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CN121021167A - 一种回转窑用免烘烤预制件及其制备方法 - Google Patents

一种回转窑用免烘烤预制件及其制备方法

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CN121021167A
CN121021167A CN202511185963.8A CN202511185963A CN121021167A CN 121021167 A CN121021167 A CN 121021167A CN 202511185963 A CN202511185963 A CN 202511185963A CN 121021167 A CN121021167 A CN 121021167A
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CN202511185963.8A
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李耀征
胡春雷
穆元冬
申金龙
张延军
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Zhengzhou Jinheyuan Refractory Co ltd
Original Assignee
Zhengzhou Jinheyuan Refractory Co ltd
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Abstract

本发明提供一种回转窑用免烘烤预制件及其制备方法，回转窑用免烘烤预制件的制备原料包括以下质量份数的组分：电熔镁砂35～50份、镁铝尖晶石20～40份、硅微粉0.5～5份、氮化硅细粉0.5～5份、钛酸锆1～6份、氧化铝空心球1～6份、磷酸盐结合剂1～8份、减水剂1～6份。该回转窑用免烘烤预制件兼具良好的强度性能、更低的热导率和更好的抗水泥熟料侵蚀性能。

Description

一种回转窑用免烘烤预制件及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种回转窑用免烘烤预制件及其制备方法。
背景技术
水泥回转窑是水泥生产中用于煅烧水泥熟料的大型旋转筒状高温工业窑炉，通过物料与热气逆流换热完成生料预热、分解及烧成。回转窑具有煅烧均匀、生产连续性高、产量大、产品杂质少等特点，已广泛应用于活性石灰及水泥等生产行业。回转窑预制件是根据回转窑特定部位尺寸和工况要求预先成型、经高温烧制或养护固化后直接安装使用的耐火材料模块。预制件与现场施工的不定形耐火材料和烧成耐火砖相比，具有外形尺寸准确、性能稳定、施工周期短、成本低廉的优点，并且，由于预制件在交货时移完成了浇注、养护、干燥等步骤，节省了大量时间，可加快设备利用率，施工可以不受环境条件或季节条件的限制。
镁铬砖是水泥回转窑最初最常用的材料，具有热导率低、抗热震稳定性好、耐火度高、抗渣侵蚀性能好、挂窑皮性能好等优点，但是，在烧成带较高的温度以及碱盐富集的条件下，镁铬砖中的三价铬离子会与碱盐反应生成六价铬化合物，会造成镁铬砖物理性能的变化，导致砖体损坏。更重要的是，反应生成的六价铬化合物毒性较强，会导致人体的蛋白质变性。六价铬还可溶于水进入水源，或通过烟气以气相存在进入大气对环境造成长期污染。镁铝尖晶石砖经过不断改进，起到了水泥回转窑过渡带和冷却带用砖无铬化作用，可避免上述问题，但是，在水泥生产时，过热条件下烧成带窑皮脱落时，镁铝尖晶石砖与水泥原料中的硅酸三钙(C3S)和氧化钙(CaO)反应生成低熔点的七铝酸十二钙(C12A7)、三铝酸五钙(C5A3)、五铝酸七钙(C7A5)等。这些反应导致尖晶石砖的化学蚀损，从而造成窑皮的流失，使镁铝尖晶石砖在烧成带上的使用受到限制。并且镁铝尖晶石砖热导率较高，不利于水泥回转窑的保温。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种回转窑用免烘烤预制件及其制备方法，回转窑用免烘烤预制件兼具良好的强度性能、更低的热导率和更好的抗水泥熟料侵蚀性能。
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂35～50份、镁铝尖晶石20～40份、硅微粉0.5～5份、氮化硅细粉0.5～5份、钛酸锆1～6份、氧化铝空心球1～6份、磷酸盐结合剂1～8份、减水剂1～6份。
优选地，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂39～47份、镁铝尖晶石24～32份、硅微粉1～3份、氮化硅细粉1～3份、钛酸锆2～4份、氧化铝空心球3～5份、磷酸盐结合剂3～6份、减水剂2～4份。
优选地，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂42～44份、镁铝尖晶石27～30份、硅微粉1.5～1.8份、氮化硅细粉1.2～2份、钛酸锆2.4～3份、氧化铝空心球3.5～4份、磷酸盐结合剂3.5～5份、减水剂3～3.5份。
优选地，镁铝尖晶石中Al2O3含量为82wt％～85wt％；电熔镁砂与镁铝尖晶石的质量比为1.2～2:1。
优选地，氮化硅细粉与硅微粉的总质量与钛酸锆的质量比为1～2:1。
优选地，电熔镁砂包括粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒和粒度为200目的电熔镁砂细粉；粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒和粒度为200目的电熔镁砂细粉的质量比为5～7：6～8：4～6：1～3；
镁铝尖晶石包括粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒和粒度为200目的镁铝尖晶石细粉；粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒和粒度为200目的镁铝尖晶石细粉的质量比为4～6：6～8：4～6：1～3。
优选地，硅微粉的粒度为≤1μm；
氮化硅细粉的粒度为≤3μm；
氧化铝空心球的粒度为0.5～3mm。
优选地，氧化铝空心球的密度为1.5～1.8g/cm3。
