CN105254318B - 一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件 - Google Patents
一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，包括电熔镁铝尖晶颗粒5‑8mm的15‑20份、3‑5mm的20‑25份、1‑3mm的15‑20份、0‑1mm的20‑25份；电熔铁铝尖晶石颗粒5‑8mm的10‑12份、3‑5mm的15‑17份、1‑3mm的10‑13份、0‑1mm的15‑18份；碳酸锆5‑8份，碳化硅5‑9份，硅微粉3‑5份，氧化铝微粉8‑12份，防渗剂1‑3份，阻锈剂0.25‑0.8份，减水剂0.1‑1份，缓凝剂0.1‑1份，分散剂3‑10份，防爆剂1‑5份，本发明的喷煤管预制件具有较好的耐高温，耐碱，抗热震等特性，并且具有较长的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，特别涉及一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件。
背景技术
水泥窑喷煤管使用环境恶劣，喷煤管要插入到水泥窑的内部，要受到水泥窑内运动的高温物料和高温热气流的冲刷，以及要经受从篦冷机来的二次风，因此必然要求这里的耐火浇注料耐磨性好，热震稳定性高。原先水泥窑系统在喷煤管处通常使用铝硅质耐火浇注料，该产品抗热震性比较差，一般情况下，铝硅质耐火浇注料在喷煤管处的使用寿命不超过6个月。如公告号为CN101805195A（2010-08-18）公开的一种喷煤管专用高性能耐磨浇注料的制备方法，在高铝原料中添加氧化硅微粉和碳化硅，以提高了材料的抗热震性等特性，但是喷煤管的使用寿命依然不长，原先的喷煤管都是现场施工，十分不便，所以喷煤管预制件就变得十分畅销，为了提高整个烧成系统的运转率，增强企业的市场竞争力，新型干法水泥生产企业迫切需要高质量的耐火浇注料应用于其热工设备上。
发明内容
本发明的目的是是解决上述问题，提供一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，不仅具有抗热震等特性，还可以延长喷煤管预制件的使用寿命。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，包括以下各组分原料及重量份：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒15-20份、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒20-25份、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒15-20份、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒20-25份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10-12份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒15-17份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10-13份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒15-18份；碳酸锆5-8份，碳化硅5-9份，硅微粉3-5份，氧化铝微粉8-12份，防渗剂1-3份，阻锈剂0.25-0.8份，减水剂0.1-1份，缓凝剂0.1-1份，分散剂3-10份，防爆剂1-5份；
所述一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，制备方式如下：
（1）按以上重量份分别称取各组分；倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（2）向所述步骤（1）中的搅拌料B内加入水，搅拌均匀，得混合料C；
（3）向制作喷煤管预制件的模具内加入所述步骤（2）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管预制件试样；
（4）将所述步骤（3）中喷煤管预制件试样和模具放置于空气中，静置36-48小时，然后进行脱模，得喷煤管预制件试样一；
（5）将所述步骤（4）中的喷煤管预制件试样一自然养护48-60小时，然后对喷煤管预制件试样进行干燥处理，得喷煤管预制件；
（6）将所述步骤（5）中得到的喷煤管预制件进行热处理，所述热处理包括将所述喷煤管预制件按照6℃/min开始第一次升温，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，并保温3小时；结束后，再自然冷却到室温。
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，制备的喷煤管预制件使用效果良好，使用寿命增加，并且制备喷煤管预制件的工序简单，产品易得。
作为优选，所述各组分重量份为：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒15份、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒20份、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒15份、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒20份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒15份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒15份，碳酸锆5份，碳化硅5份，硅微粉3份，氧化铝微粉8份，防渗剂1份，阻锈剂0.25份，减水剂0.1份，缓凝剂0.1份，分散剂3份，防爆剂1份。
作为优选，所述各组分重量份为：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒17份、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒22份、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒17份、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒24份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒11份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒16份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒12份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒16份，碳酸锆7份，碳化硅7份，硅微粉4份，氧化铝微粉10份，防渗剂2份，阻锈剂0.5份，减水剂0.5份，缓凝剂0.6份，分散剂8份，防爆剂3份。
作为优选，所述各组分重量份为：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒20份、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒25份、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒20份、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒25份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒12份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒17份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒13份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒18份，碳酸锆8份，碳化硅9份，硅微粉5份，氧化铝微粉12份，防渗剂3份，阻锈剂0.8份，减水剂1份，缓凝剂1份，分散剂10份，防爆剂5份。
