1203含量为8~15wt%。
[0022]采用本实施例所述技术方案，可得到显气孔率为16.0-19.0%、体积密度为
2.85~3.00 g/cm3、常温耐压强度为40~70MPa、荷重软化温度(0.2MPaX0.6%)大于1700°C、热震性(1100°C，水冷)为6~14次的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。
[0023]实施例3
一种水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法:将35~40wt%的粒径为3~Imm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、3(T35wt%的粒径为0.088mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、15~20wt%的粒径小于0.088mm的方镁石-镁招尖晶石复合材料、4~10wt%的镁砂和0.5^3wt%的镁铝尖晶石混合，得到混合料，外加所述混合料f 3wt%的氯化镁水溶液和2~5wt%的亚硫酸纸浆废液搅拌均匀，在15(T200MPa压力下机压成型。成型后的坯体在110°C条件下干燥20~36小时，最后在152(T1620°C条件下保温6~10小时烧成，即得水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。
[0024]本实施例中:方镁石-镁铝尖晶石复合材料的物相组成为方镁石相和镁铝尖晶石相，两相分布均匀，镁铝尖晶石相的晶粒尺寸为3(T50Mm ;A1203含量为12~20wt%。
[0025]采用本实施例所述技术方案，可得到显气孔率为15.0-18.0%、体积密度为
2.88~2.98 g/cm3、常温耐压强度为5(T80MPa、荷重软化温度(0.2MPaX0.6%)大于1700°C、热震性(1100°C，水冷)为8~16次的方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。
[0026]实施例4
一种水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法:将13~16#%的粒径为5^3mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、32~36wt%的粒径为3~lmm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、16~18wt%的粒径为f 0.088mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、16~20wt%的粒径小于0.088mm的方镁石-镁铝尖晶石复合材料、l(Tl5wt%的镁砂和2~4w t%的镁铝尖晶石混合，得到混合料，外加所述混合料4~6wt%的亚硫酸纸衆废液搅拌均匀，在15(T250MPa压力下机压成型。成型后的坯体在110°C条件下干燥12~30小时，最后在155(Tl650°C条件下保温8~12小时烧成，即得水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。
[0027]本实施例中:方镁石-镁铝尖晶石复合材料的物相组成为方镁石相和镁铝尖晶石相，两相分布均匀，镁铝尖晶石相的晶粒尺寸为5~25Mm ;A1203含量为5~10wt%。
[0028]采用本实施例所述技术方案，可得到显气孔率为14.5~17.5%、体积密度为
2.92~3.03 g/cm3、常温耐压强度为5(T90MPa、荷重软化温度(0.2MPaX0.6%)大于1700°C、热震性(1100°C，水冷)为15~20次的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。
[0029]本以方镁石-镁铝尖晶石复合材料为主，辅以镁砂细粉和镁铝尖晶石细粉，制得以方镁石相为主要相成分、镁铝尖晶石相为次要相成分且镁铝尖晶石相分布均匀的方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。所制备的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料的气孔率为14.0-19.0%、体积密度为2.85~3.05 g/cm3、常温耐压强度为4(T90MPa、荷重软化温度(0.2MPaX0.6%)大于1700°C、热震性(1100°C，水冷)为6~20次。
[0030]本从原料的物相组成及分布着手，控制水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料中镁铝尖晶石相的晶粒大小及分布，获得了镁铝尖晶石相晶粒大小合适且分布均匀的方镁石-镁铝尖晶石耐火材料，这种耐火材料既具有很好的挂窑皮性能、较高的耐火度、良好的抗碱、硫、氯和熟料等侵蚀能力，又具有较高的荷重软化温度、较高的高温强度和较好的热震稳定性。
[0031]因此，本制备工艺简单，所制备的水泥回转窑用方镁石-镁铝尖晶石耐火材料不仅具有镁铝尖晶石分布可控的特点，还具有挂窑皮性能好、热震稳定性好和抗介质侵蚀能力强的优点。