專利名稱：一種鎂尖晶石鋯質三層復合磚及其制備方法
一種鎂尖晶石鋯質三層復合磚及其制備方法技術領域
本發明屬于屬于耐火材料技術領域，具體地說，涉及到一種鎂尖晶石鋯質三層復合磚及其制備方法。
背景技術：
隨著水泥生產新技術的不斷出現，水泥生產主機設備向大型化方向發展，增加產量、提高質量、節能降耗、降低成本成為生產管理中增加效益的關鍵。現有的耐火磚和隔熱磚大都為單一材質，使用時需將各種性能的磚配合使用，若在相對固定不動的設備上，如隧道窯、倒焰窯，配合使用都能滿足要求，但在一些相對運動的設備上，如回轉窯，配合使用就很難滿足要求。一些廠家和研究單位對此進行了研究和攻關，并推出了一些重質材料和輕質材料相結合的復合磚，但由于輕質部分結構強度過低，無法滿足使用要求，而且重質部分和輕質部分因材質問題容易發生反應，從而影響到產品性能和使用效果，因此沒有大范圍推廣，還是以重質磚為主。
以海螺集團10000t/d的回轉窯為例，前過渡帶使用尖晶石磚、燒成帶使用鎂鉻磚，由于前過渡帶尖晶石磚和燒成帶鎂鉻磚的導熱系數大(彡2. 7ff/m · K)，使得窯筒體外壁溫度較高(大約在380°C左右，高溫時能達420°C )，這樣一方面會使窯筒體散熱增加，從而加大熟料熱耗，引起熟料單位成本增加；另一方面極易使筒體受熱膨脹，致使窯中部托輪瓦溫度升高，尤其是在使用后期或夏季給設備的正常運行帶來較大隱患。筒體過熱增加了機械設備的損壞幾率、加速了筒體變形，而筒體變形又加速了內襯的機械破壞，其結果是掉磚、停窯，影響水泥回轉窯的運轉率。
綜上所述，目前水泥生產行業急需一種具有耐火、隔熱雙重功能的復合磚，以使回轉窯過渡帶和燒成帶部位的筒體溫度降低，減少散熱損失，改善設備維護，提高設備運轉率。發明內容
本發明的目的在于提供一種具有耐磨性好、耐火度高、結構強度大及保溫隔熱性能好的鎂尖晶石鋯質三層復合磚及其制備方法，實現復合磚的耐火隔熱一體功能，提高回轉窯節能效果。
本發明的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括以鎂尖晶石鋯質材料為原料制備的重質工作層、以電熔空心球為原料制備的輕質隔熱層、重質工作層與輕質隔熱層之間的過渡層， 所述過渡層以尖晶石或鎂鋁鉻或鎂鋁鈦或鎂尖晶石鋯為原料制備而成。
上述重質工作層的耐火效果好，輕質隔熱層的隔熱效果好，而過渡層可以起到過渡作用，避免重質工作層和輕質隔熱層產生反應，影響使用效果和壽命。
進一步地，為保證耐火效果，所述重質工作層包含至少占總重量80%的MgO，占總重量5 15%的Al2O3，占總重量0. 7 3%的&02。其余為原料引入的其他組分。
進一步地，為保證隔熱效果，所述輕質隔熱層中的電熔空心球是氧化鋁空心球、剛玉空心球、鋁鈣空心球、鋁鈦空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、鎂鋁空心球、鎂鋁鈣空心球、鎂鈣空心球、鎂鉻空心球、鎂鈦空心球、氧化鎂空心球中的一種或一種以上的組合；所述氧化鋁空心球含有至少占總重量98%的Al2O3 ；所述剛玉空心球含有至少占總重量93% 的Al2O3 ；所述鋁鈣空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 99. 9%的CaO ；所述鋁鈦空心球含有占總重量40 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 60%的TiA ；所述鉻剛玉空心球含有占總重量70 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 30 %的Cr2O3 ；所述鋯剛玉空心球含有占總重量90 99. 9 %的Al2O3，且含有占總重量0. 1 10%的^O2 ；所述鎂鋁空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 99. 9%的MgO ；所述鎂鋁鈣空心球含有占總重量0. 01 99. 9%的CaO，且含有占總重量 0. 01 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 01 99. 9%的MgO ；所述鎂鈣空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的CaO，且含有占總重量0.01 99. 9%的MgO;所述鎂鉻空心球含有占總重量70 99. 9 %的MgO，且含有占總重量0. 1 30 %的Cr2O3 ；所述鎂鈦空心球含有占總重量90 99. 9% MgO，且含有占總重量0. 1 10%的TW2 ；所述氧化鎂空心球含有至少占總重量95%的MgO。
進一步地，為保證結構致密、各層之間結合良好，所述過渡層所用原料由顆粒和細粉組成，或由空心球和細粉組成。
本發明提出的上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括如下步驟
A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10 30分鐘后備用；
B 輕質隔熱層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10 30分鐘備用；
C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10 30分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓或機壓成型；
E 燒成將成型后的坯體取出經80 150°C烘干后，裝窯于1600 1700°C保溫 3 8小時燒成。
上述結合劑為硫酸鎂溶液、硫酸鋁溶液、磷酸鋁溶液、木質磺酸鹽溶、氯化鋁溶液、 聚磷酸鈉溶液、木質磺酸鹽溶液、磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液中的一種或多種，且不同步驟可采用相同或不同的結合劑。
本發明的鎂尖晶石鋯質三層復合磚引入了過渡層，能夠避免重質工作層和輕質隔熱層產生反應，使產品在不降低材料使用壽命的情況下具有很好的耐火隔熱效果，從而起到了節約能耗，降低材料消耗和減少回轉窯耐火材料用量的作用，能夠有效延長設備使用壽命ο


圖1是本發明的鎂尖晶石鋯質三層復合磚的剖視圖。
具體實施方式
下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的具體實施方式
如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。
實施例1
如圖1所示，本實施例的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括重質工作層1、輕質隔熱層 3、重質工作層1與輕質隔熱層3之間的過渡層2。
其中
重質工作層1采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為3 5mm的電熔鎂砂18% ；粒徑為1 3mm的電熔鎂砂20% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔鎂砂 30% ；粒徑為325目的電熔鎂粉20% ；粒徑為325目的電熔剛玉微粉10% ；粒徑為325目的單斜鋯粉2%。備料時所采用的結合劑為硫酸鎂溶液，其重量為重質工作層重量的2%。
過渡層2采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于Imm的燒結尖晶石45%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結尖晶石25% ；粒徑為325目的燒結尖晶石粉 30%。備料時所采用的結合劑為硫酸鎂溶液，其重量為過渡層重量的3%。
輕質隔熱層3采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于325目的鎂鉻空心球55% ；粒徑為325目的尖晶石微粉45%。備料時所采用的結合劑為硫酸鎂溶液， 其重量為輕質隔熱層重量的6%。
上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10分鐘后備用；
B 輕質隔熱層備料將鎂鉻空心球按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入尖晶石微粉，攪拌30分鐘備用；
C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質工作層、過渡層和輕質隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經150°C烘干后，裝窯于1700°C保溫3小時燒成。
實施例2
如圖1所示，本實施例的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括重質工作層1、輕質隔熱層 3、重質工作層1與輕質隔熱層3之間的過渡層2。
其中
重質工作層1采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為1 3mm的電熔鎂砂30% ；粒徑大于Imm的電熔尖晶石10% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔鎂砂 20% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔尖晶石10% ；粒徑為325目的電熔鎂粉20% ；粒徑為325目的電熔尖晶石6. 5% ；粒徑為325目的單斜鋯粉3. 5%。備料時所采用的結合劑為硫酸鎂溶液，其重量為重質工作層重量的2%。
過渡層2采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于Imm的電熔尖晶石50% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔尖晶石20% ；粒徑為325目的電熔尖晶石粉 30%。備料時所采用的結合劑為硫酸鎂溶液，其重量為過渡層重量的2%。
輕質隔熱層3采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于325目的氧化鋁空心球55% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時所采用的結合劑為硫酸鋁溶液，其重量為輕質隔熱層重量的6%。
上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌30分鐘后備用；
B 輕質隔熱層備料將氧化鋁空心球按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌30分鐘備用；
C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌30分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質工作層、過渡層和輕質隔熱層的高度尺寸比例為1 0.3 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經80°C烘干后，裝窯于1700°C保溫3小時燒成。
實施例3
如圖1所示，本實施例的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括重質工作層1、輕質隔熱層 3、重質工作層1與輕質隔熱層3之間的過渡層2。
其中
重質工作層1采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為3 5mm的電熔鎂砂18% ；粒徑為1 3mm的電熔鎂砂20% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔鎂砂 30% ；粒徑為325目的電熔鎂粉20% ；粒徑為325目的電熔剛玉微粉10% ；粒徑為325目的單斜鋯粉2%。備料時所采用的結合劑為黃糊精溶液，其重量為重質工作層重量的2%。