作为优选，所述步骤（2）中的加水量根据流动值控制，所述流动值在180-200mm之间。所述加水量的控制是为了使得浇注料更加的便于施工，制备的喷煤管预制件更具有使用时效。
作为优选，所述步骤（6）中所述第一次升温温度至600-700℃。所述升温温度的设置是根据生产水泥的经验设定，使得喷煤管预制件可以更加贴合实际的使用，最大限度的了解喷煤管预制件的特性。
作为优选，所述步骤（6）中所述第二次升温温度至1100-1400℃。所述升温温度的设置是根据生产水泥的经验设定，使得喷煤管预制件可以更加贴合实际的使用，最大限度的了解喷煤管预制件的特性。
作为优选，所述镁铁铝尖晶石喷煤管预制件中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，所述镁铁铝尖晶石喷煤管预制件中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，所述镁铁铝尖晶石喷煤管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喷煤管预制件，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喷煤管预制件，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喷煤管预制件，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、用镁铁铝尖晶石喷煤管预制件耐火浇注料浇注的喷煤管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、防渗剂1份，阻锈剂0.25份，减水剂0.1份，缓凝剂0.1份，分散剂3份，防爆剂1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，20份、1-3mm，15份、0-1mm，20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，15份、1-3mm，10份、0-1mm，15份。
配方二：碳酸锆7份，碳化硅7份，硅微粉4份，氧化铝微粉10份，防渗剂2份，阻锈剂0.5份，减水剂0.5份，缓凝剂0.6份，分散剂8份，防爆剂3份；电熔镁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，17份、3-5mm，22份、1-3mm，17份、0-1mm，24份；电熔铁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，11份、3-5mm，16份、1-3mm，12份、0-1mm，16份。
配方三：碳酸锆8份，碳化硅9份，硅微粉5份，氧化铝微粉12份，防渗剂3份，阻锈剂0.8份，减水剂1份，缓凝剂1份，分散剂10份，防爆剂5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，25份、1-3mm，20份、0-1mm，25份；电熔铁铝尖晶石包括以下颗粒级及重量份：5-8mm，12份、3-5mm，17份、1-3mm，13份、0-1mm，18份。
配方四：碳酸锆2份、碳化硅2份、硅微粉4份、氧化铝微粉14份，减水剂2份，缓凝剂2份，分散剂2份，防爆剂2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、 防渗剂2份，阻锈剂0.5份，减水剂2份，分散剂12份，防爆剂6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
一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，制备方式如下：
（1）按配方一称取各组分；倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（2）向所述步骤（1）中的搅拌料B内加入水，搅拌均匀，得混合料C；
（3）向制作喷煤管预制件的模具内加入所述步骤（2）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管预制件试样；
（4）将所述步骤（3）中喷煤管预制件试样和模具放置于空气中，静置36小时，然后进行脱模，得喷煤管预制件试样一；
（5）将所述步骤（4）中的喷煤管预制件试样一自然养护48小时，然后对喷煤管预制件试样进行干燥处理，得喷煤管预制件；
（6）将所述步骤（5）中得到的喷煤管预制件进行热处理，所述热处理包括将所述喷煤管预制件按照6℃/min开始第一次升温，第一次升温至650℃，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，第二次升温至1230℃，并保温3小时；结束后，再自然冷却到室温。
实施例2
一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，制备方式如下：
（1）按配方二称取各组分；倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（2）向所述步骤（1）中的搅拌料B内加入水，搅拌均匀，得混合料C；
（3）向制作喷煤管预制件的模具内加入所述步骤（2）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管预制件试样；
（4）将所述步骤（3）中喷煤管预制件试样和模具放置于空气中，静置36小时，然后进行脱模，得喷煤管预制件试样一；
（5）将所述步骤（4）中的喷煤管预制件试样一自然养护48小时，然后对喷煤管预制件试样进行干燥处理，得喷煤管预制件；
（6）将所述步骤（5）中得到的喷煤管预制件进行热处理，所述热处理包括将所述喷煤管预制件按照6℃/min开始第一次升温，第一次升温至600℃，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，第二次升温至1100℃，并保温3小时；结束后，再自然冷却到室温。
实施例3
一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，制备方式如下：
（1）按配方三称取各组分；倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（2）向所述步骤（1）中的搅拌料B内加入水，搅拌均匀，得混合料C；
（3）向制作喷煤管预制件的模具内加入所述步骤（2）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管预制件试样；
（4）将所述步骤（3）中喷煤管预制件试样和模具放置于空气中，静置48小时，然后进行脱模，得喷煤管预制件试样一；
（5）将所述步骤（4）中的喷煤管预制件试样一自然养护60小时，然后对喷煤管预制件试样进行干燥处理，得喷煤管预制件；
（6）将所述步骤（5）中得到的喷煤管预制件进行热处理，所述热处理包括将所述喷煤管预制件按照6℃/min开始第一次升温，第一次升温至700℃，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，第二次升温至1400℃，并保温3小时；结束后，再自然冷却到室温。
对比实施例1
一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，制备方式如下：
（1）按配方四称取各组分；倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（2）向所述步骤（1）中的搅拌料B内加入水，搅拌均匀，得混合料C；
（3）向制作喷煤管预制件的模具内加入所述步骤（2）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管预制件试样；
（4）将所述步骤（3）中喷煤管预制件试样和模具放置于空气中，静置50小时，然后进行脱模，得喷煤管预制件试样一；
（5）将所述步骤（4）中的喷煤管预制件试样一自然养护72小时，然后对喷煤管预制件试样进行干燥处理，得喷煤管预制件；
（6）将所述步骤（5）中得到的喷煤管预制件进行热处理，所述热处理包括将所述喷煤管预制件按照6℃/min开始第一次升温，第一次升温至900℃，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，第二次升温至1600℃，并保温3小时；结束后，再自然冷却到室温。
对比实施例2
一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，制备方式如下：
（1）按配方五称取各组分；倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（2）向所述步骤（1）中的搅拌料B内加入水，搅拌均匀，得混合料C；
（3）向制作喷煤管预制件的模具内加入所述步骤（2）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管预制件试样；
（4）将所述步骤（3）中喷煤管预制件试样和模具放置于空气中，静置30小时，然后进行脱模，得喷煤管预制件试样一；
（5）将所述步骤（4）中的喷煤管预制件试样一自然养护40小时，然后对喷煤管预制件试样进行干燥处理，得喷煤管预制件。
分别按以上方法制备上述5种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，结果如下：
从上表可以看出，对比实施例的浇注料施工不便，且使用效果不佳，检测的指标也不合格，而实施例中的浇注料不仅施工方便，并且施工后的喷煤管预制件具有较好的耐高温，耐碱，抗热震等特性，喷煤管预制件的使用寿命也有增加，且各个指标均在合格范围内。
Claims (8)
1.一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，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15-20份、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒20-25份、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒15-20份、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒20-25份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10-12份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒15-17份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10-13份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒15-18份；碳酸锆5-8份，碳化硅5-9份，硅微粉3-5份，氧化铝微粉8-12份，防渗剂1-3份，阻锈剂0.25-0.8份，减水剂0.1-1份，缓凝剂0.1-1份，分散剂3-10份，防爆剂1-5份；
所述一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，制备方式如下：
（1）按以上重量份分别称取各组分；倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（2）向所述步骤（1）中的搅拌料B内加入水，搅拌均匀，得混合料C；
（3）向制作喷煤管预制件的模具内加入所述步骤（2）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管预制件试样；
（4）将所述步骤（3）中喷煤管预制件试样和模具放置于空气中，静置36-48小时，然后进行脱模，得喷煤管预制件试样一；
（5）将所述步骤（4）中的喷煤管预制件试样一自然养护48-60小时，然后对喷煤管预制件试样进行干燥处理，得喷煤管预制件；
（6）将所述步骤（5）中得到的喷煤管预制件进行热处理，所述热处理包括将所述喷煤管预制件按照6℃/min开始第一次升温，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，并保温3小时；结束后，再自然冷却到室温；
所述镁铁铝尖晶石喷煤管预制件中Al2O3的含量大于总化学成分的40%；
所述镁铁铝尖晶石喷煤管预制件中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喷煤管预制件，其特征在于：所述各组分重量份为：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒15份、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒20份、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒15份、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒20份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒15份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒15份，碳酸锆5份，碳化硅5份，硅微粉3份，氧化铝微粉8份，防渗剂1份，阻锈剂0.25份，减水剂0.1份，缓凝剂0.1份，分散剂3份，防爆剂1份。
3.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，其特征在于：所述各组分重量份为：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒17份、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒22份、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒17份、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒24份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒11份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒16份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒12份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒16份，碳酸锆7份，碳化硅7份，硅微粉4份，氧化铝微粉10份，防渗剂2份，阻锈剂0.5份，减水剂0.5份，缓凝剂0.6份，分散剂8份，防爆剂3份。
4.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，其特征在于：所述各组分重量份为：5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒20份、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒25份、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒20份、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒25份；5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒12份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒17份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒13份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒18份，碳酸锆8份，碳化硅9份，硅微粉5份，氧化铝微粉12份，防渗剂3份，阻锈剂0.8份，减水剂1份，缓凝剂1份，分散剂10份，防爆剂5份。
5.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，其特征在于：所述步骤（2）中的加水量根据流动值控制，所述流动值在180-200mm之间。
6.根据权利要求5所述的一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，其特征在于：所述步骤（6）中所述第一次升温温度至600-700℃。
7.根据权利要求6所述的一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，其特征在于：所述步骤（6）中所述第二次升温温度至1100-1400℃。
8.根据权利要求1所述的一种镁铁铝尖晶石喷煤管预制件，其特征在于：所述镁铁铝尖晶石喷煤管预制件的体积密度在110℃保温24小时后大于2300kg/m3。
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