CN103159491A - 一种耐磨耐高温浇注料的制备方法 - Google Patents

一种耐磨耐高温浇注料的制备方法 Download PDF

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赵友谊
曾华生
王浩
李刚
李克宁
陈虎
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Abstract

本发明公开了一种耐磨耐高温浇注料的制备方法，属于耐火材料技术领域。本发明选择不同粒度的氧化铝陶瓷制品废料作主料，选择不同粒度的高温氧化铝粉体生产收集的废尘料作辅料，以铝酸钙水泥为结合剂，以硅微粉和活性α-Al2O3微粉作增强剂，干粉高效减水剂、三聚磷酸钠与六偏磷酸钠为复合添加剂，装入强力搅拌机内搅拌10-20分钟，混合均匀后装袋。本发明采用生产废料为主要原料，价格低廉、使用成本低，致密度及强度高，烧后线变化小，具有优良的耐磨性，抗冲刷性和抗腐蚀能力，耐高温，高温稳定性好，使用寿命长。

Description

一种耐磨耐高温浇注料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐磨耐高温浇注料的制备方法，属于耐火材料技术领域。
背景技术
陶瓷生产过程中不可避免产生废料，主要包括坯体废料、废釉料、烧成废料、研磨抛光废料、收尘废料。这些废料污染环境、影响陶瓷行业的持续发展。其中烧成废料因硬度大、不溶解、不降解，其处理成为陶瓷行业的一道难题，即使磨成粉后在配方中的再利用率也不过5%左右，陶瓷工厂自身无法消化这些陶瓷废料。目前，已有采用陶瓷废料生产的塑料填充剂（CN201010504968.X）、透水砖（CN200610124386.2）、免烧砖（CN201010616959.X）、混凝土砌块（CN200810027113.5）、喷涂料（CN200910060473.X）、免烧陶粒（CN200610037494）等的报道。这些产品附加值低，也未充分利用烧成陶瓷废料本身已有的性质，如高硬度、高致密度。
耐高温耐磨浇注料广泛应用于冶金、发电、流化床、建材、垃圾焚烧等领域。目前这些浇注料主要是以高铝水泥、铝矾土或刚玉为主体。例如：专利CN03113433.5采用矾土骨料（占65－70％）和粉料（16－20％）为主，添加活性氧化镁以及无水泥分散剂，配制了具有强度高、抗氧化特性，耐垃圾熔融物侵蚀且热稳定性好的浇注料。专利CN200510046880.7则采用刚玉、碳化硅、锆英砂、矾土、焦宝石为原料配制用于整体或局部浇注混铁炉内衬工作层的浇注料。专利CN200910096539.0则采用莫来石、赛隆粉、纯铝酸钙水泥、红柱石、a-Al2O3微粉为原料配制较低膨胀耐火浇注料。专利CN201010181295.9是以刚玉颗粒和细粉（80～95wt％）及氧化铝微粉（3～15wt％）为主料的刚玉浇注料。专利CN201110400326.X公开了以特级矾土作为粗骨料，特级矾土、碳化硅和刚玉作为细骨料的耐磨耐火浇注料。专利CN200910058149.4公开了以高铝矾土熟料、棕刚玉和亚白刚玉为骨料的耐火浇注料。以上耐火浇注料均使用耐高温的氧化铝质原料，成本较高，且其性能及使用寿命受所配耐火浇注料在高温下生成的矿相种类、晶粒大小、结构等影响，预先难以人为控制。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种耐磨耐高温浇注料的制备方法。该方法以氧化铝陶瓷废料和高温氧化铝粉体生产时收集的废尘粉体为原料，通过不同粒度级配，并添加结合剂、增强剂等，获得致密耐高温耐磨浇注料。高温氧化铝粉体生产时收集的废尘粉体与氧化铝陶瓷废料间无高温反应，并可进一步密实氧化铝陶瓷废料颗粒间空隙。本发明的特点在于充分利用氧化铝陶瓷及氧化铝粉具有的抗冲刷、抗磨损、耐高温及抗腐蚀的特点，同时起到废物利用、保护环境的效果。此外，所得浇注料成本降低、产品性能提高、使用寿命延长。
本发明的技术方案是：一种耐磨耐高温浇注料的制备方法，其特征是，
（1）原料比例
A、主料（氧化铝陶瓷制品废料）：
粒度为3-5mm的氧化铝陶瓷制品废料6-14份；
粒度为1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料30-45份；
粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料10-20份；
B、辅料
填充剂（高温氧化铝粉体生产收集的废尘料）：
粒度为180-200目的高温氧化铝生产废尘料5-7份和粒度为300-350目的高温氧化铝生产废尘料5-10份；
结合剂：铝酸钙水泥8-26份；
增强剂：粒度800目的硅微粉2-5份和粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉1-6份；
复合添加剂：复合添加剂0.5份；其中，所述复合添加剂的组分为：干粉高效减水剂、三聚磷酸钠与六偏磷酸钠，三者的质量比为1：2：4。
其中，氧化铝陶瓷制品废料的氧化铝含量为65-99%（质量比），高温氧化铝生产废尘料的氧化铝含量为90～95%（质量比）。
（2）将粒度为3-5mm和1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料在搅拌机搅拌0.5-2分钟；然后将铝酸钙水泥加入搅拌机搅拌混合0.5-2分钟；
（3）然后将800目的硅微粉、粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉和复合添加剂加入搅拌机内搅拌2-5分钟；
（4）最后将粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料、180-200目和300-350目的高温氧化铝生产废尘料加入搅拌机内，开机搅拌10-20分钟至混合均匀后装袋。
本发明的有益效果是：本发明采用氧化铝陶瓷及粉体生产过程中产生的废料为主要原料制备浇注料，利用了氧化铝陶瓷及氧化铝粉具有的抗冲刷、抗磨损、耐高温及抗腐蚀以及高温氧化铝废尘粉体本身粒度细、可密实浇注料的特点。所得浇注料成本低，密度达2.9～3.3g/cm3，抗压强度为100～150MPa，莫氏硬度8～9，烧成收缩小，1500℃下3小时烧后线变化-0.1～0.3%，抗冲刷性和抗腐蚀能力强，使用寿命长在水泥厂高温烟气管道中使用寿命4～5年，比现行浇注料提高1～2年。
