一种水泥窑过渡带和烧成带结合部用刚玉碳化硅砖，以板状刚玉为主要骨料，提高制品的耐磨性能和抗化学侵蚀性能。基质中加入反应活性较高的烧结板状刚玉细粉及硅微粉，原位生成富铝莫来石相。相较于传统的硅莫砖，本制品在高温条件下耐水泥熟料侵蚀性能更优越。主要使用在新型干法水泥回转窑内部的过渡带和烧成带结合部，解决该区域耐火材料使用过程中损毁严重的问题。
背景技术：
随着水泥行业的迅猛发展和新型干法窑外分解技术的成功应用，为耐火材料工业提供了巨大机遇和挑战。
水泥过渡带物料温度1000-1300℃，气体温度1600℃。目前，新干法水泥生产线回转窑过渡带主要使用的硅莫砖，这种耐火制品主要是以高铝矾土、碳化硅为主要原料，烧结制备的耐火制品。其在水泥窑过渡带的使用效果优良，使用寿命可以达到12个月以上。
水泥烧成带的物料温度在1300-1450℃，最高火焰温度可达1700℃，目前水泥窑烧成带主要使用碱性耐火材料。因为烧成带有窑皮的存在，碱性砖的热面温度大幅降低，耐火材料侵蚀得以减缓，寿命能够达到使用目标。
然而，在水泥窑过渡带和烧成带结合部，不论是烧成带普遍采用的碱性砖或者是普通硅莫砖，二者的使用寿命都难以达到预期，往往只有6个月左右。因为靠近烧成带，此处耐火材料使用温度要高于过渡带其他部位的耐火材料；同时，由于没有窑皮的保护作用，高温熟料对耐火材料的化学侵蚀及物理磨损作用也更强。
碱性砖的强度一般低于硅莫砖，在此部位使用时候又没有窑皮的保护作用，高温物料直接接触碱性砖表面，导致碱性砖受高温磨损而寿命降低。同时，碱性砖的导热系数要高于硅莫砖，此部位缺少窑皮保护导致碱性砖热面温度较高，最终会使水泥窑出现红窑状况，即回转窑筒体表面温度过高，影响水泥企业正常生产。
硅莫砖在此部位使用时，由于环境温度较过渡带高，且受高温熟料化学侵蚀的作用强，使用寿命也难以达到要求。
作为铝硅系二元系中唯一稳定化合物，莫来石的理论组成为al2o371.8%，sio228.2%。普通硅莫砖往往采用矾土作为基质原料，其sio2较高。因而在碳化硅氧化及受到水泥熟料中硅质组分侵蚀的情况下，基质中较高sio2的含量不利于且制品的高温性能。较高的sio2难以与al2o3充分结合形成莫来石，而以游离的形式存在。高硅的铝硅二元体系在高温性能较高铝体系差，用于过渡带和结合带时，容易受到高温侵蚀。同时这些游离的sio2在局部富集，受到来自于窑料渗入砖内的碱性化合物的侵蚀，形成膨胀性的钾霞石（k2o·al2o3·2sio2）和白榴石（k2o·al2o3·4sio2），使砖“碱裂”损坏，影响使用寿命。
技术实现要素：
本发明的目的在于，研究一种水泥窑过渡带和烧成带结合部用刚玉碳化硅砖，其性能能够满足水泥窑烧成带和烧成带结合部的要求。
本发明产品采用板状刚玉而非硅莫砖普遍采用的高铝矾土作为骨料颗粒，加强了产品的耐磨性能；同时基质中同时添加了板状刚玉细粉和硅微粉，以达到在烧成过程中原位生成莫来石强化基质的目的。通过以上技术手段，使得制品的耐磨性、抗侵蚀性优于普通硅莫砖，适应特殊环境的使用要求。
根据分析，提出一种水泥窑过渡带和烧成带结合部用刚玉碳化硅砖，其特征在于，所述刚玉碳化硅砖的原料组分重量比为：
5-2mm板状刚玉25-15%
2-1mm板状刚玉30-20%
1-0.088mm板状刚玉20-10%
＜0.088mm碳化硅15-10%
＜0.088mm板状刚玉20-10%
20-15μm硅微粉5-0%
外掺上述所有原料总质量3.5-1.5%的结合剂。
所述的板状刚玉为al2o3含量大于等于99%的同名耐火原料。
所述的碳化硅为sic含量大于等于98%的同名耐火原料。
所述的硅微粉为sio2含量大于等于95%的同名耐火原料。
