CN105272319A - 一种水泥窑三次风管预制件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及耐火材料领域，特别涉及一种水泥窑三次风管预制件。它包括以下各组分原料及重量份：白刚玉20-50份；莫来石M45？18-30份；电熔镁铝尖晶石15-40份；电熔铁铝尖晶石？10-30份；碳酸锆3-5份；碳化硅3-5份；硅微粉？2-3份；氧化铝微粉2-8份；三聚磷酸钠0.1-1份；外加结合剂5-10份。电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶颗粒15-25份、3-5mm的5-20份、1-3mm的粒5-15份、0-1mm的5-15份；电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石颗粒10-20份、3-5mm的5-15份、1-3mm的5-10份、0-1mm的5-10份；预制件的制备方法包括搅拌料A、混合料B、试样三次风管预制件、三次风管预制件一、三次风管预制件二和最终的三次风管预制件制备。本发明浇注料耐磨性能高、耐高温性能较好和抗热震性能强。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，特别涉及一种水泥窑三次风管预制件。
背景技术
水泥回转窑三次风管直管、弯头，直墙等部位由于温度较高且物料冲刷严重，物料碱性成份重，化学侵蚀作用强，传统耐火材料在该部位使用，导致损坏频繁，寿命均不长。现在回转窑对施工周期要求比较苛刻，要求施工周期短，烘窑快，能比较快的投入生产使用，这就对衬体材料提出了更高的要求。目前市场上现有的耐磨浇注料普遍存在耐磨性能不高、耐高温性能较差和抗热震性能不强等缺陷，在三次风管部位使用寿命一般很短，甚至两到三个月已基本损坏，已很难满足市场的需求。
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，使用耐磨性能不高、耐高温性能较差和抗热震性能不强等缺陷，不适合用于制备水泥窑三次风管预制件。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐磨性能高、耐高温性能较好和抗热震性能强的一种水泥窑三次风管预制件。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种水泥窑三次风管预制件，它包括以下各组分原料及重量份：
白刚玉20-50份
莫来石M4518-30份
电熔镁铝尖晶石15-40份
电熔铁铝尖晶石10-30份
碳酸锆3-5份
碳化硅3-5份
硅微粉2-3份
氧化铝微粉2-8份
三聚磷酸钠0.1-1份；
外加结合剂5-10份
氧氮化铝4-8份；
拉法基水泥5-9份；
水3-5份；
其中所述电熔镁铝尖晶石包括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；
所述电熔铁铝尖晶石包括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；
所述白刚玉是由粒度为1-5mm的白刚玉和6-10mm的白刚玉按照质量比1:3-5混合而成；
预制件的制备方法如下
（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加入到制作三次风管预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样三次风管预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样三次风管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，得三次风管预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述三次风管预制件一自然养护48-72小时，得三次风管预制件二；
（6）将步骤（5）中所述三次风管预制件二进行热处理，第一次升温至750-850℃，保温2-4小时，然后进行第二次升温，升温至1300-1600℃，保温1-2小时，然后冷却至室温，得所需的水泥窑三次风管预制件。
本发明根据水泥窑特殊部位的工况条件，通过研究三次风管部位材料的损坏机理，研制而成了的一种高性能化学结合的耐磨抗侵蚀浇注料，由高强度骨料、矿物质掺合料，以及外加剂，经工业化生产配制而成。通过本发明预制件的制备方法制备的三次风管预制件使用效果良好，耐磨性能高、耐高温性能较好，抗热震性能强。
本产品特点具有高的防爆性能，产品在使用过程中会逐步发生化学反应，形成具有耐磨性高、耐酸性好和使用期限长的特点。
铝矾土基烧结镁铝尖晶石采用三氧化二铝含量76%以上的优质矾土和氧化镁含量95%以上的优质轻烧镁粉，经过多级均化工艺，在超高温隧道窑中经1800℃以上高温烧结而成，体积密度大，矿物相含量高，晶粒发育良好，结构均匀，质量稳定。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。镁铝尖晶石广泛用于耐火材料、钢铁冶炼，水泥回转窑及玻璃工业窑炉上。
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。
作为优选，所述外加结合剂为浓度30-60wt%的磷酸、浓度35-45wt%的磷酸二氢铝溶液按照质量比1:2-4组合而成。
作为优选，所述浇注料各组分重量份为：白刚玉50份、莫来石M4530份、电熔镁铝尖晶石40份、电熔铁铝尖晶石30份、碳酸锆5份、碳化硅5份、硅微粉3份、氧化铝微粉8份、三聚磷酸钠1份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石25份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石15份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石10份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石10份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石20份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石15份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石10份。
