CN111393177A - 一种粒化盘浇注料和由该浇注料制备预制件的方法 - Google Patents

一种粒化盘浇注料和由该浇注料制备预制件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种粒化盘浇注料和由该浇注料制备预制件的方法。所述粒化盘浇注料包含如下质量份的组分：白刚玉70～90份、α‑Al2O3粉2～8份、电熔镁砂粉1～8份、硅微粉0～4份、水泥1～6份、不锈钢纤维0～3份、防爆剂0～0.2份、减水剂0.1～0.4份。本发明制备的粒化盘制品不需要高温烧成，仅需低温烘烤即可，成品率高，并且抗热震性能强，能够有效避免粒化盘产品使用时出现的开裂现象，从而提高粒化盘产品的使用寿命，有效提高企业经济效益。

Description

一种粒化盘浇注料和由该浇注料制备预制件的方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种粒化盘浇注料和由该浇注料制备预制件的方法。
背景技术
传统镍铁粒化设备中使用的粒化盘多为经高温烧成的刚玉尖晶石体系产品，该产品生产时须经1500℃以上的温度进行烧成，能耗高，在烧成过程中制品出现裂纹几率较大，导致产品成品率低；使用时粒化盘制品热震性能较差，经常出现炸裂情况，严重影响镍铁粒化工艺的进行，同时，刚玉尖晶石体系中所用原料多为高纯高档原料，这也导致制得的粒化盘产品成本较高，无论从自身的生产成本以及客户现场使用方面，都有较大的改进空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粒化盘浇注料和由该浇注料制备预制件的方法，该预制件抗热震性能好，可有效避免粒化盘产品使用时出现开裂现象，提高粒化盘产品的使用寿命。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种粒化盘浇注料，由包含如下质量份数的组分得到：白刚玉70～90份、α-Al2O3粉2～8份、电熔镁砂粉1～8份、硅微粉0～4份、水泥1～6份、不锈钢纤维0～3份、防爆剂0～0.2份、减水剂0.1～0.4份。
作为优选，所述白刚玉的组成为：0.074mm≤粒度<0.083mm的组分、0.083mm≤粒度<1mm的组分、1mm≤粒度<3mm的组分与3mm≤粒度<5mm的组分的质量比为13～25:10～18:15～21:29～37。
作为优选，所述α-Al2O3粉的粒度为2～4μm；所述电熔镁砂粉的粒度为0.074～0.083mm。
作为优选，所述硅微粉的粒度为0.03～0.045mm；所述水泥的粒度为0.05～0.08mm。
作为优选，所述不锈钢纤维为含镍铬合金元素的耐热钢纤维。
作为优选，所述防爆剂为聚丙烯纤维和/或铝粉；所述减水剂为三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠。
本发明还提供了一种制备预制件的方法，包含如下步骤：
将所述组分和水混合，得到混合料；
将所得混合料进行成型，得到成型料；
将所述成型料依次进行养护、烘烤处理，得到所述预制件。
作为优选，所述水与各组分的质量比为5～6:100。
作为优选，所述养护为先在60～80℃条件下养护5～8h，再在15～30℃条件下养护22～26h。
作为优选，所述烘烤处理的温度为180～200℃，所述烘烤处理的时间为6～10h。
本发明的有益效果：相对于传统使用板状刚玉、电熔镁铝尖晶石作为原料制成的粒化盘，本发明制备的粒化盘浇注料能够大幅降低粒化盘成本，而且本发明制备的粒化盘制品不需要高温烧成，仅需低温烘烤即可，成品率高，可大幅降低粒化盘产品的生产制造费用，能够有效提高企业经济效益。本发明所述的产品无需高温烧成，因此抗热震性能大幅提升，有效避免粒化盘产品使用时出现的开裂现象，提高粒化盘产品的使用寿命。
具体实施方式
本发明提供了一种粒化盘浇注料，由包含如下质量份数的组分得到：白刚玉70～90份、α-Al2O3粉2～8份、电熔镁砂粉1～8份、硅微粉0～4份、水泥1～6份、不锈钢纤维0～3份、防爆剂0～0.2份、减水剂0.1～0.4份。
本发明提供的粒化盘浇注料包含白刚玉70～90份，优选为80～90份。
在本发明中，所述白刚玉的颗粒密度优选为3.45～3.60g/cm3，进一步优选为3.49～3.55g/cm3；Al2O3含量优选99.1～99.8wt％，进一步优选99.3～99.5wt％；Fe2O3含量优选0.01～0.08wt％，进一步优选0.03～0.05wt％；SiO2含量优选0.01～0.2wt％，进一步优选0.08～0.15wt％；K2O或Na2O含量优选0.1～0.4wt％，进一步优选0.2～0.3wt％。