所述结合剂为木质磺酸镁、氯化镁溶液中的任一种或两种；所述结合剂的比重为1.05～1.25。
所述的刚玉碳化硅砖，其特征在于：按照上述配方经称量、混炼、成型、干燥、在1500-1550℃经5-8小时烧成制得。
本制品采用板状刚玉骨料，相较于普通硅莫砖的矾土骨料，其耐磨性能更好。在高温环境中，抗熟料中sio2、碱性物质的侵蚀性更强。基质掺入板状刚玉细粉，较高的铝含量保证了其可以与碳化硅氧化及水泥熟料中的硅质组分形成莫来石，并且在碱性物料侵蚀下不易产生富硅体系中容易出现的钾霞石和白榴石，降低碱裂作用。少量高活性硅微粉的加入可以在烧结过程中与板状刚玉基质形成莫来石，起到强化基质和促进烧结的作用。通过以上手段使制品性能满足使用要求，制品的抗化学侵蚀性和耐磨性有很大提高，并且更适应于水泥窑烧成带和过渡带结合部特殊的工况需求。在此部位的使用寿命可以达到12个月，使用效果优于普通硅莫砖及碱性砖，满足水泥工业需求。
具体实施
实施例1
采用下述质量配比制备刚玉碳化硅砖：5-2mm板状刚玉20%，2-1mm板状刚玉25%，1-0.088mm板状刚玉20%，＜0.088mm碳化硅15%，＜0.088mm板状刚玉17%，20-15μm硅微粉3%。外加2%结合剂(比重1.05)。称量好的物料和结合剂经过混练后，倒入模具中压制成型，干燥后1550℃×8h烧成。通过以上实施砖的性能为荷重软化温度t0.6≥1750℃，热震1100℃水冷13次，耐压强度118.24mpa，显气孔率16.2%。
实施例2
采用下述质量配比制备刚玉碳化硅砖：5-2mm板状刚玉17%，2-1mm板状刚玉30%，1-0.088mm板状刚玉17%，＜0.088mm碳化硅14%，＜0.088mm板状刚玉20%，20-15μm硅微粉2%。外加1.8%结合剂(比重1.21)。称量好的物料和结合剂经过混练后，倒入模具中压制成型，干燥后1500℃×5h烧成。通过以上实施砖的性能为荷重软化温度t0.6≥1700℃，热震1100℃水冷13次，耐压强度115.23mpa，显气孔率16.9%。
实施例3
采用下述质量配比制备刚玉碳化硅砖：5-2mm板状刚玉22%，2-1mm板状刚玉26%，1-0.088mm板状刚玉19%，＜0.088mm碳化硅10%，＜0.088mm板状刚玉22%，20-15μm硅微粉1%。外加3%结合剂(比重1.18)。称量好的物料和结合剂经过混练后，倒入模具中压制成型，干燥后1450℃×8h烧成。通过以上实施砖的性能为荷重软化温度t0.6≥1750℃，热震1100℃水冷15次，耐压强度110.89mpa，显气孔率17.1%。
实施例4
采用下述质量配比制备刚玉碳化硅砖：5-2mm板状刚玉25%，2-1mm板状刚玉20%，1-0.088mm板状刚玉15%，＜0.088mm碳化硅15%，＜0.088mm板状刚玉24%，20-15μm硅微粉1%。外加3.5%结合剂(比重1.25)。称量好的物料和结合剂经过混练后，倒入模具中压制成型，干燥后1550℃×8h烧成。通过以上实施砖的性能为荷重软化温度t0.6≥1680℃，热震1100℃水冷14次，耐压强度108.2mpa，显气孔率15.9%。
实施例5
采用下述质量配比制备刚玉碳化硅砖：5-2mm板状刚玉15%，2-1mm板状刚玉29%，1-0.088mm板状刚玉25%，＜0.088mm碳化硅14%，＜0.088mm板状刚玉15%，20-15μm硅微粉2%。外加1.5%结合剂(比重1.05)。称量好的物料和结合剂经过混练后，倒入模具中压制成型，干燥后1450℃×5h烧成。通过以上实施砖的性能为荷重软化温度t0.6≥1650℃，热震1100℃水冷16次，耐压强度101.3mpa，显气孔率18.2%。