CN108178646A - 用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料及其制备方法，其原料组分及各组分的质量百分比如下：刚玉料颗粒：60％～70％；刚玉细粉：5％～15％；纯铝酸钙水泥：8～12％；硅微粉：4％～8％；钢纤维：1％～3％；减水剂：0.01％～0.5％；铝粉：0.02～0.2％；缓凝剂：0％～0.1％；以上原料的总重量为100份，与重量为3.5～7份的水混合均匀后通过搅拌机搅拌形成耐磨浇注料。本发明制得的耐磨浇注料高强耐磨，抗冲刷，耐酸碱性良好，抗热震性能优异，并且不使用有机结合剂，抗老化耐候性好，安全环保，可有效适应粒化渣处理工艺的工况环境，适用于高炉、电炉及矿热炉的冲渣沟内衬、粒化塔耐磨层。

Description

用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝浇注技术领域，尤其涉及一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料及其制备方法。
背景技术
冲渣沟和粒化塔是高炉渣处理工艺必不可少的工艺装置，但是其工况恶劣，主要存在以下几种形式的破坏：酸碱盐类物质溶液电化学腐蚀、高速水流夹杂颗粒物料磨损、渣铁分离不净导致爆炸、高频率热震和冲渣水量不合适导致高温烧损。在这5种破坏因素的共同作用下，常规耐磨层材料的寿命只能达到短短的1年或者2年，特别是落渣段，远远达不到用户的使用要求。因此技术人员专门开发了针对冲渣沟和粒化塔的环境陶瓷耐磨浇注料。耐磨浇注料的主要特点为：高强耐磨，抗冲刷，耐酸碱性良好，抗热震性能优异，并且不使用有机结合剂，抗老化耐候性好，安全环保，可以有效适应粒化工艺的工况环境，可适用于高炉、电炉及矿热炉的冲渣沟内衬、粒化塔耐磨层，以及各类料仓坏境。
现有技术中，还有的解决方案包括：陶瓷贴片、铁屑砂浆等。其中陶瓷贴片由于使用树脂等有机粘接剂粘接，而冲渣水温度较高，所以存在粘接剂容易老化的缺陷。而铁屑砂浆由于强度相对较低，且在渣水中容易发生电化学腐蚀形成疏松孔洞，所以耐磨性能并不理想，寿命相对较短，维护频繁。
因此，有必要设计一种耐磨浇注料，解决传统铸钢件、铸铁件及陶瓷贴片等寿命短、维护频繁的缺陷，可以大幅度提高使用寿命，降低维护频率，并且可以降低耐磨层的造价。
发明内容
本发明的实施例提供了一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料及其制备方法，以解决上述背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
本发明的实施例提供的一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，该耐磨浇注料包括如下质量百分比配比的原料组分：
刚玉料颗粒：60％～70％；
刚玉细粉：5％～15％；
纯铝酸钙水泥：8～12％；
硅微粉：4％～8％；
钢纤维：1％～3％；
减水剂：0.01％～0.5％；
铝粉：0.02～0.2％；
缓凝剂：0％～0.1％；
以上原料组分的总重量为100份，另还包括水：3.5～7质量份。
优选地，所述刚玉料颗粒中：Al2O3的质量百分含量≥94.5％，Fe2O3的质量百分含量≤0.5％；
所述刚玉料颗粒的密度≥3.60g/cm3；
所述刚玉料颗粒为耐磨颗粒，分为4个粒度级别：8～5mm、5～3mm、3～1mm以及1～0mm；
在所述耐磨浇注料中，8～5mm的耐磨颗粒：14～16质量份；
在所述耐磨浇注料中，5～3mm的耐磨颗粒：14～18质量份；
在所述耐磨浇注料中，3～1mm的耐磨颗粒：15～20质量份；
在所述耐磨浇注料中，1～0mm的耐磨颗粒：15～20质量份。
优选地，所述刚玉细粉中：Al2O3的质量百分含量≥94.5％，Fe2O3的质量百分含量≤0.5％；
所述刚玉细粉的粒度为通过规定200目粒度的颗粒不小于90％。
优选地，所述纯铝酸钙水泥用于起到胶结作用；
所述纯铝酸钙水泥中：Al2O3的质量百分含量≥68％，SiO2的质量百分含量＜1％，Fe2O3的质量百分含量≤0.7％；