本发明的另一方面提供一种上述的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，包括以下步骤：
将所述回转窑用免烘烤预制件的制备原料混合，然后于模具中振动成型，得到所述回转窑用免烘烤预制件。
优选地，具体包括以下步骤：
将所述回转窑用免烘烤预制件的制备原料中颗粒料加入搅拌机中搅拌混合，得到颗粒混合料；然后将制备原料中除磷酸盐结合剂外的粉料加入颗粒混合料中搅拌混合，得到干混料；再将磷酸盐结合剂加入干混料，进行搅拌混合，得到混合料；将混合料加入模具中，用振动棒多点插入振动成型，放置15h以上脱模，得到所述回转窑用免烘烤预制件。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的回转窑用免烘烤预制件，采用方镁石-镁铝尖晶石材料，加入了钛酸锆(ZrTiO4)，钛酸锆是一种复合氧化物陶瓷材料，熔点约1840℃，热膨胀系数与MgO、Al2O3等耐火材料匹配良好，可减少热应力。其化学稳定性优于纯ZrO2或TiO2，对K2O、Na2O等碱性物质惰性，可减少水泥窑内碱蚀导致的耐火材料剥落。ZrTiO4可少量的与MgO反应生成Mg2Zr5O12固溶相，填充晶界孔隙，提升材料密度。更重要的是，在水泥生产时，过热条件下烧成带窑皮脱落时，耐火材料中的钛酸锆可与水泥原料中的氧化钙反应生成CaZrO3-CaTiO3复合相，该复合相在1600℃以上性能稳定，可覆盖在耐火材料表面，避免氧化钙与镁铝尖晶石反应生成低熔点的C12A7、C5A3、C7A5等，导致尖晶石砖的化学蚀损。并且，CaZrO3-CaTiO3复合相比CaZrO3、CaTiO3的机械混合，两相晶粒尺寸更细小且分布更均匀，晶界结合紧密，气孔率更低，显著提升抗渗透性。
本发明的回转窑用免烘烤预制件，加入适量氧化铝空心球，可以降低材料的热导率，但可能会略微降低材料的高温强度，为此，本发明进一步加入了氮化硅(Si3N4)细粉，一方面可与硅微粉一起填充材料气孔，提高材料强度，另一方面，在高温作用下，氮化硅部分氧化后生成活性很高的SiO2，SiO2与Si3N4和Al2O3反应生成O’-SiAlON结合相，O’-SiAlON结合相可进一步提高材料高温时的强度，弥补氧化铝空心球加入导致的强度降低。此外，氮化硅的氧化产物(SiO2)、硅微粉还可与钛酸锆反应生成Zr-Si-O玻璃相，可填充裂纹并抑制裂纹扩展。
本发明的回转窑用免烘烤预制件，采用磷酸盐结合剂，并加入了适当量的减水剂，原料中水含量少，可避免成型过程中对材料的烘烤，节约能源。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的一个方面提供一种回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂35～50份、镁铝尖晶石20～40份、硅微粉0.5～5份、氮化硅细粉0.5～5份、钛酸锆1～6份、氧化铝空心球1～6份、磷酸盐结合剂1～8份、减水剂1～6份。
本发明实施例的回转窑用免烘烤预制件，采用方镁石-镁铝尖晶石材料，加入了钛酸锆(ZrTiO4)，钛酸锆是一种复合氧化物陶瓷材料，熔点约1840℃，热膨胀系数与MgO、Al2O3等耐火材料匹配良好，可减少热应力。其化学稳定性优于纯ZrO2或TiO2，对K2O、Na2O等碱性物质惰性，可减少水泥窑内碱蚀导致的耐火材料剥落。ZrTiO4可少量的与MgO反应生成Mg2Zr5O12固溶相，填充晶界孔隙，提升材料密度。更重要的是，在水泥生产时，过热条件下烧成带窑皮脱落时，耐火材料中的钛酸锆可与水泥原料中的氧化钙反应生成CaZrO3-CaTiO3复合相，该复合相在1600℃以上性能稳定，可覆盖在耐火材料表面，避免氧化钙与镁铝尖晶石反应生成低熔点的C12A7、C5A3、C7A5等，导致尖晶石砖的化学蚀损。并且，CaZrO3-CaTiO3复合相比CaZrO3、CaTiO3的机械混合，两相晶粒尺寸更细小且分布更均匀，晶界结合紧密，气孔率更低，显著提升抗渗透性。加入的适量氧化铝空心球可以降低材料的热导率，但可能会略微降低材料的高温强度，为此，本发明进一步加入了氮化硅(Si3N4)细粉，一方面可与硅微粉一起填充材料气孔，提高材料强度，另一方面，在高温作用下，氮化硅部分氧化后生成活性很高的SiO2，SiO2与Si3N4和Al2O3反应生成O’-SiAlON结合相，O’-SiAlON结合相可进一步提高材料高温时的强度，弥补氧化铝空心球加入导致的强度降低。此外，氮化硅的氧化产物(SiO2)、硅微粉还可与钛酸锆反应生成Zr-Si-O玻璃相，可填充裂纹并抑制裂纹扩展。采用磷酸盐结合剂，并加入了适当量的减水剂，原料中水含量少，可避免成型过程中对材料的烘烤，节约能源。
在一些实施方式中，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂39～47份、镁铝尖晶石24～32份、硅微粉1～3份、氮化硅细粉1～3份、钛酸锆2～4份、氧化铝空心球3～5份、磷酸盐结合剂3～6份、减水剂2～4份。通过对回转窑用免烘烤预制件的制备原料各组分质量份数的进一步优化，可使得到的材料兼具更好的强度性能、更低的热导率和更好的抗CaO侵蚀性能。
在一些实施方式中，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂42～44份、镁铝尖晶石27～30份、硅微粉1.5～1.8份、氮化硅细粉1.2～2份、钛酸锆2.4～3份、氧化铝空心球3.5～4份、磷酸盐结合剂3.5～5份、减水剂3～3.5份。通过对回转窑用免烘烤预制件的制备原料各组分质量份数的进一步优化，可使得到的材料兼具更好的强度性能、更低的热导率和更好的抗CaO侵蚀性能。
在一些实施方式中，镁铝尖晶石中Al2O3含量为82wt％～85wt％；电熔镁砂与镁铝尖晶石的质量比为1.2～2:1。采用富铝镁铝尖晶石，其中氧化铝的含量超出完全形成镁铝尖晶石相的化学计量比，从而使得高温下原料中的部分氧化镁可进入镁铝尖晶石晶相中，原位生成尖晶石晶体细化晶粒，适当的尖晶石晶体细化晶粒的生成可促进材料致密化，降低气孔率。
在一些实施方式中，氮化硅细粉与硅微粉的总质量与钛酸锆的质量比为1～2:1。由于氮化硅的氧化产物(SiO2)、硅微粉还可与钛酸锆反应生成Zr-Si-O玻璃相，填充裂纹并抑制裂纹扩展，但同时钛酸锆需要与水泥原料中的氧化钙进行反应，因此，氮化硅细粉与硅微粉的总量需要与钛酸锆之间具有适当比例。采用上述质量比时，可使回转窑用免烘烤预制件兼具更好的强度性能和更好的抗CaO侵蚀性能。
