阅读说明：本技术 一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖 (Composite high-alumina silicon carbide brick for cooperatively treating cement kiln predecomposition zone ) 是由 俞益君 王才军 徐志坚 俞清耀 朱秀芬 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖,在砖本体的冷态面嵌有隔热部,隔热部面积占砖冷态面面积的55％～65％,砖本体以高铝矾土熟料、高岭土为骨料,以碳化硅粉、红柱石粉、莫来石为基质,加入适量外加剂制成。本发明具有不炸裂、强度高、低导热、热震稳定性高、耐冲刷、抗侵蚀、不掉砖的特性,质量稳定,使用周期长,减少窑的检修次数,解决了残砖厚度变薄后易红窑的问题。(The invention provides a composite high-alumina silicon carbide brick for cooperatively treating a predecomposition zone of a cement kiln, wherein a heat insulation part is embedded in a cold-state surface of a brick body, the area of the heat insulation part accounts for 55-65% of the area of the cold-state surface of the brick, and the brick body is prepared by taking high-alumina bauxite chamotte and kaolin as aggregates, taking silicon carbide powder, andalusite powder and mullite as matrixes and adding a proper amount of additives. The invention has the characteristics of no cracking, high strength, low heat conduction, high thermal shock stability, scouring resistance, erosion resistance, no brick falling, stable quality, long service cycle, reduced maintenance frequency of the kiln and solves the problem that the kiln is easy to be red after the thickness of the residual brick is thinned.)

一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其是一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖。

背景技术

水泥窑用耐火材料国际发展趋势：在满足水泥生产工艺要求前提下，实现无铬化、长使用周期和利于降低生产能耗。

随着国内环保意识的提高与水泥生产规模的大型化，对耐火材料提出更严苛的技术要求。水泥回转窑烧成带用的无铬碱性耐火材料，已通过科技攻关研制成功并形成商品化生产能力，应用效果良好。

回转窑预分解带划分为分解带、上过渡带、烧成带。随入窑原燃料和窑内般烧情况而变化，各带内衬料所承受的应力大致如下:上过渡带内物料逐步上升至1300Y左右，随后进入烧成带生成熟料，在下过渡带熟料冷却，从回转窑窑口卸料至笆式冷却机。窑皮的热导率约为1.2W/(m.Y)能经常维持厚达150M左右的窑皮.内上、下过渡带和烧成带是预分解窑内热、机械应力和化学侵蚀更为严重的部位，也是碱性耐火材料砌筑的部位。碱性衬料损坏严重的部位是下过渡带的窑口部位，占应力总量的42％，其次是上过渡带轮带下的衬料为22％，该部位筒体椭圆度变形产生的机械应力高达14％，而烧成带衬料有窑皮保护，中心烧成带的应力仅占19％，上烷成带约15％。回转窑分解带内物料温度低于900Y，在正常生产时，分解带内没有窑皮，带内衬料受较强的碱氯硫侵蚀、热震、氧化还原负荷、简体椭圆度产生的机械负荷。衬料的应力百分数反映出衬料的损坏情况，必须按衬料承受应力作用情况来选用材质，才能在生产中得到较长的使用寿命。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，砖本体的冷态面嵌有隔热部，砖本体以高铝矾土熟料、高岭土为骨料，以碳化硅粉、红柱石粉、莫来石为基质，加入适量外加剂制成，制成的砖不炸裂、热震性高、耐冲刷、抗侵蚀、不掉砖的特性，质量稳定，使用周期长，减少窑的检修次数。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，包括砖本体，砖本体的冷态面嵌有隔热部，所述隔热部面积占砖冷态面面积的55％～65％；其中，砖本体以高铝矾土熟料、高岭土为骨料，以碳化硅粉、红柱石粉、莫来石为基质，加入适量外加剂制成。

进一步的，本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，砖本体各组分的重量配比为：

外加：

羧甲基纤维素钠

超微粉

水

将上述组份混合，于混炼机中制成泥料，压制成砖坯后，烘干、烧结成制品。

进一步的，本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，其特征在于，各组分的重量配比为：

外加：

羧甲基纤维素钠

超微粉

水

将上述组份混合，于混炼机中制成泥料，压制成砖坯后，烘干、烧结成制品。

进一步的，本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，所述高铝矾土熟料的颗粒组成包括粗粉2～4mm、中粉0.088～2mm、细粉0～0.088mm，比例为：粗粉:中粉:细粉＝4:2:4。

进一步的，本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，所述碳化硅粉的粒度为0～0.088mm的占比≤50％。

进一步的，本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，烘干温度为110℃，烘干时长为24h。

进一步的，本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，烧结温度为1550℃，烧结时长为3h。

进一步的，本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，所述隔热部面积占砖冷态面面积的60％。

进一步的，本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，所述隔热部采用隔热材料填充，所述隔热材料在500℃时导热率为0.1W/m·k。

一种制备上述任一的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖的方法，包括以下步骤：

步骤1：对高铝矾土熟料进行破碎、筛分后进入料仓；

步骤2：将高铝矾土熟料、高岭土、碳化硅粉、红柱石粉、莫来石等原材料计量分量后进入混碾工序；

步骤3：先加入粗、中颗粒料，混合均匀后加入结合剂羧甲基纤维素钠，待结合剂均匀粘结在颗粒表面上后加入细粉、混合粉、添加物，待所有原材料加入完成后控制混料时间，使颗粒料被细粉均匀包裹，将混碾好的物料送至料仓困泥1小时备用；