在本发明中，所述白刚玉的组成优选为：0.074mm≤粒度<0.083mm的组分、0.083mm≤粒度<1mm的组分、1mm≤粒度<3mm的组分与3mm≤粒度<5mm的组分的质量比优选为13～25:10～18:15～21:29～37，进一步优选为15～20:12～15:17～20:31～35。
本发明提供的粒化盘浇注料包含α-Al2O3粉2～8份，优选为3～6份。
在本发明中，所述α-Al2O3粉的粒度优选为2～4μm，进一步优选为2～3μm；Al2O3含量优选99.0～99.6wt％，进一步优选99.2～99.4wt％；K2O或Na2O含量优选0.1～0.4wt％，进一步优选0.2～0.3wt％。
本发明提供的粒化盘浇注料包含电熔镁砂粉1～8份，优选为2～5份。
在本发明中，所述电熔镁砂粉的粒度优选为0.074～0.083mm，进一步优选为0.078～0.081mm；灼减量优选为0.01～0.05wt％，进一步优选为0.02～0.04wt％；MgO含量优选96～97wt％，进一步优选96.5～97wt％；SiO2含量优选1.0～1.5wt％，进一步优选1.2～1.4wt％；CaO含量优选0.5～1.4wt％，进一步优选0.8～1.2wt％。
本发明提供的粒化盘浇注料包含硅微粉0～4份，优选为1～3份。
在本发明中，所述硅微粉的粒度优选为0.03～0.045mm，进一步优选为0.035～0.041mm；所述硅微粉在0.045mm筛上的筛余量优选为1～3％，进一步优选为1～2％；SiO2含量优选92～95wt％，进一步优选93～94wt％；K2O或Na2O含量优选1.2～1.5wt％，进一步优选1.3～1.4wt％；Fe2O3含量优选0.6～1.1wt％，进一步优选0.7～0.9wt％。
本发明提供的粒化盘浇注料包含水泥1～6份，优选为2～5份。
在本发明中，所述水泥的粒度优选为0.05～0.08mm，进一步优选为0.06～0.07mm；所述水泥在0.08mm筛上的筛余量优选<10％，进一步优选1～5％；Al2O3含量优选66～74wt％，进一步优选68～70wt％；SiO2含量优选0.6～1.2wt％，进一步优选0.8～1.1wt％；Fe2O3含量优选0.4～0.8wt％，进一步优选0.5～0.7wt％。
本发明提供的粒化盘浇注料包含不锈钢纤维0～3份，优选为1～3份。
在本发明中，所述不锈钢纤维优选为含镍铬合金元素的耐热钢纤维(本领域技术人员所熟知的市售的含镍铬合金元素的耐热钢纤维)；所述不锈钢纤维的规格优选为0.1～0.2mm×0.8～1.2mm×38～42mm，进一步优选为0.15～0.2mm×0.9～1.1mm×39～40mm。
本发明提供的粒化盘浇注料包含防爆剂0～0.2份，优选为0.1～0.2份。
在本发明中，所述防爆剂优选为聚丙烯纤维和/或铝粉；所述聚丙烯纤维的规格优选为：长3～5mm、直径30～50μm、熔点60～70℃，进一步优选为：长3～4mm、直径35～40μm、熔点65～68℃。
本发明提供的粒化盘浇注料包含减水剂0.1～0.4份，优选为0.2～0.35份。
在本发明中，所述减水剂优选为三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠；所述六偏磷酸钠P2O5含量优选≥68％，进一步优选≥70％，pH值优选6～7，进一步优选6.5。
本发明还提供了一种制备预制件的方法，包含如下步骤：
将所述组分和水混合，得到混合料；
将所得混合料进行成型，得到成型料；
将所述成型料依次进行养护、烘烤处理，得到所述预制件。
在本发明中，所述组分与水混合之前优选先将组分干混5～6分钟。
在本发明中，所述水与各组分的质量比优选为5～6:100，进一步优选为5:100，所述组分与水的混合时间优选为2～4分钟，进一步优选为3分钟。
在本发明中，所述成型优选振动机成型，所述振动机的振频优选为50～70Hz，进一步优选为60Hz；振幅优选为0.3～0.6mm，进一步优选为0.4～0.5mm；电机功率优选为3～4Kw，进一步优选为3.2Kw；振动时间优选为20～30s，进一步优选为25～28s。
在本发明中，所述成型优选经振动机成型后再点振4～6下。
在本发明中，所述养护优选先在60～80℃条件下养护5～8h，再在15～30℃条件下养护22～26h，进一步优选先在65～70℃条件下养护6～7h，再在20～25℃条件下养护23～24h。
