CN105237016B - 一种镁铁铝尖晶石窑口预制件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，它包括以下各组分原料及重量份：电熔镁铝尖晶颗粒：5‑8mm的15‑25份；3‑5mm的5‑20份；1‑3mm的5‑15份；0‑1mm的5‑15份；电熔铁铝尖晶石颗粒：5‑8mm的10‑20份；3‑5mm的5‑15份；1‑3mm的5‑10份；0‑1mm的5‑10份；0‑1mm的碳酸锆：3‑5份；0‑1mm的碳化硅：3‑5份；过200目筛的硅微粉：2‑3份，氧化铝微粉：2‑8份；本发明在配方中加入了镁铝尖晶石、铁铝尖晶石等高档原材料，使产品具有较好的耐高温，耐碱，抗热震等特性，又通过调整粒度组成，从而实现了产品的自流模式，避免了碱性浇注料带来的施工问题。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，特别涉及一种镁铁铝尖晶石窑口预制件。
背景技术
目前市场上大多窑口浇铸料都采用刚玉，或者碱性原料，但是刚玉的热膨胀系数比较大，热震稳定性不好，刚玉在水泥窑碱性气氛中由α相刚玉转变为β相刚玉，致体积膨胀，易造成结构破坏，使得窑口的寿命大为缩短。而采用碱性原料虽然可以抵抗水泥窑碱性的气氛，更适合水泥窑窑口的使用环境。但是，碱性原料影响浇注料的流动性，容易产生速凝，给施工造成很大的不便，例如公告号为CN104355646A（2015-02-18）公开的一种水泥窑窑口浇注料，虽然可以减少气孔多，气孔分布不均匀等问题，但是浇注料的脱落现象还是没有好转，并且窑口的使用寿命依然不长。并且传统的振动施工还可能带来的浇注料偏析等问题。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，使用寿命增加，并且具有良好的流动性，适合施工。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，它包括以下各组分原料及重量份：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒：15-25份；3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒：5-20份；1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒：5-15份；0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒：5-15份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒：10-20份；3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒：5-15份；1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒：5-10份；0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒：5-10份；0-1mm的碳酸锆：3-5份；0-1mm的碳化硅：3-5份；过200目筛的硅微粉：2-3份；过200目筛的氧化铝微粉：2-8份；
所述一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，制备方式如下：
（1）按以上重量份分别称取各组分，加入至搅拌装置内搅拌均匀，得搅拌料A；
（2）向所述步骤（1）中所述搅拌料A内加入分散剂和水，水量根据整体混合料的流动值进行控制，得混合料B；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作窑口预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样窑口预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样窑口预制件和模具放置于空气中，静置36-48小时，然后进行脱模处理，得窑口预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述窑口预制件一自然养护48-72小时，得窑口预制件二；
（6）将步骤（5）中所述窑口预制件二进行热处理，第一次升温至750-850℃，保温1小时，然后进行第二次升温，升温至1300-1600℃，保温3小时，然后冷却至室温，得窑口预制件三。
镁铝尖晶石具有良好的抗侵蚀，腐蚀、剥落能力强，抗渣性能好，抗磨蚀能力，热震稳定性好，耐高温等性能特点。是生产水泥回转窑高温带用镁铝尖晶石砖、钢包衬砖、钢包浇注料等耐火产品的理想原料。
铁铝尖晶石是采用氧化铝和含铁化合物合成的优质电熔型铁铝尖晶石，环保无污染。具有优良的抗热震性、抗碱性渣侵蚀能力。
碳化硅是用石英砂、石油焦或煤焦、木屑等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。低品级碳化硅是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。
硅微粉外观为灰色或灰白色粉末，耐火度>1600℃。硅微粉可以显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能;具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用;显著延长砼的使用寿命，特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍;大幅度降低喷射砼和浇注料的落地灰，提高单次喷层厚度;是高强砼的必要成份;具有约5倍水泥的功效，在普通砼和低水泥浇注料中应用可降低成本。提高耐久性;有效防止发生砼碱骨料反应;提高浇注型耐火材料的致密性。
氧化铝微粉可作密封材料和填充材料。还可作强化用补强纤维，氧化铝短纤维具有突出的耐高温性能，由于其密度小。绝热性好、热容量小，不仅可以减轻炉体质量，而且可以提高控温精度，节能效果显著。
本方案通过以上材料的结合，制备的窑口预制件使用效果良好，使用寿命增加，并且制备窑口预制件的工序简单，产品易得。
作为优选，所述各组分重量份为：电熔镁铝尖晶石颗粒5-8mm的25份、3-5mm的15份、1-3mm的10份、0-1mm的10份，电熔铁铝尖晶石颗粒5-8mm的20份、3-5mm的15份、1-3mm的5份、0-1mm的10份，碳酸锆5份，碳化硅5份，硅微粉3份，氧化铝微粉8份。
作为优选，所述各组分重量份为：电熔镁铝尖晶石颗粒5-8mm的15份、3-5mm的5份、1-3mm的5份、0-1mm的5份，电熔铁铝尖晶石颗粒5-8mm的10份、3-5mm的5份、1-3mm的5份、0-1mm的5份，碳酸锆3份，碳化硅3份，硅微粉2份，氧化铝微粉2份。
作为优选，所述各组分重量份为：电熔镁铝尖晶石颗粒5-8mm的20份、3-5mm的20份、1-3mm的15份、0-1mm的15份，电熔铁铝尖晶石颗粒5-8mm的10份、3-5mm的5份、1-3mm的10份、0-1mm的5份，碳酸锆4份，碳化硅4份，硅微粉2.5份，氧化铝微粉6份。
作为优选，所述步骤（2）中流动值控制在180-200mm。所述加水量的控制是为了使得浇注料更加的便于施工，制备的窑口更具有使用时效。
作为优选，所述步骤（6）中所述第一次升温以5℃/min的速度进行升温，所述第二次升温以3℃/min的速度进行升温。所述升温温度的控制是根据窑口预制件的化学性质而定，以保证更加平稳及安全的升温，得到更加优良的窑口预制件。