所述纯铝酸钙水泥抗压强度为：1d≥30MPa、3d≥45MPa。
优选地，所述硅微粉用于调节流动性；
所述硅微粉中：SiO2的质量百分含量≥92％，C的质量百分含量≤2％，Fe2O3的质量百分含量≤1％；
所述硅微粉的PH值为：5-7。
优选地，所述钢纤维的长度为20～30mm，厚度为1mm，宽度为2mm，成份符合1Cr18Ni9Ti标准。
优选地，所述铝粉用于在水化凝结过程中保持体积变化的稳定；
所述铝粉为60～120目的固体粉状。
优选地，所述减水剂为固体粉状，采用多种萘系磺酸盐或聚羧酸减水剂。
优选地，所述缓凝剂为固体粉状，其中的化学组成包括：葡萄糖酸钠、柠檬酸和柠檬酸钠。
本发明的实施例提供的一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料的制备方法，其特征在于，包括：
将总重量为100份的原料，按如下配比取出：
刚玉料颗粒：60％～70％，
刚玉细粉：5％～15％，
纯铝酸钙水泥：8～12％，
硅微粉：4％～8％，
钢纤维：1％～3％，
减水剂：0.01％～0.5％，
铝粉：0.02～0.2％，
缓凝剂：0％-0.1％；
将取出的各原料组分进行均匀混合，得到混合粉料；
将混合粉料与重量为3.5～7份的水混合，通过搅拌机搅拌均匀后浇筑成型，得到耐磨浇注料。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例引入刚玉骨料及刚玉粉给施工提供骨架支撑，增加强度，并且提高耐磨性能；引入纯铝酸钙水泥的主要起到胶结作用，作为骨料的粘合剂，提供强度支撑；使用铝粉的主要目的是确保材料在水化凝结过程中的体积变化保持稳定，避免施工体发生大的干缩；使用硅微粉调节流动性，在使用最少加水量的同时，能提供最佳的流动性，确保浇筑施工等的顺利进行；而使用缓凝剂的主要原因是考虑到纯铝酸钙水泥水化速度受温度影响较大，因此需要通过缓凝剂加量调整来改变材料硬化时间，以满足不同气温条件下施工进度和速度的需要。本发明制得的耐磨浇注料高强耐磨，抗冲刷，耐酸碱性良好，抗热震性能优异，并且不使用有机结合剂，抗老化耐候性好，安全环保，可以有效适应粒化渣处理工艺的工况环境，可适用于高炉、电炉及矿热炉的冲渣沟内衬、粒化塔耐磨层，以及各类料仓坏境。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料制备方法的处理流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例一
本发明实施例提供了一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料及其制备方法，引入刚玉骨料及刚玉粉给施工提供骨架支撑，增加强度，并且提高耐磨性能；引入纯铝酸钙水泥起到胶结作用，作为骨料的粘合剂，提供强度支撑；使用铝粉确保材料在水化凝结过程中的体积变化保持稳定，避免施工体发生大的干缩；使用硅微粉调节流动性，在使用最少加水量的同时，能提供最佳的流动性，确保浇筑施工等的顺利进行；考虑到纯铝酸钙水泥水化速度受温度影响较大，因此通过缓凝剂加量调整来改变材料硬化时间，以满足不同气温条件下施工进度和速度的需要。
本发明实施例的一方面，提供了一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料。
本发明实施例提供的一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料的原料组成及其质量百分比配比如下：
刚玉料颗粒：60％-70％；
刚玉细粉：5％-15％；
纯铝酸钙水泥：8～12％；
硅微粉：4％-8％；
钢纤维：1％-3％；
减水剂：0.01％-0.5％；
铝粉：0.02～0.2％；
缓凝剂：0％-0.1％。
其中，刚玉料颗粒的规格为：Al2O3的质量百分含量≥94.5％、Fe2O3的质量百分含量≤0.5％；密度≥3.60g/cm3，粒度细粉由：8～5mm、5～3mm、3～1mm及1～0mm四个粒度组成；以上原料组分的总重量为100份，其中，8～5mm的耐磨颗粒占14～16质量份，5～3mm的耐磨颗粒占14～18质量份，3～1mm的耐磨颗粒占15～20质量份，1～0mm的耐磨颗粒占15～20质量份。