在本发明中，所述烘烤处理的温度优选为180～200℃，进一步优选为185～190℃；所述烘烤处理的时间优选为6～10h，进一步优选为7～9h。
下面结合实施例对本发明提供的一种粒化盘浇注料和由该浇注料制备预制件的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
取25份粒度为0.074～0.083mm的白刚玉，15份粒度为0.083～1mm的白刚玉，15份粒度为1～3mm的白刚玉，30份粒度为3～5mm的白刚玉，5份粒度为2～3μm的α-Al2O3粉，2份粒度为0.074～0.083mm的电熔镁砂粉，1.6份粒度0.02～0.03mm的硅微粉，5份粒度为0.07～0.08mm的水泥，1份含镍铬合金元素的耐热钢(型号为304#)，0.2份聚丙烯纤维，0.2份六偏磷酸钠。将原料按设定的比例和粒度组成混合后干混5分钟，再外加5wt％的水搅拌3分钟；将物料放入模具中振动成型(振动机参数：振幅0.5mm，振频60Hz，功率3.2Kw，时间30s)，排出浇注料内气泡直至浇注料充分振实，再点振4～6下，静置；将浇注料与模具一起置于80℃环境下带模养护5小时，得到粒化盘的半成品；将所述半成品在30℃环境下养护22小时后，在烘烤窑中快速升温至200℃，保温时间10小时，得粒化盘成品。
实施例2
取20份粒度为0.074～0.083mm的白刚玉，10份粒度为0.083～1mm的白刚玉，16份粒度为1～3mm的白刚玉，37份粒度为3～5mm的白刚玉，5.6份粒度为2～3μm的α-Al2O3粉，3份粒度为0.074～0.083mm的电熔镁砂粉，3份粒度0.02～0.03mm的硅微粉，2份粒度为0.07～0.08mm的水泥，3份含镍铬合金元素的耐热钢(型号为446#)，0.15份聚丙烯纤维，0.25份六偏磷酸钠。将原料按设定的比例和粒度组成混合后干混5分钟，再外加5wt％的水搅拌3分钟；将物料放入模具中振动成型(振动机参数：振幅0.5mm，振频60Hz，功率3.2Kw，时间30s)，排出浇注料内气泡直至浇注料充分振实，再点振4～6下，静置；将浇注料与模具一起置于80℃环境下带模养护5小时，得到粒化盘的半成品；将所述半成品在30℃环境下养护22小时后，在烘烤窑中快速升温至200℃，保温时间10小时，得粒化盘成品。
实施例3
取13份粒度为0.074～0.083mm的白刚玉，18份粒度为0.083～1mm的白刚玉，21份粒度为1～3mm的白刚玉，29份粒度为3～5mm的白刚玉，6份粒度为2～3μm的α-Al2O3粉，4份粒度为0.074～0.083mm的电熔镁砂粉，2.6份粒度0.02～0.03mm的硅微粉，4份粒度为0.07～0.08mm的水泥，2份含镍铬合金元素的耐热钢(型号为304#)，0.1份聚丙烯纤维，0.3份六偏磷酸钠。将原料按设定的比例和粒度组成混合后干混5分钟，再外加5wt％的水搅拌3分钟；将物料放入模具中振动成型(振动机参数：振幅0.5mm，振频60Hz，功率3.2Kw，时间30s)，排出浇注料内气泡直至浇注料充分振实，再点振4～6下，静置；将浇注料与模具一起置于80℃环境下带模养护5小时，得到粒化盘的半成品；将所述半成品在30℃环境下养护22小时后，在烘烤窑中快速升温至200℃，保温时间10小时，得粒化盘成品。
实施例4
取15份粒度为0.074～0.083mm的白刚玉，16份粒度为0.083～1mm的白刚玉，19份粒度为1～3mm的白刚玉，32份粒度为3～5mm的白刚玉，3份粒度为2～3μm的α-Al2O3粉，5份粒度为0.074～0.083mm的电熔镁砂粉，2.5份粒度0.02～0.03mm的硅微粉，4.5份粒度为0.07～0.08mm的水泥，2.5份含镍铬合金元素的耐热钢(型号为446#)，0.17份聚丙烯纤维，0.33份六偏磷酸钠。将原料按设定的比例和粒度组成混合后干混5分钟，再外加5wt％的水搅拌3分钟；将物料放入模具中振动成型(振动机参数：振幅0.5mm，振频60Hz，功率3.2Kw，时间30s)，排出浇注料内气泡直至浇注料充分振实，再点振4～6下，静置；将浇注料与模具一起置于80℃环境下带模养护5小时，得到粒化盘的半成品；将所述半成品在30℃环境下养护22小时后，在烘烤窑中快速升温至200℃，保温时间10小时，得粒化盘成品。
实施例5