過渡層2采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的燒結尖晶石空心球55% ；粒徑為325目的燒結尖晶石粉45%。備料時所采用的結合劑為黃糊精溶液，其重量為過渡層重量的5%。
輕質隔熱層3采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于325目的剛玉空心球55% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時所采用的結合劑為磷酸鋁溶液，其重量為輕質隔熱層重量的5%。
上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；
B 輕質隔熱層備料將剛玉空心球按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌20分鐘備用；
C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌20分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質工作層、過渡層和輕質隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經150°C烘干后，裝窯于1600°C保溫5小時燒成。
實施例4
如圖1所示，本實施例的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括重質工作層1、輕質隔熱層 3、重質工作層1與輕質隔熱層3之間的過渡層2。
其中
重質工作層1采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為1 3mm的電熔鎂砂30% ；粒徑大于Imm的電熔尖晶石10% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔鎂砂 20% ；粒徑小于Imm且大于325目的電熔尖晶石10% ；粒徑為325目的電熔鎂粉20% ；粒徑為325目的電熔尖晶石6. 5% ；粒徑為325目的單斜鋯粉3. 5%。備料時所采用的結合劑為木質磺酸鹽溶液，其重量為重質工作層重量的2%。
過渡層2采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的電熔尖晶石空心球60% ；粒徑為325目的燒結尖晶石粉40%。備料時所采用的結合劑為木質磺酸鹽溶液，其重量為過渡層重量的5%。
輕質隔熱層3采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于325目的鎂鈦空心球20% ；粒徑大于325目的氧化鎂空心球40% ；粒徑為325目的剛玉粉40%。備料時所采用的結合劑為磷酸鎂溶液，其重量為輕質隔熱層重量的5%。
上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；
B 輕質隔熱層備料將鎂鈦空心球、氧化鎂空心球按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌20分鐘備用；
C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌20分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質工作層、過渡層和輕質隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經110°C烘干后，裝窯于1600°C保溫4小時燒成。
實施例5
如圖1所示，本實施例的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括重質工作層1、輕質隔熱層 3、重質工作層1與輕質隔熱層3之間的過渡層2。
其中
重質工作層1采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為1 5mm的燒結鎂砂40%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結鎂砂30% ；粒徑為325目的燒結鎂粉20%; 粒徑為325目的α-Al2O3微粉8. 5%;粒徑為325目的單斜鋯粉1. 5%。備料時所采用的結合劑為黃糊精溶液，其重量為重質工作層重量的2%。
過渡層2采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的燒結尖晶石空心球55% ；粒徑為325目的燒結尖晶石粉45%。備料時所采用的結合劑為黃糊精溶液，其重量為過渡層重量的5%。
輕質隔熱層3采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于325目的鋁鈦空心球17% ；粒徑大于325目的鉻剛玉空心球15% ；粒徑大于325目的鋯剛玉空心球 8% ；粒徑大于325目的鋁鈣空心球15% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時所采用的結合劑為氯化鋁溶液，其重量為輕質隔熱層重量的5%。
上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；
B 輕質隔熱層備料將鋁鈦空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、鋁鈣空心球按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌20分鐘備用；
C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌20分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質工作層、過渡層和輕質隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經110°C烘干后，裝窯于1600°C保溫4小時燒成。
