本发明涉及一种耐火材料及其生产方法，特别适用于生产水泥窑用高铝镁铝尖晶石砖及其生产方法。 目前国内90%以上的水泥窑前后两个过渡带内衬是磷酸结合高铝砖（磷酸砖），或是磷酸铝结合高铝砖（耐磨砖），这两种砖的消耗量占窑衬耐火材料总耗量的45%。磷酸砖和耐磨砖虽然具有优良的耐急耐冷急热性和常温耐压强度，但它的低温处理工艺掩盖着生产过程中出现的层裂、铁质太杂、原材料质量下降等隐患，使产品质量不稳，导致回转窑内衬寿命随之波动。磷酸价格爆涨以后，这种低温处理工艺为质量标准提供的相当宽的安全界限，已使它的原料使用处于混乱状态，水泥窑内衬寿命出现下降趋势。
本发明的目的是用高铝镁铝尖晶石砖代替磷酸砖和耐磨砖，以扭转水泥窑前后两个过渡带唯磷酸砖和耐磨砖所用的单一品种的局面，这种新型耐火材料的制造方法简单，成本低，价格便宜。该砖可低温烧成，其保温性能好，常温强度和荷重软化开始温度等指标优于磷酸砖和耐磨砖。
本发明的目的是这样实现的：该高铝镁铝尖晶石砖的组分由占配料总量95～99%的含Al2O3≥80%、体积密度≥2.8g/cm3的高铝矶土熟料，和占配料总量5～1%的含MgO≥91%的一级制砖镁砂，在1280～1350℃的温度下烧成。其生产方法是用上述加工成7～3mm（或6～2.5mm），小于3mm（或小于2.5mm）两种粒度地高铝矾土熟料作为骨料，将部分高铝矾土熟料和镁砂共同粉磨成，小于0.088mm，且筛下量大于95%的配料细粉，细粉中镁砂比例为3～15%。混料时先将颗粒状高铝矾土熟料加入湿碾，用比重为1.15～1.20g/cm3纸浆做结合剂，加入量为配料总重的3～4%，湿混1～1.5分钟，倒入混合细粉，碾压8～10分钟，然后机压成型，半成品在50～80℃下干燥，至残余水分小于1%时入窑，在1280～1350℃温度下保温6～8小时烧成。
由于本发明采用上述新颖的配料形式和1280～1350℃烧成的新工艺，使本发明制品不仅具有稳定的优于磷酸砖的很高的强度，而且具有很高的气孔率和大量的封闭型微气孔，这是富于制品保温性能和在使用中具有较强的抗裂纹扩张能力的重要特征。由于可低温烧成，广大中小企业和乡镇耐火材料企业可利用粘土砖窑烧成较为高级制品，所以制造成本远远低于磷酸砖和耐磨砖。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明制造工艺原理示意图。
图2是本发明烧成过程中相位改变示意图。
图3～4是本发明的制品岩相照片。
根据图1～4详细说明本发明的具体组成和生产方法。本发明的高铝镁铝尖晶石砖由占物料总重的95～99%的高铝矾土熟料和5～1%的一级制砖镁砂，在1280～1350℃的温度下烧成。
本发明是利用烧成过程中改变相位的原理实现低温烧成并达到预期显微结构目的。它的原理是这样的，在Al2O3-SiO2-MgO三元系中（图1），以1′点标明的物料组成。结晶终了温度为1578℃，由杠杆规则可以算出到达终点时的液相量为18%，如果用相当于1′点的物料做基质，配合料组成调到1点位置，结晶终点虽然也是1578℃，但到达终点时的液相量只有7%，1800℃时的液相量才20%，与1′点相比，抗温能力大约提高200℃，即配料总组成在1点，基质组成在1′点的配料，可使烧成温度降低大约200℃。
耐火材料的烧结首先在细粉中进行，本发明正是利用这种现象完成由1′点向1点转移的烧结过程，这种转移本发明称之为烧成过程中相位改变。如图2所示，图中M′物料相当于左上标明的M′黑色圆点，在烧结温度下它首先产生大约15～25%的液相（附图4），由于界面张力的作用，液相和气相沿着与骨料的接触面移动、扩散，同时吸收Al2O3，融体组元组成比例发生改变，于是，参与烧结的物料组成离开原始位置M′，沿虚线箭头指示方向向M点移动，同时吸回液相，在烧成条件充分的情况下到达M点位置（附图3），液相全部被吸回，结晶为高温固相。水泥窑前后过渡带的作业温度不高（900～1350℃），为节约能源，本发明产品烧结程度的设计仅是恰到好处而已，留待使用过程中相位改变程度达到M位置，因此所给出的产品性能指标不是最佳的。
下面详述本发明的生产方法。
原料要求
高铝矾土熟料：Al2O3≥80%，密度≥2.8g/cm3
一级制砖镁砂：MgO≥91%
将高铝矾土熟料加工成7～3mm（或6～2.5mm）、小于3mm（或小于2.5mm）两种粒度，对两种粒度进行筛分，测定出＞7mm、7～5mm、5～3mm、3～1mm、＜1mm各级粒度组成，配料细粉由上述高铝矾土熟料和镁砂共同粉磨而成，其粒度小于0.088mm筛下量大于95%，混合粉中镁砂份量3～15%，两种料也可单独粉磨，按上述比例混合使用，但要充分混合均匀。采用比重1.15～1.20g/cm3纸浆做结合剂，混料时先将两种颗粒按计算的比例加入湿碾，计算骨料配加比例的主要原则，是控制＜1.0mm的中间颗粒达到配料总量的17～22%，以20%为最佳。两种颗粒的骨料占配料总量的65～70%，然后加入占配料中颗粒、细粉总重量的3～4%纸浆，湿混1～1.5分钟，倒入混合细粉，其用量占配料总量的35～30%，继续碾压8～10分钟，出碾备用。采用300T摩擦压机或260T高冲程摩擦压机成型，半成品在50～80℃下干燥，入窑水分小于1%，烧成温度1280～1350℃，保温6～8小时，制品烧成后外观呈米黄色。
产品的最低指标是：
Al2O3%≥78
MgO% 0.9～5
气孔率% ≥24
密度g/cm3≥2.55
常温强度MPa ≥70
荷软开始温度℃ ≥1380
重烧1400℃×2h不大于-0.5
热震1100℃×水、次 ≥10
最佳实施例
将含Al2O381.7%、密度2.79g/cm3的高铝矾土熟料加工成7-3mm、＜3mm两种骨料，测出7-5mm、5-3mm、3-1mm、＜1mm各级粒度组成，经计算＜3mm颗粒加入量36%，7-3mm加入量32%，混合料中＜1mm颗粒占配料总量的19%，混合粉中镁砂占3%，高铝料占97%，粉磨细度为小于0.088mm，筛余量3%，混练时按先粗后细原则加料，比重为1.2g/cm3纸浆加入量3.5%，净混练时间9分钟，在260T高冲程摩擦压机上成型，半成品在60℃下干燥24小时，残余水分1.1%，在50M3倒焰窑中烧成1320℃，保温6小时。经检测，产品中成品率96%，气孔率27%，常温强度73MPa，荷软开始温度1380℃，1500℃×2h重烧收缩-9.9%，热震（1100℃×水）15次。