CN104193371B - 一种窑口浇注料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种窑口浇注料及其制备方法，其原料配比按照下列质量％配制：碳化硅7～20％；莫来石10～15％；红柱石9～30％；刚玉10～20％；锆刚玉粉4～15％；铬刚玉粉4～11％；硼化锆2～4％；氮化硅2～6％；氧化铝粉4～14％；纯铝酸钙水泥5～8％；防爆纤维0.1～1％；分散剂0.1～0.2％；其制备方法为：一，选取和破碎；二，分级；三，原料配比；四，称重；五，混合搅拌；六，装袋包装。与现有技术相比，本发明中采用的各种原料所制备的浇注料具有高耐磨性、高热震稳定性以及良好的抗剥落性能，有效地延长了水泥窑窑口的使用寿命；浇注料的制备工艺简单成本低。

Description

一种窑口浇注料及其制备方法

技术领域

本发明涉及浇注料技术领域，特别是一种窑口浇注料及其制备方法。

背景技术

目前我国新型干法水泥生产线发展迅速，其窑炉产量大，可以达到12000T/D，将水泥生产水平提升到了一个崭新的阶段；但是新型干法水泥生产线中所使用的耐火浇注料与湿法水泥生产线等传统生产线所使用的耐火浇注料相比，需要承受更高的温度及温度的剧烈变化、更强烈的化学侵蚀和机械应力的作用，特别是水泥窑窑口处的浇注料，由于该处的浇注料长期在碱性环境中工作，容易发生碱蚀膨胀的体积变化，产生碱裂现象；同时处在1400℃左右的高温环境，火焰温度更可达2000℃，冷热变化很大，容易使得浇注料开裂脱落，且窑口内又受到出料和气流的长期冲刷，进一步加剧了浇注料的剥落现象，因此需要同时提高该处浇注料的耐碱性能、热震性能以及耐磨性能，以延长窑口处浇注料的使用寿命，从而延长了干法水泥窑的使用寿命，提高新型干法水泥窑生产线的运转率，提高了生产效率。

在现有技术中，专利CN102584296A公开了一种窑口专用浇注料，它是采用碳化硅、红柱石、刚玉为主要成分的浇注料，虽然在一定程度上已经提高了原有浇注料产品的耐碱性能、热震性能以及耐磨性能，但是该浇注料为膨胀不可逆浇注料，那么仍然会发生膨胀不可逆的体积变化，由于该处浇注料长期在碱性、冷热不均等环境中工作，这种浇注料依然很容易产生碱裂、剥落等现象。

为了进一步延长水泥窑窑口浇注料的使用寿命，本发明便提出了一种具有高耐磨性、高热震稳定性和良好的耐磨性能的窑口浇注料及其制备方法。

发明内容

本发明克服了上述现有技术中存在的不足，提出了一种具有高耐磨性、高热震稳定性和良好的耐磨性能的窑口浇注料及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种窑口浇注料，所述窑口浇注料的原料配比按照下列质量％配制：

粒度为3～5mm的碳化硅7～20％；

粒度为1～6mm的莫来石10～15％；

粒度为1～2mm的红柱石9～30％；

粒度为1～6mm的刚玉10～20％；

粒度为180～220目的锆刚玉粉4～15％；

粒度为300～350目的铬刚玉粉4～11％；

粒度为300～350目的硼化锆2～4％；

粒度为290～320目的氮化硅2～6％；

粒度为8～25nm氧化铝粉4～14％；

纯铝酸钙水泥5～8％；

防爆纤维0.1～1％；

分散剂0.1～0.2％。

本发明中采用碳化硅、莫来石、红柱石以及刚玉为主要成分，具体地说，所述碳化硅属于中性材料，不与碱物质发生化学反应，具有很好的耐磨性能，而且又不与水泥生料发生反应，耐磨性好，又具有一定的热震性能，莫来石形成莫来石网络骨架结构，使得浇注料的耐磨性能提高，同时，莫来石的热膨胀系数为5.7*10-6/℃，稳定性好，热枕稳定性好，又具有较高的抗冲击能力，十分耐磨，红柱石产生高温莫来石化反应膨胀，抵消浇注料高温收缩，刚玉的耐火度高，提高了浇注料高温性能，也增加耐磨性；锆刚玉粉提高产品热震性和耐磨性；铬刚玉粉具有抗侵蚀性；硼化锆提高了产品热震性和耐磨性；氮化硅提高了产品热震性和耐磨性；纯铝酸钙水泥为结合剂，提供浇注料的结合强度；所述防爆纤维用以增加产品透气性，在施工烘烤时不易爆；所述分散剂可以减少加水量，提高施工性能。为了进一步提高浇注料的韧性和耐磨性，该发明的浇注料内加入纳米氧化铝粉，由于纳米材料可以改变材料的内部微观结构，在浇注料内加入纳米氧化铝粉用以强化浇注料本身的韧性，使得上述各成分在高温下的性能得到互补，以提高抗剥落抗，解决了现有技术中膨胀不可逆的现象。本发明通过调整各原料的颗粒大小，使得浇注料的密度提高，从而提高了浇注料的整体强度，可见上述各种原料所制备的浇注料具有高耐磨性、高热震稳定性以及良好的抗剥落性能，延长了水泥窑窑口的使用寿命。