取18份粒度为0.074～0.083mm的白刚玉，17份粒度为0.083～1mm的白刚玉，17份粒度为1～3mm的白刚玉，35份粒度为3～5mm的白刚玉，3.3份粒度为2～3μm的α-Al2O3粉，2.6份粒度为0.074～0.083mm的电熔镁砂粉，2.2份粒度0.02～0.03mm的硅微粉，3份粒度为0.07～0.08mm的水泥，1.5份含镍铬合金元素的耐热钢(型号为304#)，0.12份聚丙烯纤维，0.28份六偏磷酸钠。将原料按设定的比例和粒度组成混合后干混5分钟，再外加5wt％的水搅拌3分钟；将物料放入模具中振动成型(振动机参数：振幅0.5mm，振频60Hz，功率3.2Kw，时间30s)，排出浇注料内气泡直至浇注料充分振实，再点振4～6下，静置；将浇注料与模具一起置于80℃环境下带模养护5小时，得到粒化盘的半成品；将所述半成品在30℃环境下养护22小时后，在烘烤窑中快速升温至200℃，保温时间10小时，得粒化盘成品。
对比例1
取20份粒度为0.074～0.083mm的白刚玉，15份粒度为0.083～1mm的白刚玉，15份粒度为1～3mm的白刚玉，20份粒度为3～5mm的白刚玉，15份粒度为5～8mm的白刚玉，7份粒度为0.074～0.083mm的电熔镁铝尖晶石，1份粒度0.02～0.03mm的硅微粉，6份粒度为0.07～0.08mm的水泥，0.7份含镍铬合金元素的耐热钢(型号为304#)，0.1份聚乙烯纤维，0.1份六偏磷酸钠，0.1份三聚磷酸钠。将所述原料干混5分钟，再外加5wt％的水搅拌3分钟；将物料放入模具中振动成型(振动机参数：振幅0.5mm，振频60Hz，功率3.2Kw，时间30s)，排出浇注料内气泡直至浇注料充分振实，再点振4～6下，静置；将浇注料与模具一起置于80℃环境下带模养护5小时，得到粒化盘的半成品；将所述半成品在110℃低温烘烤窑中烘烤24小时后取出，在高温窑中快速升温至1500℃，保温5小时，得到粒化盘成品。
Figure BDA0002455997520000071
由以上实施例可知，本发明提供了一种粒化盘浇注料和由该浇注料制备预制件的方法，本发明制备的粒化盘浇注料能够大幅降低粒化盘成本，而且本发明制备的粒化盘制品不需要高温烧成，仅需低温烘烤即可，成品率高，可大幅降低粒化盘产品的生产制造费用，能够有效提高企业经济效益。本发明所述的产品无需高温烧成，因此抗热震性能大幅提升，有效避免粒化盘产品使用时出现的开裂现象，提高粒化盘产品的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种粒化盘浇注料，其特征在于，由包含如下质量份数的组分得到：白刚玉70～90份、α-Al2O3粉2～8份、电熔镁砂粉1～8份、硅微粉0～4份、水泥1～6份、不锈钢纤维0～3份、防爆剂0～0.2份、减水剂0.1～0.4份。
2.根据权利要求1所述的粒化盘浇注料，其特征在于，所述白刚玉的组成为：0.074mm≤粒度<0.083mm的组分、0.083mm≤粒度<1mm的组分、1mm≤粒度<3mm的组分与3mm≤粒度<5mm的组分的质量比为13～25:10～18:15～21:29～37。
3.根据权利要求1或2所述的粒化盘浇注料，其特征在于，所述α-Al2O3粉的粒度为2～4μm；所述电熔镁砂粉的粒度为0.074～0.083mm。
4.根据权利要求1所述的粒化盘浇注料，其特征在于，所述硅微粉的粒度为0.03～0.045mm；所述水泥的粒度为0.05～0.08mm。
5.根据权利要求1或4所述的粒化盘浇注料，其特征在于，所述不锈钢纤维为含镍铬合金元素的耐热钢纤维。
6.根据权利要求1所述的粒化盘浇注料，其特征在于，所述防爆剂为聚丙烯纤维和/或铝粉；所述减水剂为三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠。
7.一种由权利要求1～6任意一项所述浇注料制备预制件的方法，其特征在于，包含如下步骤：
将所述组分和水混合，得到混合料；
将所得混合料进行成型，得到成型料；
将所述成型料依次进行养护、烘烤处理，得到所述预制件。
8.根据权利要求7所述的制备预制件的方法，其特征在于，所述水与各组分的质量比为5～6:100。
9.根据权利要求7所述的制备预制件的方法，其特征在于，所述养护为先在60～80℃条件下养护5～8h，再在15～30℃条件下养护22～26h。
10.根据权利要求7或9所述的制备预制件的方法，其特征在于，所述烘烤处理的温度为180～200℃，所述烘烤处理的时间为6～10h。
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