作为优选，所述镁铁铝尖晶石窑口预制件中Al2O3的含量大于总化学成分的40%。氧化铝具有突出的耐高温性能，由于其密度小，绝热性好、热容量小，不仅可以减轻炉体质量，而且可以提高控温精度，节能效果显著。
作为优选，所述镁铁铝尖晶石窑口预制件中SiC和SiO2的含量大于总化学成分的55%。SiC和SiO2可以显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能;具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用;显著延长砼的使用寿命，特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍。
作为优选，所述镁铁铝尖晶石窑口预制件的体积密度在110℃保温24小时候大于2300kg/m3。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明提供的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，采用电熔镁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、硅微粉，氧化铝微粉等高性能材料作为集料，具有更好的耐高温、抗冲刷、耐侵蚀、抗热震等性能。
2.本发明提供的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，配方中加入了碳酸锆、碳化硅，以提高其高温稳定、耐磨性及抗侵蚀性。
3.本发明提供的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，通过颗粒级配理论的研究，解决了碱性浇注料出现的凝固快，流动性不好的问题，获得了浇注料的良好流动性，施工性，烘烤等性能。
4.本发明提供的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，施工工艺由振动浇注改为自流浇注，施工更加简便，产品质量大大提高、用镁铁铝尖晶石窑口耐火浇注料浇注的窑口预制件其预期使用寿命将超过一年，具有较好的经济效益和市场应用前景。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
配方一：碳酸锆5份、碳化硅5份、硅微粉3份、氧化铝微粉8份；电熔镁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，25份、3-5mm，15份、1-3mm，10份、0-1mm，10份；电熔铁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，20份、3-5mm，15份、1-3mm，5份、0-1mm，10份。
配方二：碳酸锆3份、碳化硅3份、硅微粉2份、氧化铝微粉2份；电熔镁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，15份、3-5mm，5份、1-3mm，5份、0-1mm，5份；电熔铁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，10份、3-5mm，5份、1-3mm，5份、0-1mm，5份。
配方三：碳酸锆4份、碳化硅4份、硅微粉2.5份、氧化铝微粉6份；电熔镁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，20份、3-5mm，20份、1-3mm，15份、0-1mm，15份；电熔铁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，10份、3-5mm，5份、1-3mm，10份、0-1mm，5份。
配方四：碳酸锆2份、碳化硅2份、硅微粉4份、氧化铝微粉10份；电熔镁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，50份、3-5mm，50份；电熔铁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，40份、1-3mm，20份、0-1mm，20份。
配方五：碳化硅8份、硅微粉8份、氧化铝微粉1份；电熔铁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：1-3mm，10份、0-1mm，10份。
实施例1
一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，制备方式如下：
（1）按配方一分别称取各组分，加入至搅拌装置内搅拌均匀，得搅拌料A；
（2）向所述步骤（1）中所述搅拌料A内加入分散剂和水，水量根据整体混合料的流动值进行控制，得混合料B；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作窑口预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样窑口预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样窑口预制件和模具放置于空气中，静置48小时，然后进行脱模处理，得窑口预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述窑口预制件一自然养护72小时，得窑口预制件二；
（6）将步骤（5）中所述窑口预制件二进行热处理，第一次升温至750℃，保温1小时，然后进行第二次升温，升温至1300℃，保温3小时，然后冷却至室温，得窑口预制件三。
实施例2
一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，制备方式如下：
（1）按配方二分别称取各组分，加入至搅拌装置内搅拌均匀，得搅拌料A；
（2）向所述步骤（1）中所述搅拌料A内加入分散剂和水，水量根据整体混合料的流动值进行控制，得混合料B；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作窑口预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样窑口预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样窑口预制件和模具放置于空气中，静置40小时，然后进行脱模处理，得窑口预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述窑口预制件一自然养护56小时，得窑口预制件二；
（6）将步骤（5）中所述窑口预制件二进行热处理，第一次升温至800℃，保温1小时，然后进行第二次升温，升温至1400℃，保温3小时，然后冷却至室温，得窑口预制件三。
实施例3
一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，制备方式如下：
（1）按配方三分别称取各组分，加入至搅拌装置内搅拌均匀，得搅拌料A；
（2）向所述步骤（1）中所述搅拌料A内加入分散剂和水，水量根据整体混合料的流动值进行控制，得混合料B；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作窑口预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样窑口预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样窑口预制件和模具放置于空气中，静置36小时，然后进行脱模处理，得窑口预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述窑口预制件一自然养护48小时，得窑口预制件二；