在一些实施方式中，电熔镁砂包括粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒和粒度为200目的电熔镁砂细粉；粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒和粒度为200目的电熔镁砂细粉的质量比为5～7：6～8：4～6：1～3。
在一些实施方式中，镁铝尖晶石包括粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒和粒度为200目的镁铝尖晶石细粉；粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒和粒度为200目的镁铝尖晶石细粉的质量比为4～6：6～8：4～6：1～3。
在一些实施方式中，硅微粉的粒度为≤1μm。
在一些实施方式中，氮化硅细粉的粒度为≤3μm。
在一些实施方式中，氧化铝空心球的粒度为0.5～3mm。
在一些实施方式中，氧化铝空心球的密度为1.5～1.8g/cm3。
本发明实施例的另一方面提供一种上述的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，包括以下步骤：
将所述回转窑用免烘烤预制件的制备原料混合，然后于模具中振动成型，得到所述回转窑用免烘烤预制件。
在一些实施方式中，具体包括以下步骤：
将所述回转窑用免烘烤预制件的制备原料中颗粒料加入搅拌机中搅拌混合，得到颗粒混合料；然后将制备原料中除磷酸盐结合剂外的粉料加入颗粒混合料中搅拌混合，得到干混料；再将磷酸盐结合剂加入干混料，进行搅拌混合，得到混合料；将混合料加入模具中，用振动棒多点插入振动成型，放置15h以上脱模，得到所述回转窑用免烘烤预制件。
实施例1
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒13份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒15份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒11份、粒度为200目的电熔镁砂细粉4份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒7份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒10份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒7份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉4份、粒度为≤1μm的硅微粉1.6份、粒度为≤3μm的氮化硅细粉1.5份、钛酸锆2.8份、粒度为0.5～3mm的氧化铝空心球3.8份、磷酸二氢铝4份、六偏磷酸钠3.2份。
镁铝尖晶石中Al2O3含量为83wt％。氧化铝空心球的密度为1.6g/cm3。
本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，包括以下步骤：
将粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度为0.5～3mm的氧化铝空心球加入搅拌机中搅拌混合，得到颗粒混合料；然后将粒度为200目的电熔镁砂细粉、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉、粒度为≤1μm的硅微粉、粒度为≤3μm的氮化硅细粉、钛酸锆、六偏磷酸钠加入颗粒混合料中搅拌混合，得到干混料；再将磷酸二氢铝加入干混料，进行搅拌混合，得到混合料；将混合料加入模具中，用振动棒多点插入振动成型，放置15h以上脱模，得到回转窑用免烘烤预制件。
实施例2
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒13份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒14份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒11份、粒度为200目的电熔镁砂细粉4份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒8份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒11份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒7份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉4份、粒度为≤1μm的硅微粉1.5份、粒度为≤3μm的氮化硅细粉2份、钛酸锆2.4份、粒度为0.5～3mm的氧化铝空心球4份、磷酸二氢铝3.5份、六偏磷酸钠3.5份。
镁铝尖晶石中Al2O3含量为83wt％。氧化铝空心球的密度为1.6g/cm3。
本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例3
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒13份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒16份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒11份、粒度为200目的电熔镁砂细粉4份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒7份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒10份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒7份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉3份、粒度为≤1μm的硅微粉1.8份、粒度为≤3μm的氮化硅细粉1.2份、钛酸锆3份、粒度为0.5～3mm的氧化铝空心球3.5份、磷酸二氢铝5份、六偏磷酸钠3份。