作为优选，所述浇注料各组分重量份为：白刚玉20份、莫来石M4518份、电熔镁铝尖晶石15份、电熔铁铝尖晶石10份、碳酸锆3份、碳化硅3份、硅微粉2份、氧化铝微粉2份、三聚磷酸钠0.1份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石15份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石5份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石5份。
作为优选，所述浇注料各组分重量份为：白刚玉30份、莫来石M4520份、电熔镁铝尖晶石30份、电熔铁铝尖晶石20份、碳酸锆4份、碳化硅4份、硅微粉2.5份、氧化铝微粉6份、三聚磷酸钠0.4份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石20份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石20份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石15份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石15份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石10份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石5份。
作为优选，所述碳酸锆的颗粒直径在0-1mm之间。添加碳酸锆可在高温状况下分解出二氧化碳气体产生微孔，以及分解后生成的氧化锆都能提高产品的抗热震性。
作为优选，所述碳化硅的颗粒直径在0-1mm之间。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。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。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。
作为优选，所述硅微粉和所述氧化铝微粉颗粒可通过200目过滤筛。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。
作为优选，所述浇注料含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，所述浇注料含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。
铝矾土基烧结镁铝尖晶石采用三氧化二铝含量76%以上的优质矾土和氧化镁含量95%以上的优质轻烧镁粉，经过多级均化工艺，在超高温隧道窑中经1800℃以上高温烧结而成，体积密度大，矿物相含量高，晶粒发育良好，结构均匀，质量稳定。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。镁铝尖晶石广泛用于耐火材料、钢铁冶炼，水泥回转窑及玻璃工业窑炉上。
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。
作为优选，所述浇注料各组分重量份为：白刚玉50份、莫来石M4530份、电熔镁铝尖晶石40份、电熔铁铝尖晶石30份、碳酸锆5份、碳化硅5份、硅微粉3份、氧化铝微粉8份、三聚磷酸钠1份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石25份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石15份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石10份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石10份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石20份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石15份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石10份。
作为优选，所述浇注料各组分重量份为：白刚玉20份、莫来石M4518份、电熔镁铝尖晶石15份、电熔铁铝尖晶石10份、碳酸锆3份、碳化硅3份、硅微粉2份、氧化铝微粉2份、三聚磷酸钠0.1份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石15份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石5份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石5份。
作为优选，所述浇注料各组分重量份为：白刚玉30份、莫来石M4520份、电熔镁铝尖晶石30份、电熔铁铝尖晶石20份、碳酸锆4份、碳化硅4份、硅微粉2.5份、氧化铝微粉6份、三聚磷酸钠0.4份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石20份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石20份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石15份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石15份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石10份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石5份
作为优选，所述碳酸锆的颗粒直径在0-1mm之间。添加碳酸锆可在高温状况下分解出二氧化碳气体产生微孔，以及分解后生成的氧化锆都能提高产品的抗热震性。
作为优选，所述碳化硅的颗粒直径在0-1mm之间。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。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。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。
作为优选，所述硅微粉和所述氧化铝微粉颗粒可通过200目过滤筛。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。