具体实施方式
实施例1
（1）原料比例
A、主料（氧化铝陶瓷制品废料）：
粒度为3-5mm的氧化铝陶瓷制品废料10份；
粒度为1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料38份；
粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料15份；
B、辅料
填充剂（高温氧化铝粉体生产收集的废尘料）：
粒度为180-200目的高温氧化铝生产废尘料6份和粒度为300-350目的高温氧化铝生产废尘料8份；
结合剂：铝酸钙水泥18份；
增强剂：粒度800目的硅微粉3份和粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉3份；
复合添加剂：复合添加剂0.5份；其中，所述复合添加剂的组分为：干粉高效减水剂、三聚磷酸钠与六偏磷酸钠，三者的质量比为1：2：4。
其中，氧化铝陶瓷制品废料的氧化铝含量为70-80%（质量比），高温氧化铝生产废尘料的氧化铝含量为90～95%（质量比）。
（2）将粒度为3-5mm和1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料在搅拌机搅拌1分钟；然后将铝酸钙水泥加入搅拌机搅拌混合1分钟；
（3）然后将800目的硅微粉、粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉和复合添加剂加入搅拌机内搅拌3分钟；
（4）最后将粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料、180-200目和300-350目的高温氧化铝生产废尘料加入搅拌机内，开机搅拌15分钟至混合均匀后装袋。
所的产品的密度达2.9～3.3g/cm3，抗压强度为100～150MPa，莫氏硬度8～9，烧成收缩小，1500℃下3小时烧后线变化-0.1～0.3%，抗冲刷性和抗腐蚀能力强，使用寿命长在水泥厂高温烟气管道中使用寿命4～5年，比现行浇注料提高1～2年。
实施例2
（1）原料比例
A、主料（氧化铝陶瓷制品废料）：
粒度为3-5mm的氧化铝陶瓷制品废料6份；
粒度为1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料45份；
粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料10份；
B、辅料
填充剂（高温氧化铝粉体生产收集的废尘料）：
粒度为180-200目的高温氧化铝生产废尘料5份和粒度为300-350目的高温氧化铝生产废尘料10份；
结合剂：铝酸钙水泥20份；
增强剂：粒度800目的硅微粉5份和粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉2份；
复合添加剂：复合添加剂0.5份；其中，所述复合添加剂的组分为：干粉高效减水剂、三聚磷酸钠与六偏磷酸钠，三者的质量比为1：2：4。
其中，氧化铝陶瓷制品废料的氧化铝含量为80-85%（质量比），高温氧化铝生产废尘料的氧化铝含量为90～95%（质量比）。
（2）将粒度为3-5mm和1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料在搅拌机搅拌2分钟；然后将铝酸钙水泥加入搅拌机搅拌混合0.5分钟；
（3）然后将800目的硅微粉、粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉和复合添加剂加入搅拌机内搅拌2分钟；
（4）最后将粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料、180-200目和300-350目的高温氧化铝生产废尘料加入搅拌机内，开机搅拌20分钟至混合均匀后装袋。
所的产品的密度达2.9～3.3g/cm3，抗压强度为100～150MPa，莫氏硬度8～9，烧成收缩小，1500℃下3小时烧后线变化-0.1～0.3%，抗冲刷性和抗腐蚀能力强，使用寿命长在水泥厂高温烟气管道中使用寿命4～5年，比现行浇注料提高1～2年。
实施例3
（1）原料比例
A、主料（氧化铝陶瓷制品废料）：
粒度为3-5mm的氧化铝陶瓷制品废料14份；
粒度为1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料30份；
粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料20份；
B、辅料
填充剂（高温氧化铝粉体生产收集的废尘料）：
粒度为180-200目的高温氧化铝生产废尘料7份和粒度为300-350目的高温氧化铝生产废尘料5份；
结合剂：铝酸钙水泥15份；
增强剂：粒度800目的硅微粉2份和粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉5份；
复合添加剂：复合添加剂0.5份；其中，所述复合添加剂的组分为：干粉高效减水剂、三聚磷酸钠与六偏磷酸钠，三者的质量比为1：2：4。
其中，氧化铝陶瓷制品废料的氧化铝含量为75-85%（质量比），高温氧化铝生产废尘料的氧化铝含量为90～95%（质量比）。
（2）将粒度为3-5mm和1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料在搅拌机搅拌0.5分钟；然后将铝酸钙水泥加入搅拌机搅拌混合2分钟；
（3）然后将800目的硅微粉、粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉和复合添加剂加入搅拌机内搅拌3分钟；
（4）最后将粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料、180-200目和300-350目的高温氧化铝生产废尘料加入搅拌机内，开机搅拌10分钟至混合均匀后装袋。
所的产品的密度达2.9～3.3g/cm3，抗压强度为100～150MPa，莫氏硬度8～9，烧成收缩小，1500℃下3小时烧后线变化-0.1～0.3%，抗冲刷性和抗腐蚀能力强，使用寿命长在水泥厂高温烟气管道中使用寿命4～5年，比现行浇注料提高1～2年。

Claims (2)

1.一种耐磨耐高温浇注料的制备方法，其特征是，其原料及其重量份为：
A、主料：
粒度为3-5mm的氧化铝陶瓷制品废料6-14份；
粒度为1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料30-45份；
粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料10-20份；
B、辅料
填充剂：粒度为180-200目的高温氧化铝生产废尘料5-7份和粒度为300-350目的高温氧化铝生产废尘料5-10份；
结合剂：铝酸钙水泥8-26份；
增强剂：粒度800目的硅微粉2-5份和粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉1-6份；
复合添加剂：复合添加剂0.5份；其中，所述复合添加剂的组分为：干粉高效减水剂、三聚磷酸钠与六偏磷酸钠，三者的质量比为1：2：4；
其中，氧化铝陶瓷制品废料的氧化铝重量百分比含量为65-99%，高温氧化铝生产废尘料的氧化铝重量百分比含量为90～95%。
2.如权利要求1所述的耐磨耐高温浇注料的制备方法，其特征是，
（1）将粒度为3-5mm和1-3mm的氧化铝陶瓷制品废料在搅拌机搅拌0.5-2分钟；然后将铝酸钙水泥加入搅拌机搅拌混合0.5-2分钟；
（2）然后将800目的硅微粉、粒度2.5μm的活性α-Al2O3微粉和复合添加剂加入搅拌机内搅拌2-5分钟；
（3）最后将粒度为0.08-1mm的氧化铝陶瓷制品废料、180-200目和300-350目的高温氧化铝生产废尘料加入搅拌机内，开机搅拌10-20分钟至混合均匀后装袋。
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