镁铝尖晶石中Al2O3含量为83wt％。氧化铝空心球的密度为1.6g/cm3。
本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例4
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒12份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒14份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒10份、粒度为200目的电熔镁砂细粉3份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒8份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒12份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒8份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉4份、粒度为≤1μm的硅微粉1份、粒度为≤3μm的氮化硅细粉3份、钛酸锆2份、粒度为0.5～3mm的氧化铝空心球5份、磷酸二氢铝3份、六偏磷酸钠4份。
镁铝尖晶石中Al2O3含量为83wt％。氧化铝空心球的密度为1.6g/cm3。
本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例5
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒14份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒16份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒12份、粒度为200目的电熔镁砂细粉5份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒6份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒9份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒6份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉3份、粒度为≤1μm的硅微粉3份、粒度为≤3μm的氮化硅细粉1份、钛酸锆4份、粒度为0.5～3mm的氧化铝空心球3份、磷酸二氢铝6份、六偏磷酸钠2份。
镁铝尖晶石中Al2O3含量为83wt％。氧化铝空心球的密度为1.6g/cm3。
本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例6
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒11份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒13份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒9份、粒度为200目的电熔镁砂细粉2份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒10份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒14份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒10份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉6份、粒度为≤1μm的硅微粉0.5份、粒度为≤3μm的氮化硅细粉5份、钛酸锆1份、粒度为0.5～3mm的氧化铝空心球6份、磷酸二氢铝1份、六偏磷酸钠6份。
镁铝尖晶石中Al2O3含量为83wt％。氧化铝空心球的密度为1.6g/cm3。
本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例7
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其制备原料包括以下质量份数的组分：
粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒15份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒17份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒13份、粒度为200目的电熔镁砂细粉5份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒5份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒8份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒5份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉2份、粒度为≤1μm的硅微粉5份、粒度为≤3μm的氮化硅细粉0.5份、钛酸锆6份、粒度为0.5～3mm的氧化铝空心球1份、磷酸二氢铝8份、六偏磷酸钠1份。
镁铝尖晶石中Al2O3含量为83wt％。氧化铝空心球的密度为1.6g/cm3。
本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例8
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为电熔镁砂、镁铝尖晶石的质量份数不同。
本实施例中，粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒12份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒14份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒10份、粒度为200目的电熔镁砂细粉3份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒8份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒12份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒8份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉4份。即电熔镁砂与镁铝尖晶石的质量比为1.2:1。并且，镁铝尖晶石中Al2O3含量为82wt％。本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例9
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为电熔镁砂、镁铝尖晶石的质量份数不同。
本实施例中，粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒14份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒16份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒12份、粒度为200目的电熔镁砂细粉5份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒6份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒9份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒6份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉3份。即电熔镁砂与镁铝尖晶石的质量比为2:1。并且，镁铝尖晶石中Al2O3含量为85wt％。本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例10
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为电熔镁砂、镁铝尖晶石的质量份数不同。
本实施例中，粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒15份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒17份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒12份、粒度为200目的电熔镁砂细粉5份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒6份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒8份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒6份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉2份。即电熔镁砂与镁铝尖晶石的质量比为2.2:1。并且，镁铝尖晶石中Al2O3含量为77wt％。本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例11
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为电熔镁砂、镁铝尖晶石的质量份数不同。
本实施例中，粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒11份、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒13份、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒9份、粒度为200目的电熔镁砂细粉3份、粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒9份、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒13份、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒9份、粒度为200目的镁铝尖晶石细粉4份。即电熔镁砂与镁铝尖晶石的质量比为1:1。并且，镁铝尖晶石中Al2O3含量为89wt％。本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例12
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为硅微粉、氮化硅细粉、钛酸锆的质量份数不同。
本实施例中，硅微粉1.52份、氮化硅细粉1.43份、钛酸锆2.95份。氮化硅细粉与硅微粉的总质量与钛酸锆的质量比为1：1。本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例13
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为硅微粉、氮化硅细粉、钛酸锆的质量份数不同。
本实施例中，硅微粉2.1份、氮化硅细粉1.9份、钛酸锆2份。氮化硅细粉与硅微粉的总质量与钛酸锆的质量比为2：1。本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例14
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为硅微粉、氮化硅细粉、钛酸锆的质量份数不同。
本实施例中，硅微粉1.4份、氮化硅细粉1.3份、钛酸锆3.2份。氮化硅细粉与硅微粉的总质量与钛酸锆的质量比为0.84：1。本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
实施例15