實施例6:
如圖1所示，本實施例的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括重質工作層1、輕質隔熱層 3、重質工作層1與輕質隔熱層3之間的過渡層2。
其中
重質工作層1采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為1 5mm的燒結鎂砂40%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結鎂砂30% ；粒徑為325目的燒結鎂粉20%; 粒徑為325目的α-Al2O3微粉8. 5%;粒徑為325目的單斜鋯粉1. 5%。備料時所采用的結合劑為硫酸鎂溶液，其重量為重質工作層重量的3%。
過渡層2采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的鎂鋁鉻空心球55%;粒徑為325目的燒結尖晶石粉45%。備料時所采用的結合劑為硫酸鎂溶液，其重量為過渡層重量的5%。
輕質隔熱層3采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于325目的鎂鉻空心球55%;粒徑為325目的尖晶石微粉45%。備料時所采用的結合劑為聚磷酸鈉溶液， 其重量為輕質隔熱層重量的6%。
上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10分鐘后備用；
B 輕質隔熱層備料將鎂鉻空心球按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入尖晶石微粉，攪拌30分鐘備用；
C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質工作層、過渡層和輕質隔熱層的高度尺寸比例為1 0.2 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經150°C烘干后，裝窯于1700°C保溫3小時燒成。
實施例7
如圖1所示，本實施例的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括重質工作層1、輕質隔熱層 3、重質工作層1與輕質隔熱層3之間的過渡層2。
其中
重質工作層1采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為1 5mm的燒結鎂砂35%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結鎂砂32% ；粒徑為325目的燒結鎂粉20%; 粒徑為325目的電熔剛玉微粉12% ；粒徑為325目的單斜鋯粉1%。備料時所采用的結合劑為硫酸鎂溶液，其重量為重質工作層重量的2%。
過渡層2采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的電熔鎂鋁鈦空心球60% ；粒徑為325目的燒結尖晶石粉40%。備料時所采用的結合劑為木質磺酸鹽溶液，其重量為過渡層重量的5%。
輕質隔熱層3采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于325目的氧化鋁空心球55% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時所采用的結合劑為磷酸溶液，其重量為輕質隔熱層重量的6%。
上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括以下步驟
A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌30分鐘后備用；
B 輕質隔熱層備料將氧化鋁空心球按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌30分鐘備用；
C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌30分鐘備用；
D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質工作層、過渡層和輕質隔熱層的高度尺寸比例為1 0.3 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓成型；
F 燒成將成型后的坯體取出經80°C烘干后，裝窯于1700°C保溫3小時燒成。
實施例8:
如圖1所示，本實施例的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括重質工作層1、輕質隔熱層 3、重質工作層1與輕質隔熱層3之間的過渡層2。
其中
重質工作層1采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為1 5mm的燒結鎂砂40%;粒徑小于Imm且大于325目的燒結鎂砂30% ；粒徑為325目的燒結鎂粉20%;粒徑為325目的α-Al2O3微粉8. 5%;粒徑為325目的單斜鋯粉1. 5%。備料時所采用的結合劑為黃糊精溶液，其重量為重質工作層重量的2%。過渡層2采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑為0. 2 5mm的電熔鎂尖晶石鋯空心球60% ；粒徑為325目的燒結尖晶石粉40%。備料時所采用的結合劑為木質磺酸鹽溶液，其重量為過渡層重量的5%。輕質隔熱層3采用的原料顆粒級配及其質量百分含量為粒徑大于325目的剛玉空心球55% ；粒徑為325目的剛玉粉45%。備料時所采用的結合劑為磷酸二氫鋁溶液， 其重量為輕質隔熱層重量的5%。上述鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法包括以下步驟A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；B 輕質隔熱層備料將剛玉空心球按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入剛玉粉，攪拌20分鐘備用；C 過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒， 將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌20分鐘備用；D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，其中重質工作層、過渡層和輕質隔熱層的高度尺寸比例為1 0.5 1，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓成型；F 燒成將成型后的坯體取出經150°C烘干后，裝窯于1600°C保溫5小時燒成。
