CN104591755A - 一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料 - Google Patents

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Abstract

一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料,属于无机非金属材料技术领域。涂抹材料包括80wt％～90wt％的A组分和10wt％～20wt％的B组分，A组分为耐火骨料和细粉，B组分为钠水玻璃溶液，体积密度≤2450kg/m3，适用温度300℃～600℃，在此温度下磨损量≤5cm3。优点在于，具有优异的耐磨损性能，利用工业固体废弃物的同时减轻了设备负重。

Description

一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料
技术领域
本发明属于无机非金属材料技术领域，特别涉及一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料。适用于水泥窑余热发电装置等热工窑炉的中低温(300℃～600℃)工况环境下易于磨损的部位。
背景技术
当今新型干法水泥生产线越来越多地增设纯低温余热发电装置，该类装置工况温度较低，一般窑头≤600℃，窑尾≤350℃，装置风管弯头多，输送的气体带有一定浓度的粉状颗粒，风速快，对管道及设备内壁磨损严重，现有管道通常采用陶瓷贴片、陶瓷内筒、耐磨可塑料或浇注料进行覆层。陶瓷贴片一般采用胶泥粘贴，而该胶泥耐热温度不高，若装置内瞬时超温易造成胶泥熔融导致陶瓷贴片脱落；陶瓷内筒价格昂贵，若设备筒体变形或部位不规则，施工复杂；耐磨可塑料或浇注料一般采用铝酸盐水泥或磷酸盐溶液结合刚玉质或碳化硅质骨料，体积密度为2450kg/m3～2900kg/m3，设备负重较大，在中低温工况下材料因烘烤温度不够，固化或烧结程度难以提高，耐磨性能有限，一般磨损量在5cm3以上，且浇注料还需支模板，若覆层厚度较小则难以施工，因此，提供一种具有良好粘附性及耐磨性的涂抹料是本领域亟待解决的一个问题。
水玻璃溶液是一种由正硅酸钠、偏硅酸钠、二硅酸钠和胶体二氧化硅组成的多组分胶体溶液，其硬化途径有多种，即吸收空气中二氧化碳进行反应而产生凝胶、风干或加热脱水而凝胶化、添加促硬剂发生化学反应使之中和而产生凝胶，而凝胶主要形成牢固的硅氧网络结构，其凝结硬化强度及耐酸腐蚀性能优异。由于水玻璃溶液良好的硬化特性，其在热工窑炉的中低温(300℃～600℃)工况环境下作为结合剂具有显著的优势。
中国专利CN100427553C、CN102815956B、CN102010167B、CN1872919A等各自公开了一种以水泥结合刚玉质骨料的耐磨陶瓷涂抹料，部分材料虽然耐磨值可以达到5cm3以下，但其体密大都在2.9g/cm3以上，属于重质材料，会造成设备负重较大。中国专利CN102030510B公开了一种以水泥结合废瓷骨料制备的复合耐磨涂抹料，其耐磨值在5cm3以上。中国专利CN103819165A公开了一种钠水玻璃和水泥复合结合刚玉或特级矾土的高温无机表面耐磨涂抹料，应用于循环流化床锅炉，烧成使用温度较高。现有文献资料未见有以液体水玻璃作结合剂主体制备余热发电设备等中低温环境下中质高耐磨陶瓷涂抹料的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料。解决了水泥窑余热发电装置等热工窑炉中低温(300℃～600℃)工况环境下的耐磨损问题。利用工业固体废弃物的同时减轻了设备负重。
一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料，包括80wt％～90wt％的A组分和10wt％～20wt％的B组分，A组分为耐火骨料和细粉，B组分为钠水玻璃溶液，体积密度≤2450kg/m3，适用温度300℃～600℃，在此温度下磨损量≤5cm3。
A组分配比如下：3mm＜粒径≤5mm的M47莫来石0～15wt％，1mm＜粒径≤3mm的M47莫来石10～30wt％，0mm＜粒径≤1mm的M47莫来石10～25wt％，≤0.088mm的特级矾土熟料细粉5～20wt％，≤0.070mm的球粘土0～10wt％，≤5μm的α-Al2O3微粉5～10wt％，≤5μm的高铝微粉5～15wt％，氟硅酸钠0.5～5wt％。
B组分为钠水玻璃溶液，模数为2.6～2.9、比重为1.40～1.51。
特级矾土熟料细粉中Al2O3含量≥88％。
高铝微粉中Al2O3含量为80～85％。
A组分中的耐火骨料M47莫来石用工业废瓷或20wt％～40wt％M47莫来石与60wt％～80wt％工业废瓷的混合料中的一种代替。
工业废瓷为高压电瓷废品或卫生洁具陶瓷废品。
一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料的制备方法为：原料按上述配比称量A组分的各种耐火原料，用强制搅拌机混合搅拌3min～10min，然后进行包装。B组分水玻璃溶液单独包装。
一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料的使用方法为：先将A组分放入搅拌机内，按比例添加B组分水玻璃溶液，搅拌成高粘性可塑料团，直接涂抹施工于所需部位。
一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料的性能检测方法为：将搅拌好的材料在特定模具内涂抹按压成型成强度检测试样和耐磨检测试样，然后在模内自然养护24h～72h后脱模，脱模后再自然养护24h，而后经110℃×24h烘干，选取试样分别经350℃×3h和500℃×3h热处理后，检测其性能指标，其中耐磨性能检测方法采用的是GB/T18301-2001《耐火材料常温耐磨性试验方法》。
本发明的优点在于：所述中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料以钠水玻璃溶液为结合剂，可利用工业固体废弃物，搅拌均匀后直接涂抹施工，无需支模板，可直接施工于设备顶部，粘附牢固，施工工艺简便，常温空气中固化，中低温耐磨性能优异，体积密度≤2450kg/m3，比常用的耐磨捣打料或浇注料(体积密度为2450kg/m3～2900kg/m3)低，还可以减轻设备负重，适用于水泥窑余热发电装置等热工窑炉的中低温(300℃～600℃)工况环境下易于磨损的部位。
具体实施方式
实施例1
一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料，A组分中耐火骨料选用M47莫来石，原料按下列配比方案配制：
原料按上述配比称量A组分的各种耐火原料，用强制搅拌机混合搅拌4min，然后进行包装。B组分水玻璃溶液单独包装。使用时先将A组分放入搅拌机内，按比例添加B组分水玻璃溶液，搅拌成高粘性可塑料团。将搅拌好的材料经成型-养护-烘干-热处理后，检测其性能指标如下：
实施例2
一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料，A组分中耐火骨料选用20wt％M47莫来石与80wt％工业废瓷的混合骨料(以下简称20-80混合骨料)，原料按下列配比方案配制：
原料按上述配比称量A组分的各种耐火原料，用强制搅拌机混合搅拌6min，然后进行包装。B组分水玻璃溶液单独包装。使用时先将A组分放入搅拌机内，按比例添加B组分水玻璃溶液，搅拌成高粘性可塑料团。将搅拌好的材料经成型-养护-烘干-热处理后，检测其性能指标如下：
实施例3
一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料，A组分中耐火骨料选用工业废瓷骨料，原料按下列配比方案配制：
原料按上述配比称量A组分的各种耐火原料，用强制搅拌机混合搅拌4min，然后进行包装。B组分水玻璃溶液单独包装。使用时先将A组分放入搅拌机内，按比例添加B组分水玻璃溶液，搅拌成高粘性可塑料团。将搅拌好的材料经成型-养护-烘干-热处理后，检测其性能指标如下：