（6）将步骤（5）中所述窑口预制件二进行热处理，第一次升温至850℃，保温1小时，然后进行第二次升温，升温至1600℃，保温3小时，然后冷却至室温，得窑口预制件三。
对比实施例1
一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，制备方式如下：
（1）按配方四分别称取各组分，加入至搅拌装置内搅拌均匀，得搅拌料A；
（2）向所述步骤（1）中所述搅拌料A内加入分散剂和水，水量根据整体混合料的流动值进行控制，得混合料B；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作窑口预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样窑口预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样窑口预制件和模具放置于空气中，静置30小时，然后进行脱模处理，得窑口预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述窑口预制件一自然养护40小时，得窑口预制件二；
（6）将步骤（5）中所述窑口预制件二进行热处理，第一次升温至900℃，保温1小时，然后进行第二次升温，升温至1800℃，保温3小时，然后冷却至室温，得窑口预制件三。
对比实施例2
一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，制备方式如下：
（1）按配方五分别称取各组分，加入至搅拌装置内搅拌均匀，得搅拌料A；
（2）向所述步骤（1）中所述搅拌料A内加入分散剂和水，得混合料B；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作窑口预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样窑口预制件；
（4）将步骤（3）中所述窑口预制件进行热处理，第一次升温至700℃，保温1小时，然后进行第二次升温，升温至1200℃，保温3小时，然后冷却至室温，得窑口预制件三。
将以上物种实施例分别制作窑口预制件，并使用，结果如下：
由上表可知，本发明的窑口预制件具有较好的耐高温，耐碱，抗热震等特性，并且制作简单，施工方便，且窑口预制件表面平整，使用寿命也相应增加。
Claims (7)
1.一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，其特征在于：它包括以下各组分原料及重量份：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒：15-25份，3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒：5-20份，1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒：5-15份，0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒：5-15份，5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒：10-20份，3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒：5-15份，1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒：5-10份，0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒：5-10份，0-1mm的碳酸锆：3-5份，0-1mm的碳化硅：3-5份，过200目筛的硅微粉：2-3份，过200目筛的氧化铝微粉：2-8份；
所述一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，制备方式如下：
按以上重量份分别称取各组分，加入至搅拌装置内搅拌均匀，得搅拌料A；
向所述步骤（1）中所述搅拌料A内加入分散剂和水，水量根据整体混合料的流动值进行控制，得混合料B；
将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作窑口预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样窑口预制件；
将所述步骤（3）中所述试样窑口预制件和模具放置于空气中，静置36-48小时，然后进行脱模处理，得窑口预制件一；
将所述步骤（4）中所述窑口预制件一自然养护48-72小时，得窑口预制件二；
将步骤（5）中所述窑口预制件二进行热处理，第一次升温至750-850℃，保温1小时，然后进行第二次升温，升温至1300-1600℃，保温3小时，然后冷却至室温，得窑口预制件三；所述镁铁铝尖晶石窑口预制件中Al2O3的含量大于总化学成分的40%；
所述镁铁铝尖晶石窑口预制件中SiC和SiO2的含量大于总化学成分的55%。
2.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，其特征在于：所述各组分重量份为：电熔镁铝尖晶石颗粒5-8mm的25份、3-5mm的15份、1-3mm的10份、0-1mm的10份，电熔铁铝尖晶石颗粒5-8mm的20份、3-5mm的15份、1-3mm的5份、0-1mm的10份，碳酸锆5份，碳化硅5份，硅微粉3份，氧化铝微粉8份。
3.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，其特征在于：所述各组分重量份为：电熔镁铝尖晶石颗粒5-8mm的15份、3-5mm的5份、1-3mm的5份、0-1mm的5份，电熔铁铝尖晶石颗粒5-8mm的10份、3-5mm的5份、1-3mm的5份、0-1mm的5份，碳酸锆3份，碳化硅3份，硅微粉2份，氧化铝微粉2份。
4.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，其特征在于：所述各组分重量份为：电熔镁铝尖晶石颗粒5-8mm的20份、3-5mm的20份、1-3mm的15份、0-1mm的15份，电熔铁铝尖晶石颗粒5-8mm的10份、3-5mm的5份、1-3mm的10份、0-1mm的5份，碳酸锆4份，碳化硅4份，硅微粉2.5份，氧化铝微粉6份。
5.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，其特征在于：所述步骤（2）中流动值控制在180-200mm。
6.根据权利要求5所述的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，其特征在于：所述步骤（6）中所述第一次升温以5℃/min的速度进行升温，所述第二次升温以3℃/min的速度进行升温。
7.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石窑口预制件，其特征在于：所述镁铁铝尖晶石窑口预制件的体积密度在110℃保温24小时候大于2300kg/m3。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |