CN105272307B - 一种镁铁铝尖晶石喷煤管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镁铝尖晶石喷煤管的制备方法，包括以下步骤：1.选择制备镁铁铝尖晶石喷煤管的材料，并将所述材料破碎，得破碎料A；2.将破碎料A进行筛选，再按比例分别称取，倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；3.向搅拌料B内加入外加剂和水，搅拌均匀，得混合料C；4.向制作喷煤管的模具内加入混合料C，至表面平整，得喷煤管试样；5.将喷煤管试样和模具放置于空气中，静置36‑48小时，然后进行脱模，得喷煤管试样一；6.将喷煤管试样一自然养护48‑60小时，然后对喷煤管试样进行干燥处理，得喷煤管。本发明的制备方法通过调整粒度组成，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，特别涉及一种镁铝尖晶石喷煤管的制备方法。
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，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
本发明的目的是解决上述问题，提供一种镁铁铝尖晶石喷煤管的制备方法，不仅制作方法简单，操作快捷，并且通过调整粒度组成，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，而且具有抗热震等特性，还可以延长喷煤管的使用寿命。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种镁铝尖晶石喷煤管的制备方法，包括以下步骤：
（1）选择制备镁铁铝尖晶石喷煤管的材料，并将所述材料破碎，得破碎料A；
（2）将所述步骤（1）中的破碎料A进行筛选，再按比例分别称取，倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（3）向所述步骤（2）中的搅拌料B内加入外加剂和水，搅拌均匀，得混合料C；
（4）向制作喷煤管的模具内加入所述步骤（3）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管试样；
（5）将所述步骤（4）中喷煤管试样和模具放置于空气中，静置36-48小时，然后进行脱模，得喷煤管试样一；
（6）将所述步骤（5）中的喷煤管试样一自然养护48-60小时，然后对喷煤管试样进行干燥处理，得喷煤管；
所述破碎料A包括以下组分及重量份：电熔镁铝尖晶石70-90份，电熔铁铝尖晶石50-60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；
所述外加剂包括以下组分及重量份：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。
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，制备的喷煤管使用效果良好，使用寿命增加，并且最重要的是制备喷煤管的工序简单，制备过程不需要震动，避免了产生局部偏析的现象。
作为优选，所述电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒。所述电熔镁铝尖晶颗粒大小不同的选择是为了解决了镁质浇注料出现的凝固快，流动性不好的问题，以获得良好施工性能。
作为优选，所述电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒。所述电熔铁铝尖晶颗粒大小不同的选择是为了解决了镁质浇注料出现的凝固快，流动性不好的问题，以获得良好施工性能。
作为优选，所述碳酸锆颗粒和所述碳化硅颗粒直径在0-1mm之间。所述碳酸锆颗粒和所述碳化硅颗粒大小的选择是为了增加物料的密度，减少气泡和开裂，以获得更好的施工效果。
作为优选，所述硅微粉和所述氧化铝微粉均为通过200目筛的硅微粉和氧化铝微粉。所述硅微粉和所述氧化铝微粉颗粒大小的选择是为了增加物料的密度，减少气泡和开裂，以获得更好的施工效果。
作为优选，所述步骤（3）中加水量根据流动值控制，所述流动值在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，制备的喷煤管更具有使用时效。
作为优选，所述制备方法还包括对步骤（6）中得到的喷煤管进行热处理，所述热处理包括将所述喷煤管按照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。
作为优选，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，使得喷煤管可以更加贴合实际的使用，最大限度的了解喷煤管的特性。
作为优选，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，使得喷煤管可以更加贴合实际的使用，最大限度的了解喷煤管的特性。
作为优选，所述冷却速率为10-15℃/min进行冷却降温。所述降温速率的设定是为了防止骤然降温引起的产品内部结构的变化，出现爆裂等现象。
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的制备方法，工艺简单，操作方便，并且获得的喷煤管与传统产品相比，抗碱性好，耐磨性好，热震性好，使用寿命长，提高水泥生产线的运转率，降低成本，增强水泥企业在市场中的竞争力。
2.本发明提供的一种镁铁铝尖晶石喷煤管的制备方法，采用性能优良的电熔镁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、碳酸锆、碳化硅、硅微粉、氧化铝微粉等高档原材料，使得喷煤管具有较好的耐高温，耐碱，抗热震等特性。
3.本发明提供的一种镁铁铝尖晶石喷煤管的制备方法，通过合适的颗粒级配，以及加入外加剂，解决了镁质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施工性能。
4.本发明提供的一种镁铁铝尖晶石喷煤管的制备方法，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、用镁铁铝尖晶石浇注的喷煤管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：电熔镁铝尖晶石70份、电熔铁铝尖晶石50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。
配方二：电熔镁铝尖晶石80份、电熔铁铝尖晶石55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。
配方三：电熔镁铝尖晶石90份，电熔铁铝尖晶石60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。
配方四：电熔镁铝尖晶石100份、电熔铁铝尖晶石80份、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。
配方五：电熔铁铝尖晶石20份、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。
实施例1
一种镁铝尖晶石喷煤管的制备方法，包括以下步骤：
（1）将配方一中的材料进行破碎，得破碎料A；
（2）将步骤（1）中的破碎料A进行筛选，再按比例分别称取，倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（3）向步骤（2）中的搅拌料B内加入外加剂和水，搅拌均匀，得混合料C；
（4）向制作喷煤管的模具内加入步骤（3）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管试样；
（5）将步骤（4）中喷煤管试样和模具放置于空气中，静置36小时，然后进行脱模，得喷煤管试样一；
（6）将步骤（5）中的喷煤管试样一自然养护48小时，然后对喷煤管试样进行干燥处理，得喷煤管；
实施例2
（1）将配方二中的材料进行破碎，得破碎料A；
（2）将步骤（1）中的破碎料A进行筛选，再按比例分别称取，倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（3）向步骤（2）中的搅拌料B内加入外加剂和水，搅拌均匀，得混合料C；
（4）向制作喷煤管的模具内加入步骤（3）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管试样；
（5）将步骤（4）中喷煤管试样和模具放置于空气中，静置40小时，然后进行脱模，得喷煤管试样一；
（6）将步骤（5）中的喷煤管试样一自然养护55小时，然后对喷煤管试样进行干燥处理，得喷煤管；
（7）对步骤（6）中得到的喷煤管进行热处理，热处理包括将喷煤管按照6℃/min开始第一次升温，升温至700℃，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，升温至1100℃，并保温3小时；结束后，再以10℃冷却到室温。
实施例3
（1）将配方三中的材料进行破碎，得破碎料A；
（2）将步骤（1）中的破碎料A进行筛选，再按比例分别称取，倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（3）向步骤（2）中的搅拌料B内加入外加剂和水，搅拌均匀，得混合料C；
（4）向制作喷煤管的模具内加入步骤（3）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管试样；
（5）将步骤（4）中喷煤管试样和模具放置于空气中，静置48小时，然后进行脱模，得喷煤管试样一；
（6）将步骤（5）中的喷煤管试样一自然养护60小时，然后对喷煤管试样进行干燥处理，得喷煤管；
（7）对步骤（6）中得到的喷煤管进行热处理，热处理包括将喷煤管按照6℃/min开始第一次升温，升温至800℃，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，升温至1400℃，并保温3小时；结束后，再以15℃冷却到室温。
对比实施例1
（1）将配方四中的材料进行破碎，得破碎料A；
（2）将步骤（1）中的破碎料A进行筛选，再按比例分别称取，倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（3）向步骤（2）中的搅拌料B内加入外加剂和水，搅拌均匀，得混合料C；
（4）向制作喷煤管的模具内加入步骤（3）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管试样；
（5）将步骤（4）中喷煤管试样和模具放置于空气中，静置30小时，然后进行脱模，得喷煤管试样一；
（6）将步骤（5）中的喷煤管试样一自然养护24小时，然后对喷煤管试样进行干燥处理，得喷煤管；
（7）对步骤（6）中得到的喷煤管进行热处理，热处理包括将喷煤管按照6℃/min开始第一次升温，升温至900℃，并保温1小时，再以4℃/min的速度进行第二次升温，升温至1500℃，并保温3小时；结束后，再以60℃/min冷却到室温。
对比实施例2
（1）按比例分别称取配方五中的原料，倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（2）向步骤（1）中的搅拌料B内加入外加剂和水，搅拌均匀，得混合料C；
（3）向制作喷煤管的模具内加入步骤（2）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管试样；
（4）将步骤（3）中喷煤管试样和模具放置于空气中，静置50小时，然后进行脱模，得喷煤管试样一；
（5）将步骤（4）中的喷煤管试样一自然养护70小时，然后对喷煤管试样进行干燥处理，得喷煤管；
分别按以上方法制备上述5种镁铁铝尖晶石喷煤管，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具有较好的耐高温，耐碱，抗热震等特性，喷煤管的使用寿命也有增加，且各个指标均在合格范围内。
Claims (4)
1.一种镁铝尖晶石喷煤管的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
（1）选择制备镁铁铝尖晶石喷煤管的材料，并将所述材料破碎，得破碎料A；
（2）将所述步骤（1）中的破碎料A进行筛选，再按比例分别称取，倒入搅拌装置内，搅拌均匀，得搅拌料B；
（3）向所述步骤（2）中的搅拌料B内加入外加剂和水，搅拌均匀，得混合料C；
（4）向制作喷煤管的模具内加入所述步骤（3）中的混合料C，至表面平整，得喷煤管试样；
（5）将所述步骤（4）中喷煤管试样和模具放置于空气中，静置36-48小时，然后进行脱模，得喷煤管试样一；
（6）将所述步骤（5）中的喷煤管试样一自然养护48-60小时，然后对喷煤管试样进行干燥处理，得喷煤管；
所述破碎料A包括以下组分及重量份：电熔镁铝尖晶石70-90份，电熔铁铝尖晶石50-60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；
所述外加剂包括以下组分及重量份：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；
所述制备方法还包括对步骤（6）中得到的喷煤管进行热处理，所述热处理包括将所述喷煤管按照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，再以10-15℃/min的速率冷却到室温；
所述第一次升温温度至600-700℃；
所述第二次升温温度至1100-1400℃；
所述碳酸锆颗粒和所述碳化硅颗粒直径在0-1mm之间；
所述硅微粉和所述氧化铝微粉均为通过200目筛的硅微粉和氧化铝微粉。
2.根据权利要求1所述的一种镁铝尖晶石喷煤管的制备方法，其特征在于：所述电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒、3-5mm的电熔镁铝尖晶颗粒、1-3mm的电熔镁铝尖晶颗粒、0-1mm的电熔镁铝尖晶颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种镁铝尖晶石喷煤管的制备方法，其特征在于：所述电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒、3-5mm的电熔铁铝尖晶石颗粒、1-3mm的电熔铁铝尖晶石颗粒、0-1mm的电熔铁铝尖晶石颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种镁铝尖晶石喷煤管的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中加水量根据流动值控制，所述流动值在180-200mm。
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Denomination of invention: A preparation method of magnesium iron aluminum spinel coal injection pipe Effective date of registration: 20231008 Granted publication date: 20180629 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Changxin branch Pledgor: CHANGXING XING YING BUILDING MATERIAL Co.,Ltd. OF NEW FIRE RESISTANT Registration number: Y2023980060018 |
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