Claims (7)

1.一种中低温中质耐磨陶瓷涂抹材料，其特征在于，包括80wt％～90wt％的A组分和10wt％～20wt％的B组分，A组分为耐火骨料和细粉，B组分为钠水玻璃溶液，体积密度≤2450kg/m3，适用温度300℃～600℃，在此温度下磨损量≤5cm3。
2.根据权利要求1所述的涂抹材料，其特征在于，所述的A组分配比如下：3mm＜粒径≤5mm的M47莫来石0～15wt％，1mm＜粒径≤3mm的M47莫来石10～30wt％，0mm＜粒径≤1mm的M47莫来石10～25wt％，≤0.088mm的特级矾土熟料细粉5～20wt％，≤0.070mm的球粘土0～10wt％，≤5μm的α-Al2O3微粉5～10wt％，≤5μm的高铝微粉5～15wt％，氟硅酸钠0.5～5wt％。
3.根据权利要求1所述的涂抹材料，其特征在于，所述的B组分为钠水玻璃溶液，模数为2.6～2.9、比重为1.40～1.51。
4.根据权利要求2的涂抹材料，其特征在于，所述的特级矾土熟料细粉中Al2O3含量≥88％。
5.根据权利要求2所述的涂抹材料，其特征在于，所述的高铝微粉中Al2O3含量为80～85％。
6.根据权利要求2所述的涂抹材料，其特征在于，所述的M47莫来石用工业废瓷或20wt％～40wt％M47莫来石与60wt％～80wt％工业废瓷的混合料中的一种代替。
7.根据权利要求6所述的涂抹材料，其特征在于，所述的工业废瓷为废电瓷或废卫生洁具瓷。
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