作为优选，所述的分散剂为三聚磷酸钠、聚羧酸盐、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠以及柠檬酸中的任意一种或两种以上按照任意比例的混合物。

一种制备窑口浇注料的方法，具体包括如下步骤：

第一步，选取和破碎

选取上述的各种原料并分别进行破碎；

第二步，分级

将破碎好的各种原料分别加工成所需粒度；

第三步，原料配比

按照上述比例进行配制：

第四步，称重

按照配置比例称量各种原料，然后放入搅拌筒内；

第五步，混合搅拌

将搅拌筒提升到搅拌机内，然后搅拌4-6分钟使得搅拌筒内各种原料混合均匀，这些原料混合均匀后即为浇注料；

第六步，装袋包装

将混合均匀的浇注料放入袋内并实现自动称量，最后进行包装。

可见，该制备工艺简单成本低。

采用了上述技术方案的本发明的有益效果是：

本发明提出了一种高耐磨性、高热震稳定性和良好的抗剥落性能的窑口浇注料及其制备方法。本发明中采用碳化硅、莫来石、红柱石以及刚玉为主要成分，具体地说，所述碳化硅属于中性材料，不与碱物质发生化学反应，具有很好的耐磨性能，而且又不与水泥生料发生反应，耐磨性好，又具有一定的热震性能，莫来石形成莫来石网络骨架结构，使得浇注料的耐磨性能提高，同时，莫来石的热膨胀系数为5.7*10-6/℃，稳定性好，热枕稳定性好，又具有较高的抗冲击能力，十分耐磨，红柱石产生高温莫来石化反应膨胀，抵消浇注料高温收缩，刚玉的耐火度高，提高了浇注料高温性能，也增加耐磨性；锆刚玉粉提高产品热震性和耐磨性；铬刚玉粉具有抗侵蚀性；硼化锆提高了产品热震性和耐磨性；氮化硅提高了产品热震性和耐磨性；纯铝酸钙水泥为结合剂，提供浇注料的结合强度；所述防爆纤维用以增加产品透气性，在施工烘烤时不易爆；所述分散剂可以减少加水量，提高施工性能。为了进一步提高浇注料的韧性和耐磨性，该发明的浇注料内加入纳米氧化铝粉，由于纳米材料可以改变材料的内部微观结构，在浇注料内加入纳米氧化铝粉用以强化浇注料本身的韧性，使得上述各成分在高温下的性能得到互补，以提高抗剥落抗。本发明通过调整各原料的颗粒大小，使得浇注料的密度提高，从而提高了浇注料的整体强度，可见上述各种原料所制备的浇注料具有高耐磨性、高热震稳定性以及良好的抗剥落性能，延长了水泥窑窑口的使用寿命。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

实施例1：一种窑口浇注料及其制备方法，所述窑口浇注料的原料配比按照下列质量％配制：

粒度为4mm的碳化硅12％；

粒度为2mm的莫来石14％；

粒度为2mm的红柱石14％；

粒度为1mm的刚玉14％；

粒度为200目的锆刚玉粉12％；

粒度为320目的铬刚玉粉10％；

粒度为320目的硼化锆3.05％；

粒度为300目的氮化硅5％；

粒度为20nm氧化铝粉10％；

纯铝酸钙水泥5％；

防爆纤维0.8％；

分散剂0.15％。

所述的分散剂为聚羧酸盐和聚丙烯酸钠两者的混合物。

其制备方法具体包括如下步骤：

第一步，选取和破碎

选取上述的各种原料并分别进行破碎；

第二步，分级

将破碎好的各种原料分别加工成所需粒度；

第三步，原料配比

按照上述比例进行配制：

第四步，称重

按照配置比例称量各种原料，然后放入搅拌筒内；

第五步，混合搅拌

将搅拌筒提升到搅拌机内，然后搅拌5分钟使得搅拌筒内各种原料混合均匀，这些原料混合均匀后即为浇注料；

第六步，装袋包装

将混合均匀的浇注料放入袋内并实现自动称量，最后进行包装。

本实施例通过实验数据用以说明采用该成分比例制作的浇注料耐碱性高：

具体如下：

实验名称：窑口浇注料试验

实验材料：

粒度为4mm的碳化硅12％；

粒度为2mm的莫来石14％；

粒度为2mm的红柱石14％；

粒度为1mm的刚玉14％；

粒度为200目的锆刚玉粉12％；

粒度为320目的铬刚玉粉10％；

粒度为320目的硼化锆3.05％；

粒度为300目的氮化硅5％；

粒度为20nm氧化铝粉10％；

纯铝酸钙水泥5％；

防爆纤维0.8％；

分散剂(聚羧酸盐和聚丙烯酸钠)0.15％；

实施例2：一种窑口浇注料及其制备方法，所述浇注料的原料配比按照下列质量％配制：

粒度为3mm的碳化硅12％；

粒度为1mm的莫来石13％；

粒度为1mm的红柱石13％；

粒度为3mm的刚玉13％；

粒度为190目的锆刚玉粉12.2％；

粒度为320目的铬刚玉粉10％；

粒度为310目的硼化锆2.05％；

粒度为300目的氮化硅4％；

粒度为18nm氧化铝粉14％；

纯铝酸钙水泥6％；

防爆纤维0.6％；

分散剂0.15％。

所述的分散剂为三聚磷酸钠、聚羧酸盐、聚丙烯酸钠三者的混合物。

其制备方法具体包括如下步骤：

第一步，选取和破碎

选取上述的各种原料并分别进行破碎；

第二步，分级

将破碎好的各种原料分别加工成所需粒度；

第三步，原料配比

按照上述比例进行配制：

第四步，称重

按照配置比例称量各种原料，然后放入搅拌筒内；

第五步，混合搅拌

将搅拌筒提升到搅拌机内，然后搅拌5分钟使得搅拌筒内各种原料混合均匀，这些原料混合均匀后即为浇注料；

第六步，装袋包装

将混合均匀的浇注料放入袋内并实现自动称量，最后进行包装。

本实施例通过实验数据用以说明采用该成分比例制作的浇注料耐碱性高：

具体如下：

实验名称：窑口浇注料试验

实验方式：振动

实验材料：

粒度为4mm的碳化硅12％；

粒度为2mm的莫来石13％；

粒度为2mm的红柱石13％；

粒度为3mm的刚玉13％；

粒度为190目的锆刚玉粉12.2％；

粒度为320目的铬刚玉粉10％；

粒度为310目的硼化锆2.05％；

粒度为300目的氮化硅4％；

粒度为18nm氧化铝粉14％；

纯铝酸钙水泥6％；

防爆纤维0.6％；

分散剂(三聚磷酸钠、聚羧酸盐、聚丙烯酸钠)0.15％；

Claims (3)

1.一种窑口浇注料，其特征在于：所述窑口浇注料的原料配比按照下列质量％配制：

粒度为3～5mm的碳化硅7～20％；

粒度为1～6mm的莫来石10～15％；

粒度为1～2mm的红柱石9～30％；

粒度为1～6mm的刚玉10～20％；

粒度为180～220目的锆刚玉粉4～15％；

粒度为300～350目的铬刚玉粉4～11％；

粒度为300～350目的硼化锆2～4％；

粒度为290～320目的氮化硅2～6％；

粒度为8～25nm氧化铝粉4～14％；

纯铝酸钙水泥5～8％；

防爆纤维0.1～1％；

分散剂0.1～0.2％。

2.根据权利要求1所述的一种窑口浇注料，其特征在于：所述的分散剂为三聚磷酸钠、聚羧酸盐、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠以及柠檬酸中的任意一种或两种以上按照任意比例的混合物。

3.一种制备权利要求1所述窑口浇注料的方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，选取和破碎

选取上述的各种原料并分别进行破碎；

第二步，分级

将破碎好的各种原料分别加工成所需粒度；

第三步，原料配比

按照上述比例进行配制：

第四步，称重

按照配制比例称量各种原料，然后放入搅拌筒内；

第五步，混合搅拌

将搅拌筒提升到搅拌机内，然后搅拌4-6分钟使得搅拌筒内各种原料混合均匀，这些原料混合均匀后即为浇注料；

第六步，装袋包装

将混合均匀的浇注料放入袋内并实现自动称量，最后进行包装。