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一种水泥窑用单晶相莫来石砖及其制备方法

单位名称 北京金隅通达耐火技术有限公司 巩义通达中原耐火技术有限公司 大赛年份 2022年
大赛届次 第17届 奖项 银奖
发明人姓名 马淑龙 马飞 王治峰 康剑 周伟 丛江波 孙艳粉 孔祥魁 张积礼 倪高金
技术领域 材料,建筑
应用行业 耐火材料
项目类别 专利
专利类型 发明
专利情况 申请号 申请日期
专利号 授权日期
计算机软件著作权证书登记号
项目简介 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新
随着协同处置水泥技术的发展,使得水泥窑用耐材的服役环境日益恶化,对水泥窑用耐材的使用寿命也提出来更高的要求。目前市场上的硅莫砖、抗剥落高铝砖和高强耐碱砖主要是以不同铝含量的铝矾土熟料、焦宝石、碳化硅等主要原料生产制备而成。由于铝矾土熟料中以刚玉相为主要晶相,刚玉相抗碱侵蚀性能及热震稳定性较差;焦宝石以莫来石和石英相为主要晶相,石英相的相变问题会导致产品产生裂纹缺陷,导致材料的耐磨、耐高温性能较差;矾土熟料及焦宝石的物相结构使得现用的硅莫砖、抗剥落高铝砖及耐碱砖在水泥窑特别是协同处置水泥窑中使用时寿命大大降低。另外硅莫砖其导热系数高,不利于节能降耗,还会导致筒体腐蚀加剧,严重的致使筒体断裂,不仅影响水泥窑的正常运转,更给生产安全带来很大隐患。 本发明提供了一种水泥窑用单晶相莫来石砖及其制备方法。本发明创新性的将单晶相莫来石与蓝晶石细粉及活性ρ-Al2O3相结合,制备得到单晶相莫来石。该单晶相莫来石无刚玉相和石英相存在,其铝含量接近焦宝石的铝含量,但是结构更紧致,并且无石英相存在,具有耐火度高、膨胀系数低、耐磨损、抗热震性优良的特点,能够大大延长水泥窑的使用寿命。
2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面
本发明采用单晶相莫来石为主要原料,单晶相莫来石是一种莫来石-高硅氧玻璃复相材料,针柱状莫来石相彼此相互交叉成为网格,高硅氧玻璃相填充在莫来石晶相之中,其与焦宝石相比,铝含量接近,但无石英相存在,消除了石英相的相变对耐火材料热稳定性的不良影响,且其结构致密,使得材料具有良好的耐高温机械性能及较高的耐磨性能。本发明引入粒径为30μm的蓝晶石细粉,通过粒度的控制使其在烧制或使用过程中完全莫来石化,充分的莫来石化产生的体积膨胀可填充气孔,降低气孔率,提高了制品的耐碱性能。蓝晶石的莫来石化形成的莫来石定向排列与单晶相莫来石无序结构可以起到改善热震稳定性的目的。因此,单晶相莫来石与蓝晶石的相互结合起到了明显的协同作用。 同时,其中的ρ-Al2O3不仅具有较好的活性,而且能够与单晶相莫来石及蓝晶石粉的莫来石化产生的高硅氧玻璃相产生二次莫来石化,提高了体系的莫来石量,能够明显改善性能,还可以提高砖坯结合强度,达到促进烧结的目的。发明成果单晶相莫来石砖在水泥窑创新应用促进水泥窑用耐火材料产品的全面升级,提高水泥窑过渡带及预热带耐火内衬的节能效果和使用寿命。项目成果总体达到国际先进水平。
项目进展阶段 批量生产和应用
备注