刚玉细粉的规格为：Al2O3的质量百分含量≥94.5％、Fe2O3的质量百分含量≤0.5％，粒度为通过规定200目粒度的颗粒不小于90％。
纯铝酸钙水泥的规格为：Al2O3的质量百分含量≥68％、SiO2的质量百分含量＜1％、Fe2O3的质量百分含量≤0.7％，抗压强度：1d≥30MPa、3d≥45MPa。
硅微粉的规格为：SiO2的质量百分含量≥92％、C的质量百分含量≤2％、Fe2O3的质量百分含量≤1％，PH值为5-7。
钢纤维的规格为：钢纤维长度为20～30mm，厚度为1mm，宽度为2mm，成份符合1Cr18Ni9Ti标准。
铝粉的规格为：铝粉为60～120目的固体粉状。
减水剂的规格为：减水剂为固体粉状，可以使用多种萘系磺酸盐及聚羧酸减水剂。
缓凝剂的规格为：缓凝剂为固体粉状，化学组成为：葡萄糖酸钠、柠檬酸和柠檬酸钠。
本发明实施例的另一方面，提供了一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料的制备方法。
本发明实施例提供的一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料的制备方法的处理流程图如图1所示，具体步骤如下：
S110：原料的总重量为100份，将原料的各组分按照下述质量百分比取出：
刚玉料颗粒：60％-70％；
刚玉细粉：5％-15％；
纯铝酸钙水泥：8～12％；
硅微粉：4％-8％；
钢纤维：1％-3％；
减水剂：0.01％-0.5％；
铝粉：0.02～0.2％；
缓凝剂：0％-0.1％。
S120：将取出的总重量为100份的各原料组分进行均匀混合，得到混合粉料。
S130：将混合粉料与重量为3.5-7份的水混合，通过搅拌机搅拌均匀后浇筑成型，得到耐磨浇注料。
混合粉料与水进行搅拌混合充分后，即可浇筑成型得到耐磨浇注料，耐磨浇注料经过养护后即可形成致密高强度的施工体，其耐磨性能极为优秀。
实施例二
本发明实施例提供的一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其中，刚玉料颗粒的规格为：Al2O3的质量百分含量≥94.5％、Fe2O3的质量百分含量≤0.5％；密度≥3.60g/cm3，粒度细粉由：8～5mm、5～3mm、3～1mm及1～0mm四个粒度组成。
刚玉细粉的规格为：Al2O3的质量百分含量≥94.5％、Fe2O3的质量百分含量≤0.5％，粒度为通过规定200目粒度的颗粒不小于90％。
纯铝酸钙水泥的规格为：Al2O3的质量百分含量≥68％、SiO2的质量百分含量＜1％、Fe2O3的质量百分含量≤0.7％，抗压强度：1d≥30MPa、3d≥45MPa。
硅微粉的规格为：SiO2的质量百分含量≥92％、C的质量百分含量≤2％、Fe2O3的质量百分含量≤1％，PH值为5-7。
钢纤维的规格为：钢纤维长度为20～30mm，厚度为1mm，宽度为2mm，成份符合1Cr18Ni9Ti标准。
铝粉的规格为：铝粉为60～120目的固体粉状。
减水剂的规格为：减水剂为固体粉状，该实施例采用聚羧酸减水剂。
该耐磨浇注料的各组分配比如下：
刚玉颗粒：67.77％；
刚玉粉：13％；
纯铝酸钙水泥：12％；
硅微粉：4％；
钢纤维：3％；
金属铝粉：0.2％；
六片磷酸钠：0.02％；
葡萄糖酸钠：0.01％。
将总重量为100份的原料按上述配比取出后进行均匀混合，得到混合粉料。
将混合粉料与重量为5份的水搅拌混合充分后，浇筑成型，得到耐磨浇注料。
综上所述，本发明实施例按如下配比制备耐磨浇注料：刚玉料颗粒：60％～70％；刚玉细粉：5％～15％；纯铝酸钙水泥：8～12％；硅微粉：4％～8％；钢纤维：1％～3％；减水剂：0.01％～0.5％；铝粉：0.02～0.2％；缓凝剂：0％～0.1％；以上原料的总重量为100份，再与重量3.5～7份的水混合均匀后通过搅拌机搅拌形成耐磨浇注料。本发明使用高耐磨的刚玉颗粒，配以适当的结合剂体系，在微粉剂、外加剂的作用下，形成紧密的堆积，提高材料的致密性，并且尽量减少基质粉料的含量，由此减少物料与耐磨性能较低的基质接触面，最终大幅度的提高材料总体耐磨性能。本发明解决了传统铸钢件、铸铁件及陶瓷贴片等寿命短、维护频繁的缺陷，大幅度地提高了使用寿命，降低了维护频率，并且降低了耐磨层的造价。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，该耐磨浇注料包括如下质量百分比配比的原料组分：