作为优选，所述浇注料含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，所述浇注料含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，所述浇注料还包括第一固体添加剂3-7份；第二固体添加剂1.5-6份；
第一固体添加剂的粒径范围为0.8-5微米;其中，0.8-1微米的颗粒占所述固体添加剂总重的20-40%;1-2微米的颗粒占所述固体添加剂总重的10-30%；余量为3-5微米的颗粒；
所述第二固体添加剂为粒径10-20纳米的二硫化钼纳米球与粒径6-9微米的调节粒按照质量比1:2-5组成的混合物
不同粒径和种类的第一固体添加剂和第二固体添加剂可以增加浇注料的耐磨性能、耐高温性能和抗热震性。
更优选地，所述调节粒为微粉石墨、碳酸钙、铜粉或二硫化钨的一种或多种。
作为优选，所述分散剂为聚羧酸盐与木质素磺酸盐按照质量比1:2-6组成的混合物。
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，制备的三次风管更具有使用时效。
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，得到更加优良的预制件。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.浇注料采用性能优良的原来，使得水泥窑三次风管具有较好的耐高温，耐碱，抗热震等特性。
2.浇注料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。
3.水泥窑特殊部位的工况条件，通过研究三次风管部位材料的损坏机理，研制而成了的一种高性能化学结合的耐磨抗侵蚀浇注料，由高强度骨料、矿物质掺合料，以及外加剂，经工业化生产配制而成。本产品特点具有高的防爆性能，产品在使用过程中会逐步发生化学反应，形成具有耐磨性高、耐酸性好和使用期限长的特点。
4．体积密度（g/cm3）:110℃×24h≥2.2；2、常温抗折强度（MPa）:110℃×24h≥5,1100℃×3h≥7;3、常温耐压强度（MPa）:110℃×24h≥35；1100℃×3h≥40；4、常温磨损量（cm3）≤3.5；5、热震稳定性（次）≥30（1100℃，空气冷）。
具体实施方式
实施例一
浇注料各组分重量份为：白刚玉50份、莫来石M4530份、电熔镁铝尖晶石40份、电熔铁铝尖晶石30份、碳酸锆5份、碳化硅5份、硅微粉3份、氧化铝微粉8份、三聚磷酸钠1份；氧氮化铝4份；拉法基水泥5份；水3份；外加结合剂10份；
外加结合剂为浓度30wt%的磷酸、浓度45wt%的磷酸二氢铝溶液按照质量比1:2组合而成；
白刚玉是由粒度为5mm的白刚玉和6mm的白刚玉按照质量比1:5混合而成。
碳酸锆的颗粒直径在0-1mm之间。碳化硅的颗粒直径在0-1mm之间。硅微粉和所述氧化铝微粉颗粒可通过200目过滤筛。浇注料含Al2O3的含量大于总化学成分的40%。浇注料含SiC和SiO2的含量大于总化学成分的55%。
其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石25份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石15份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石10份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石10份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石20份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石15份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石10份。
预制件制备方式如下：
（1）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在200mm，得混合料B；分散剂为聚羧酸盐与木质素磺酸盐按照质量比1:2组成的混合物；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作水泥窑三次风管预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样水泥窑三次风管预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样水泥窑三次风管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，得水泥窑三次风管预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述水泥窑三次风管预制件一自然养护72小时，得水泥窑三次风管预制件二；
（6）将步骤（5）中所述水泥窑三次风管预制件二进行热处理，第一次升温至750℃，第一次升温以5℃/min的速度进行升温，保温2小时，然后进行第二次升温，第二次升温以3℃/min的速度进行升温；升温至1300℃，保温1小时；然后冷却至室温，得所需的水泥窑三次风管预制件。
实施例二
浇注料各组分重量份为：白刚玉20份、莫来石M4518份、电熔镁铝尖晶石15份、电熔铁铝尖晶石10份、碳酸锆3份、碳化硅3份、硅微粉2份、氧化铝微粉2份、三聚磷酸钠0.1份；氧氮化铝8份；拉法基水泥9份；水5份；外加结合剂5份；
外加结合剂为浓度60wt%的磷酸、浓度35wt%的磷酸二氢铝溶液按照质量比1:4组合而成；
白刚玉是由粒度为3mm的白刚玉和8mm的白刚玉按照质量比1:4混合而成。
碳酸锆的颗粒直径在0-1mm之间。碳化硅的颗粒直径在0-1mm之间。硅微粉和所述氧化铝微粉颗粒可通过200目过滤筛。浇注料含Al2O3的含量大于总化学成分的40%。浇注料含SiC和SiO2的含量大于总化学成分的55%。
其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石15份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石5份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石5份。
预制件制备方式如下：