步骤4：定位隔热部位置及面积，注入混碾好的物料并采用2500吨压砖机成型，生砖压制完成后置于平台上进行检测，检测的项目包括外观、尺寸、单重、用小锤敲打法检测内部密实度等，对不合格生砖进行回坯；

步骤5：将生砖坯放在干燥车砖架上，再推入干燥窑中进行干燥；

步骤6：干燥完成后，通过102米自控天然气隧道窑进行烧制，生料预热至400℃左右，经1200℃高温烧制2小时，然后保持恒温1小时，再加温至1550℃左右持续烧制2小时；

步骤7：冷却后进行拣选抛光，包装出厂。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖不炸裂、热震性高、耐冲刷、抗侵蚀、不掉砖的特性，质量稳定，使用周期长，减少窑的检修次数。

2、本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖能够降低窑筒体温度60-100℃，保护热工设备安全正常运行，减少红窑现象；减少窑筒体因高温而出现变形，延长窑筒体使用寿命，降低整体材料因窑筒体变形产生机械应力的非正常损坏。

3、本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖整体性能好，有效使用部位比复合产品提高30％以上，产品使用周期长。

4、本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖能够减少废热、CO₂、S等有害气体的排放，同时提高窑热使用效率，节约能源消耗10％以上，提高企业效益，符合节能环保产业发展的要求。

附图说明

图1是本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖的生产工艺流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明的用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖包括砖本体，砖本体的冷态面嵌有隔热部，所述隔热部面积占砖冷态面面积的55％～65％；其中，砖本体以高铝矾土熟料、高岭土为骨料，以碳化硅粉、红柱石粉、莫来石为基质，加入适量外加剂制成，达到的技术指标如下：

体积密度2.63g/cm3、荷重软化温度(T0.6)≥1650℃、导热系数1.5W/M·K、耐压强度≥90MPa、热震稳定性(1100℃水冷)≥20次，在正常的使用条件下使用寿命不低于原用的尖晶石砖。

实施例1

一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，包括砖本体，砖本体的冷态面嵌有隔热部，隔热部面积占砖冷态面面积的60％；砖本体各组分的重量配比为：

外加：

羧甲基纤维素钠

超微粉

水

将上述组份混合，于混炼机中制成泥料，压制成砖坯后，烘干、烧结成制品。

实施例2

一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，包括砖本体，砖本体的冷态面嵌有隔热部，隔热部面积占砖冷态面面积的65％；砖本体各组分的重量配比为：

外加：

羧甲基纤维素钠

超微粉

水

将上述组份混合，于混炼机中制成泥料，压制成砖坯后，烘干、烧结成制品。

实施例3

一种用于协同处置水泥窑预分解带的复合高铝碳化硅砖，包括砖本体，砖本体的冷态面嵌有隔热部，隔热部面积占砖冷态面面积的65％；砖本体各组分的重量配比为：

外加：

羧甲基纤维素钠

超微粉

水

将上述组份混合，于混炼机中制成泥料，压制成砖坯后，烘干、烧结成制品。

本发明的复合高铝碳化硅砖与尖晶石砖对比：

1、砖高度为220mm时，热端温度为1450℃，冷端温度对比：

尖晶石砖冷端温度为360℃，复合高铝碳化硅砖冷端温度为260℃。

2、砖高度为120mm时，热端温度为1450℃，冷端温度对比：

尖晶石砖冷端温度为450℃，复合高铝碳化硅砖冷端温度为290℃。

本发明的复合高铝碳化硅砖与高耐磨复合砖对比：

当耐火砖在窑内磨损了1/2时，由于复合砖成型及工艺特性，决定了复合砖将无法继续使用，而本发明的复合高铝碳化硅砖则可以继续使用至砖厚度的1/3。

本发明的复合高铝碳化硅砖能够降低窑筒体外表温度60-100℃，保护热工设备安全正常运行，以5000T/D生产线为例，每天可以节约标煤12吨，每年可以为企业节约资金120万左右。减少废热、CO₂、S等有害气体的排放、符合节能环保产业发展的要求。且本产品质量稳定，使用周期长，具有不炸裂、强度高、低导热、热震稳定性高、耐冲刷、抗侵蚀、不掉砖的特性，减少窑的检修次数。

本产品是专门针对大型水泥窑等热工类设备制造的优质产品，从根本上克服了其他材料热导率高、耐磨性能差、热震性差易剥落、使用周期短等缺陷，解决了残砖厚度变薄后易红窑的问题。

生产工艺流程如图1所示，对高铝矾土熟料进行破碎、筛分后进入料仓；将高铝矾土熟料、高岭土、碳化硅粉、红柱石粉、莫来石等原材料计量分量后进入混碾工序；先加入粗、中颗粒料，混合均匀后加入结合剂羧甲基纤维素钠，待结合剂均匀粘结在颗粒表面上后加入细粉、混合粉、添加物，待所有原材料加入完成后控制混料时间，使颗粒料被细粉均匀包裹，将混碾好的物料送至料仓困泥1小时备用；定位隔热部位置及面积，注入混碾好的物料并采用2500吨压砖机成型，生砖压制完成后置于平台上进行检测，检测的项目包括外观、尺寸、单重、用小锤敲打法检测内部密实度等，对不合格生砖进行回坯；将生砖坯放在干燥车砖架上，再推入干燥窑中进行干燥；干燥完成后，通过102米自控天然气隧道窑进行烧制，生料预热至400℃左右，经1200℃高温烧制2小时，然后保持恒温1小时，再加温至1550℃左右持续烧制2小时；冷却后进行拣选抛光，包装出厂。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。