刚玉料颗粒：60％～70％；
刚玉细粉：5％～15％；
纯铝酸钙水泥：8～12％；
硅微粉：4％～8％；
钢纤维：1％～3％；
减水剂：0.01％～0.5％；
铝粉：0.02～0.2％；
缓凝剂：0％～0.1％；
以上原料组分的总重量为100份，另还包括水：3.5～7质量份。
2.根据权利要求1所述的用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，所述刚玉料颗粒中：Al2O3的质量百分含量≥94.5％，Fe2O3的质量百分含量≤0.5％；
所述刚玉料颗粒的密度≥3.60g/cm3；
所述刚玉料颗粒为耐磨颗粒，分为4个粒度级别：8～5mm、5～3mm、3～1mm以及1～0mm；
在所述耐磨浇注料中，8～5mm的耐磨颗粒：14～16质量份；
在所述耐磨浇注料中，5～3mm的耐磨颗粒：14～18质量份；
在所述耐磨浇注料中，3～1mm的耐磨颗粒：15～20质量份；
在所述耐磨浇注料中，1～0mm的耐磨颗粒：15～20质量份。
3.根据权利要求1所述的用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，所述刚玉细粉中：Al2O3的质量百分含量≥94.5％，Fe2O3的质量百分含量≤0.5％；
所述刚玉细粉的粒度为通过规定200目粒度的颗粒不小于90％。
4.根据权利要求1所述的用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，所述纯铝酸钙水泥用于起到胶结作用；
所述纯铝酸钙水泥中：Al2O3的质量百分含量≥68％，SiO2的质量百分含量＜1％，Fe2O3的质量百分含量≤0.7％；
所述纯铝酸钙水泥抗压强度为：1d≥30MPa、3d≥45MPa。
5.根据权利要求1所述的用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，所述硅微粉用于调节流动性；
所述硅微粉中：SiO2的质量百分含量≥92％，C的质量百分含量≤2％，Fe2O3的质量百分含量≤1％；
所述硅微粉的PH值为：5-7。
6.根据权利要求1所述的用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，所述钢纤维的长度为20～30mm，厚度为1mm，宽度为2mm，成份符合1Cr18Ni9Ti标准。
7.根据权利要求1所述的用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，所述铝粉用于在水化凝结过程中保持体积变化的稳定；
所述铝粉为60～120目的固体粉状。
8.根据权利要求1所述的用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，所述减水剂为固体粉状，采用多种萘系磺酸盐或聚羧酸减水剂。
9.根据权利要求1所述的用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料，其特征在于，所述缓凝剂为固体粉状，其中的化学组成包括：葡萄糖酸钠、柠檬酸和柠檬酸钠。
10.一种用于冶金渣处理工艺的耐磨浇注料的制备方法，其特征在于，包括：
将总重量为100份的原料，按如下配比取出：
刚玉料颗粒：60％～70％，
刚玉细粉：5％～15％，
纯铝酸钙水泥：8～12％，
硅微粉：4％～8％，
钢纤维：1％～3％，
减水剂：0.01％～0.5％，
铝粉：0.02～0.2％，
缓凝剂：0％-0.1％；
将取出的各原料组分进行均匀混合，得到混合粉料；
将混合粉料与重量为3.5～7份的水混合，通过搅拌机搅拌均匀后浇筑成型，得到耐磨浇注料。
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