（1）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在180mm，得混合料B；分散剂为聚羧酸盐与木质素磺酸盐按照质量比1:6组成的混合物；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作水泥窑三次风管预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样水泥窑三次风管预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样水泥窑三次风管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，得水泥窑三次风管预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述水泥窑三次风管预制件一自然养护56小时，得水泥窑三次风管预制件二；
（6）将步骤（5）中所述水泥窑三次风管预制件二进行热处理，第一次升温至800℃，保温4小时，然后进行第二次升温，升温至1400℃，保温2小时，然后冷却至室温，得所需的水泥窑三次风管预制件。
实施例三
浇注料各组分重量份为：白刚玉30份、莫来石M4520份、电熔镁铝尖晶石30份、电熔铁铝尖晶石20份、碳酸锆4份、碳化硅4份、硅微粉2.5份、氧化铝微粉6份、三聚磷酸钠0.4份；氧氮化铝6份；拉法基水泥7份；水4份；外加结合剂8份；
外加结合剂为浓度50wt%的磷酸、浓度40wt%的磷酸二氢铝溶液按照质量比1:3组合而成；
白刚玉是由粒度为1mm的白刚玉和10mm的白刚玉按照质量比1:3混合而成。
碳酸锆的颗粒直径在0-1mm之间。碳化硅的颗粒直径在0-1mm之间。硅微粉和所述氧化铝微粉颗粒可通过200目过滤筛。浇注料含Al2O3的含量大于总化学成分的40%。浇注料含SiC和SiO2的含量大于总化学成分的55%。
其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石20份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石20份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石15份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石15份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石10份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石5份。
预制件制备方式如下：
（1）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在190mm，得混合料B；分散剂为聚羧酸盐与木质素磺酸盐按照质量比1:4组成的混合物；
（3）将所述步骤（2）中的混合料B加入到制作水泥窑三次风管预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样水泥窑三次风管预制件；
（4）将所述步骤（3）中所述试样水泥窑三次风管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，得水泥窑三次风管预制件一；
（5）将所述步骤（4）中所述水泥窑三次风管预制件一自然养护48小时，得水泥窑三次风管预制件二；
（6）将步骤（5）中所述水泥窑三次风管预制件二进行热处理，第一次升温至850℃，保温3小时，然后进行第二次升温，升温至1600℃，保温1.5小时，然后冷却至室温，得所需的水泥窑三次风管预制件。
实施例四
同实施例一，不同的是浇注料还包括第一固体添加剂3份和第二固体添加剂1.5份；第一固体添加剂的粒径范围为0.8-5微米;其中，0.8-1微米的颗粒占固体添加剂总重的20%;1-2微米的颗粒占固体添加剂总重的10%；余量为3微米的颗粒；
第二固体添加剂为粒径10纳米的二硫化钼纳米球与粒径6-9微米的二硫化钨按照质量比1:2组成的混合物。
实施例五
同实施例二，不同的是浇注料还包括第一固体添加剂7份和第二固体添加剂6份；第一固体添加剂的粒径范围为0.8-5微米;其中，0.8-1微米的颗粒占固体添加剂总重的40%;1-2微米的颗粒占固体添加剂总重的30%；余量为5微米的颗粒；
第二固体添加剂为粒径20纳米的二硫化钼纳米球与粒径9微米的微粉石墨按照质量比1:2-5组成的混合物。
实施例六
同实施例三，不同的是浇注料还包括第一固体添加剂5份和第二固体添加剂4份；第一固体添加剂的粒径范围为0.8-5微米;其中，0.8-1微米的颗粒占固体添加剂总重的30%;1-2微米的颗粒占固体添加剂总重的20%；余量为3-5微米的颗粒；
第二固体添加剂为粒径15纳米的二硫化钼纳米球与粒径8微米的碳酸钙按照质量比1:3组成的混合物。
经检测，采用实施例一-六浇注料制备的三次风管的性能参数如下：
1、体积密度（g/cm3）:110℃×24h≥2.3；
2、常温抗折强度（MPa）:110℃×24h≥6,1100℃×3h≥7;
3、常温耐压强度（MPa）:110℃×24h≥37；1100℃×3h≥42；
4、常温磨损量（cm3）≤3.2；
5、热震稳定性（次）≥32（1100℃，空气冷）。
对比实施例1
浇注料包括以下各组分原料及重量份：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。
对比实施例2
浇注料包括以下各组分原料及重量份：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、三聚磷酸钠14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。
对比实施例3
同实施例1,不同的是不含有外加结合剂。
经检测，对比实施例1-3的流动性差，且风管使用时发生开裂，脱落现象，抗热震、耐磨和耐酸性效果差。
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。
Claims (10)
1.一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：
预制件浇注料包括以下各组分原料及重量份：
白刚玉20-50份
莫来石M4518-30份
电熔镁铝尖晶石15-40份
电熔铁铝尖晶石10-30份
碳酸锆3-5份
碳化硅3-5份
硅微粉2-3份
氧化铝微粉2-8份
三聚磷酸钠0.1-1份
氧氮化铝4-8份
拉法基水泥5-9份
水3-5份
外加结合剂5-10份
其中所述电熔镁铝尖晶石包括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；