權利要求
1.一種鎂尖晶石鋯質三層復合磚，其特征在于包括以鎂尖晶石鋯質材料為原料制備的重質工作層、以電熔空心球為原料制備的輕質隔熱層、重質工作層與輕質隔熱層之間的過渡層，所述過渡層以尖晶石或鎂鋁鉻或鎂鋁鈦或鎂尖晶石鋯為原料制備而成。
2.根據權利要求1所述的鎂尖晶石鋯質三層復合磚，其特征在于所述重質工作層包含至少占總重量80%的MgO，占總重量5 15%的Al2O3，占總重量0. 7 3%的&02。
3.根據權利要求1所述的鎂尖晶石鋯質三層復合磚，其特征在于所述輕質隔熱層中的電熔空心球是氧化鋁空心球、剛玉空心球、鋁鈣空心球、鋁鈦空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球、鎂鋁空心球、鎂鋁鈣空心球、鎂鈣空心球、鎂鉻空心球、鎂鈦空心球、氧化鎂空心球中的一種或一種以上的組合；所述氧化鋁空心球含有至少占總重量98%的Al2O3 ；所述剛玉空心球含有至少占總重量93%的Al2O3 ；所述鋁鈣空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 99. 9%的CaO ；所述鋁鈦空心球含有占總重量40 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 60%的TW2 ；所述鉻剛玉空心球含有占總重量70 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 30%的Cr2O3 ；所述鋯剛玉空心球含有占總重量90 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 10%的^O2 ；所述鎂鋁空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 1 99. 9%的MgO;所述鎂鋁鈣空心球含有占總重量0.01 99. 9% ^ CaO，且含有占總重量0. 01 99. 9%的Al2O3，且含有占總重量0. 01 99. 9%的MgO;所述鎂鈣空心球含有占總重量0. 1 99. 9%的CaO，且含有占總重量0.01 99. 9%的MgO ；所述鎂鉻空心球含有占總重量70 99. 9%的MgO，且含有占總重量0. 1 30%的Cr2O3 ；所述鎂鈦空心球含有占總重量90 99. 9% MgO，且含有占總重量0. 1 10%的TW2 ；所述氧化鎂空心球含有至少占總重量95%的MgO。
4.根據權利要求1或2或3所述的鎂尖晶石鋯質三層復合磚，其特征在于所述過渡層所用原料由顆粒和細粉組成，或由空心球和細粉組成。
5.根據權利要求1所述的鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法，其特征在于包括如下步驟A 重質工作層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，然后將粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再將骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10 30分鐘后備用；B 輕質隔熱層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10 30分鐘備用；C:過渡層備料先將原料篩選為不大于325目的粉料和大于325目的骨料顆粒，將骨料顆粒按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10 30分鐘備用；D 成型完成各層的備料之后，根據設計尺寸用隔板把成型模具的料腔隔成三層，將每層中加入所配好的材料后抽出隔板，采用震動加壓或機壓成型；E 燒成將成型后的坯體取出經80 150°C烘干后，裝窯于1600 1700°C保溫3 8小時燒成。
6.根據權利要求5所述的鎂尖晶石鋯質三層復合磚的制備方法，其特征在于所述結合劑為硫酸鎂溶液、硫酸鋁溶液、磷酸鋁溶液、木質磺酸鹽溶、氯化鋁溶液、聚磷酸鈉溶液、木質磺酸鹽溶液、磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液中的一種或多種，且不同步驟可采用相同或不同的結合劑。
全文摘要
本發明提出了一種具有耐磨性好、耐火度高、結構強度大及保溫隔熱性能好的鎂尖晶石鋯質三層復合磚及其制備方法，實現復合磚的耐火隔熱一體功能，提高回轉窯節能效果。本發明的鎂尖晶石鋯質三層復合磚包括以鎂尖晶石鋯質材料為原料制備的重質工作層、以電熔空心球為原料制備的輕質隔熱層、重質工作層與輕質隔熱層之間的過渡層，所述過渡層以尖晶石或鎂鋁鉻或鎂鋁鈦或鎂尖晶石鋯為原料制備而成。本發明的鎂尖晶石鋯質三層復合磚引入了過渡層，能夠避免重質工作層和輕質隔熱層產生反應，使產品在不降低材料使用壽命的情況下具有很好的耐火隔熱效果，從而起到了節約能耗，降低材料消耗和減少回轉窯耐火材料用量的作用，能夠有效延長設備使用壽命。
文檔編號C04B35/66GK102557699SQ20121006911
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者王家邦, 王立旺 申請人:浙江大學蘇州工業技術研究院