本实施例所述的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为硅微粉、氮化硅细粉、钛酸锆的质量份数不同。
本实施例中，硅微粉2.3份、氮化硅细粉2.1份、钛酸锆1.5份。氮化硅细粉与硅微粉的总质量与钛酸锆的质量比为2.9：1。本实施例的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，与实施例1相同。
对比例1
本对比例的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为未加入钛酸锆。
对比例2
本对比例的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为未加入硅微粉、氮化硅细粉。
对比例3
本对比例的回转窑用免烘烤预制件，其余制备原料及质量份数与实施例1相同，区别为未加入氧化铝空心球。
对上述各实施例及对比例的回转窑用免烘烤预制件的强度性能、热导率、抗水泥熟料侵蚀性能进行测定。抗水泥熟料侵蚀性能测试步骤如下：将各实施例及对比例的预制件的原料制备成内孔尺寸为D23mm*H18mm的φ
50mm*H50mm的坩埚试样，将10g水泥熟料置于坩埚试样中，然后把试样置于电炉中加热至1600℃保温3h处理，随炉冷却后，将坩埚试样沿中轴线切开后，按照统计像素点的方法统计试样的侵蚀渗透指数。侵蚀指耐火材料完全被水泥熟料取代，侵蚀指数Ic和渗透指数Ip的计算方式为：Ic＝Sc/So，Ip＝Sp/So。其中So指坩埚截面的原始面积；Sc指耐火材料完全被低熔点相取代的区域面积，Sp指渗透区域面积。
由表1的数据可以看出，对比例1的回转窑用免烘烤预制件未加入钛酸锆，抗水泥熟料侵蚀性能较差；对比例2的回转窑用免烘烤预制件未加入硅微粉、氮化硅细粉，强度性能较差；对比例3的回转窑用免烘烤预制件未加入氧化铝空心球，导热系数较高。
相比之下，本发明各实施例的回转窑用免烘烤预制件兼具更好的强度性能、更低的导热系数和更好的抗水泥熟料侵蚀性能。其中，实施例1-7相比，制备原料质量份数不同，实施例1-5为优选实施方式，综合性能比实施例6、7更好，实施例1-3为进一步优选的实施方式，综合性能比实施例4、5更好。
实施例1、8-11相比，区别为电熔镁砂与镁铝尖晶石的质量比不同，镁铝尖晶石中Al2O3含量不同，其中，实施例1、8、9中比例更适当，综合性能比实施例10、11更好。
实施例1、12-15相比，区别为氮化硅细粉与硅微粉的总质量与钛酸锆的质量比不同，其中，实施例1、12、13中比例更适当，综合性能比实施例14、15更好。
表1
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种回转窑用免烘烤预制件，其特征在于，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂35～50份、镁铝尖晶石20～40份、硅微粉0.5～5份、氮化硅细粉0.5～5份、钛酸锆1～6份、氧化铝空心球1～6份、磷酸盐结合剂1～8份、减水剂1～6份。
2.根据权利要求1所述的回转窑用免烘烤预制件，其特征在于，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂39～47份、镁铝尖晶石24～32份、硅微粉1～3份、氮化硅细粉1～3份、钛酸锆2～4份、氧化铝空心球3～5份、磷酸盐结合剂3～6份、减水剂2～4份。
3.根据权利要求2所述的回转窑用免烘烤预制件，其特征在于，其制备原料包括以下质量份数的组分：
电熔镁砂42～44份、镁铝尖晶石27～30份、硅微粉1.5～1.8份、氮化硅细粉1.2～2份、钛酸锆2.4～3份、氧化铝空心球3.5～4份、磷酸盐结合剂3.5～5份、减水剂3～3.5份。
4.根据权利要求1所述的回转窑用免烘烤预制件，其特征在于：
镁铝尖晶石中Al2O3含量为82wt％～85wt％；电熔镁砂与镁铝尖晶石的质量比为1.2～2:1。
5.根据权利要求1所述的回转窑用免烘烤预制件，其特征在于：
氮化硅细粉与硅微粉的总质量与钛酸锆的质量比为1～2:1。
6.根据权利要求1所述的回转窑用免烘烤预制件，其特征在于：
电熔镁砂包括粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒和粒度为200目的电熔镁砂细粉；粒度＞3mm且≤5mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的电熔镁砂颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的电熔镁砂颗粒和粒度为200目的电熔镁砂细粉的质量比为5～7：6～8：4～6：1～3；
镁铝尖晶石包括粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒和粒度为200目的镁铝尖晶石细粉；粒度＞3mm且≤5mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的镁铝尖晶石颗粒、粒度＞0mm且≤1mm的镁铝尖晶石颗粒和粒度为200目的镁铝尖晶石细粉的质量比为4～6：6～8：4～6：1～3。
7.根据权利要求1所述的回转窑用免烘烤预制件，其特征在于：
硅微粉的粒度为≤1μm；
氮化硅细粉的粒度为≤3μm；
氧化铝空心球的粒度为0.5～3mm。
8.根据权利要求1所述的回转窑用免烘烤预制件，其特征在于：
氧化铝空心球的密度为1.5～1.8g/cm3。
9.一种如权利要求1所述的回转窑用免烘烤预制件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述回转窑用免烘烤预制件的制备原料混合，然后于模具中振动成型，得到所述回转窑用免烘烤预制件。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
将所述回转窑用免烘烤预制件的制备原料中颗粒料加入搅拌机中搅拌混合，得到颗粒混合料；然后将制备原料中除磷酸盐结合剂外的粉料加入颗粒混合料中搅拌混合，得到干混料；再将磷酸盐结合剂加入干混料，进行搅拌混合，得到混合料；将混合料加入模具中，用振动棒多点插入振动成型，放置15h以上脱模，得到所述回转窑用免烘烤预制件。
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