CN113636847A - 一种水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法 - Google Patents

一种水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法，将结皮料饼置于耐高温材料样品的表面，在高温下进行烧成，得到抗结皮样品；采用压缩气体对所述抗结皮样品进行喷吹，对剩余抗结皮样品进行称重，然后对耐高温材料抗结皮性能进行评价。本发明提供的耐高温材料抗结皮性能评价方法具有可重复性高、受环境因素影响小、操作简单，能很好的评价耐高温材料的抗结皮性能。

Description

一种水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法
技术领域
本发明涉及耐高温材料评价技术领域，尤其涉及一种水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法。
背景技术
水泥回转窑悬浮预热器高温段、预分解窑及烟室部位耐高温材料容易结皮，影响水泥窑正常运转。
目前采用的抗结皮检测方法为黑色冶金行业标准YB/T 4193-2009《抗结皮耐火浇注料》中附录A《抗结皮耐火浇注料抗结皮性试验方法》。该方法通过判断煅烧后的料饼经倾斜后与耐火浇注料脱落时的倾斜角度来判断耐火浇注料的抗结皮性能，该方法仅能定性判断，无法定量比较，未能很好的评价耐高温材料的抗结皮性能。
发明内容
为了准确且可量化评价耐高温材料抗结皮性能，克服耐高温材料抗结皮性能评价过程中的人为及环境的干扰因素，本发明提供了一种耐高温材料抗结皮性能的检测方法。
本发明提供一种水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法，将结皮料饼置于耐高温材料样品的表面，在高温下进行烧成，得到抗结皮样品；然后采用压缩气体对所述抗结皮样品进行喷吹，对剩余抗结皮样品进行称重，然后对耐高温材料抗结皮性能进行评价。
根据本发明的一些优选实施方式，包括以下步骤：
步骤1)，耐高温材料样品和结皮料饼的制备：提供耐高温材料样品和结皮料饼，对所述耐高温材料样品和所述结皮料饼进行称重：
步骤2)，抗结皮样品烧成：将所述结皮料饼置于所述耐高温材料样品的表面，在高温下进行烧成，得到抗结皮样品；
步骤3)，抗结皮样品喷吹处理：采用压缩气体对步骤2)中所述抗结皮样品进行喷吹，对剩余抗结皮样品进行称重；
步骤4)，根据下式对耐高温材料抗结皮性能进行评价：
Figure BDA0002486516610000021
式中，m1为所述耐高温材料样品的质量，m2为结皮料饼的质量，m3为剩余抗结皮样品的质量，J为结皮率。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤1)中，按质量百分比计，所述结皮料饼为以下原料制备：水泥生料50％，CaSO4 20％，Na2SO4 10％，KCl 20％；将所述原料混合后优选在3～10MPa压力下保持2～5min，更优选在6MPa压力下保持3min。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤1)中，所述结皮料饼的直径为20～50mm优选为30mm；和/或，所述结皮料饼的质量为30～60g优选为50g。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤1)中，所述耐高温材料试样尺寸为100mm×100mm×30mm；和/或，所述耐高温材料试样称重前进行干燥处理。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤2)中，将所述结皮料饼放置在所述耐高温材料样品的表面中心部分；优选放置在所述耐高温材料样品100mm×100mm一侧的表面中心部分。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤2)中，烧成条件：按5℃/min的升温速录，加热至1100℃，保温3h。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤3)中，以300～800kPa优选500kPa压力的压缩空气进行喷吹；和/或，喷嘴出口处的直径为2.36～2.44mm。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤3)中，喷嘴与所述结皮料饼和所述耐高温材料的结合部分之间的距离为30～50mm优选40mm；喷嘴的喷吹方向与所述耐高温材料样品的夹角为30～60°优选45°。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤3)中，沿结皮料饼的圆周进行喷吹，喷吹时间为3～8min优选4min。