所述电熔铁铝尖晶石包括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；
所述白刚玉是由粒度为1-5mm的白刚玉和6-10mm的白刚玉按照质量比1:3-5混合而成；
预制件的制备方法如下
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加入到制作三次风管预制件的模具内，自动流平至表面平整，得试样三次风管预制件；
将所述步骤（3）中所述试样三次风管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，得三次风管预制件一；
将所述步骤（4）中所述三次风管预制件一自然养护48-72小时，得三次风管预制件二；
将步骤（5）中所述三次风管预制件二进行热处理，第一次升温至750-850℃，保温2-4小时，然后进行第二次升温，升温至1300-1600℃，保温1-2小时，然后冷却至室温，得所需的水泥窑三次风管预制件。
2.根据权利要求1所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：所述外加结合剂为浓度30-60wt%的磷酸、浓度35-45wt%的磷酸二氢铝溶液按照质量比1:2-4组合而成。
3.根据权利要求2所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：所述浇注料各组分重量份为：白刚玉50份、莫来石M4530份、电熔镁铝尖晶石40份、电熔铁铝尖晶石30份、碳酸锆5份、碳化硅5份、硅微粉3份、氧化铝微粉8份、三聚磷酸钠1份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石25份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石15份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石10份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石10份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石20份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石15份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石10份。
4.根据权利要求2所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：所述浇注料各组分重量份为：白刚玉20份、莫来石M4518份、电熔镁铝尖晶石15份、电熔铁铝尖晶石10份、碳酸锆3份、碳化硅3份、硅微粉2份、氧化铝微粉2份、三聚磷酸钠0.1份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石15份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石5份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石5份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石5份。
5.根据权利要求2所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：所述浇注料各组分重量份为：白刚玉30份、莫来石M4520份、电熔镁铝尖晶石30份、电熔铁铝尖晶石20份、碳酸锆4份、碳化硅4份、硅微粉2.5份、氧化铝微粉6份、三聚磷酸钠0.4份，其中电熔镁铝尖晶石包括5-8mm的电熔镁铝尖晶石20份、3-5mm的电熔镁铝尖晶石20份、1-3mm的电熔镁铝尖晶石15份、0-1mm的电熔镁铝尖晶石15份，以及电熔铁铝尖晶石包括5-8mm的电熔铁铝尖晶石10份、3-5mm的电熔铁铝尖晶石5份、1-3mm的电熔铁铝尖晶石10份、0-1mm的电熔铁铝尖晶石5份。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：所述碳酸锆和所述碳化硅的颗粒直径在0-1mm之间；所述硅微粉和所述氧化铝微粉颗粒可通过200目过滤筛。
7.根据权利要求6所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：所述浇注料含Al2O3的含量大于总化学成分的40%；所述浇注料含SiC和SiO2的含量大于总化学成分的55%。
8.根据权利要求7所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：还包括第一固体添加剂3-7份；第二固体添加剂1.5-6份；
第一固体添加剂的粒径范围为0.8-5微米;其中，0.8-1微米的颗粒占所述固体添加剂总重的20-40%;1-2微米的颗粒占所述固体添加剂总重的10-30%；余量为3-5微米的颗粒；
所述第二固体添加剂为粒径10-20纳米的二硫化钼纳米球与粒径6-9微米的调节粒按照质量比1:2-5组成的混合物。
9.根据权利要求8所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：所述调节粒为微粉石墨、碳酸钙、铜粉或二硫化钨的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的一种水泥窑三次风管预制件，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸盐与木质素磺酸盐按照质量比1:2-6组成的混合物。
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Denomination of invention: A prefabricated component for the tertiary air duct of a cement kiln Effective date of registration: 20231008 Granted publication date: 20180619 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Changxin branch Pledgor: CHANGXING XING YING BUILDING MATERIAL Co.,Ltd. OF NEW FIRE RESISTANT Registration number: Y2023980060018 |