本发明的有益效果至少在于：本发明提供的水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法，通过压缩空气在额定压力下喷吹结皮料饼，从而剥离未粘接在耐高温材料上的结皮料饼，消除人为及环境因素的影响，通过检测质量变化实现抗结皮评价量化，具有可重复性高、受环境因素影响小、操作简单，能够很好的评价耐高温材料的抗结皮性能。
附图说明
图1为本发明实施例的耐高温材料(尺寸)示意图。
图2为本发明实施例的结皮料饼放置在耐高温材料表面位置示意图。
图3为本发明实施例的压缩空气喷吹结皮料饼示意图。
图中，1为压缩空气喷嘴；2为结皮料饼；3为耐高温材料。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用仪器、试剂等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。本发明中所用的原料均可在国内产品市场方便买到。
本发明的一些优选实施方式提供一种水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法，具体步骤及参数如下：
1、耐高温材料样品制备
耐高温材料样品的尺寸为100mm×100mm×30mm，耐高温材料表面平整；耐高温材料样品为不烧制品(不定形耐高温材料)时，经800℃保温1h后自然冷却待用；为烧结制品(定形耐高温材料)时，经110℃保温24h后冷却待用。
2、结皮料准备
结皮料饼重50g，组成为：水泥生料50％，CaSO4 20％，Na2SO4 10％，KCl 20％，水泥生料采用预热器最底部所取窑料。结皮料原料混合均匀后采用粉末压片机在6MPa压力下保压3min制备直径30mm的结皮料饼。
3、耐高温材料抗结皮试样实验
称量耐高温材料样品质量m1，称量结皮料饼质量m2，结皮料饼放置在耐高温材料(100mm×100mm一侧)表面中心部分，放入高温电炉中按5℃/min的升温速度，加热至1100℃，于1100℃保温3h后自然冷却。
4、未粘接结皮料清除
将经1100℃保温3h制备的样品竖立放置，若结皮料饼直接脱落未粘接直接测量耐高温材料质量m3或喷吹后测量，若结皮料饼粘接在耐高温材料上则采用500kPa压力压缩空气喷吹料饼与耐高温材料结合处，喷嘴出口直径2.36-2.44mm。喷嘴距离料饼与耐高温材料结合部分40mm，喷嘴与耐高温材料夹角45°，匀速沿料饼圆周喷吹4min后测量耐高温材料质量m3。
5、耐高温材料抗结皮性能评价
Figure BDA0002486516610000041
其中，J为结皮率。
实施例1
1、耐高温材料样品制备
采用不定形耐高温材料，按照耐高温材料加工说明加水搅拌后置入尺寸为100mm×100mm×30mm模具中振动成型，硬化脱模后放入干燥箱中于110℃烘干24h。烘干后的样品经电炉800℃烧成1h以排除样品中的化学水，测量样品质量m1为674g。耐高温材料样品尺寸如图1。
2、结皮料饼制备
结皮料重50g，结皮料的组成为：水泥生料50％，CaSO4 20％，Na2SO4 10％，KCl20％，
从水泥厂现场实际使用部位获取水泥生料，所用原料均需在110℃烘箱中烘干24h。称取25g水泥生料、10g CaSO4、5g Na2SO4和10gKCl，放入刚玉研钵中混合10min后放入内径为30mm的钢制模具中。采用粉末压片机将模具中的结皮料压成料饼，压力6MPa，保压时间3min，料饼脱模后测量其质量m2为50g。
3、抗结皮样品烧成
结皮料饼置于耐高温材料表面(100mm×100mm)中间部位(见图2)，放置好的试样平放于电炉中。电炉按5℃/min的升温速度升温至1100℃后保温3h，样品自然冷却。
4、抗结皮样品喷吹处理
将自然冷却的抗结皮样品以30mm×100mm为底面固定，采用压力为500kPa的压缩空气喷吹抗结皮样品。喷嘴出口直径2.36-2.44mm，压缩空气喷嘴1距离样品(结皮料饼2和耐高温材料3的结合处)40mm，与耐高温材料表面平面(100mm×100mm)夹角45°(如图3所示)。喷嘴(压缩空气喷嘴)沿结皮料饼圆周方向喷吹4min，以确保料饼各部分完全被压缩空气喷吹过。样品经喷吹后测量其质量m3为681g。
5、抗结皮性能评价
Figure BDA0002486516610000051
其中，J表示结皮率，J值越小，耐高温材料的抗结皮效果越好。
实施例2
采用同实施例1的方法和结皮料，不同之处在于，采用定型耐高温材料，用切割机将定型耐高温材料制品切割成100mm×100mm×30mm长方体样品，放入干燥箱中于110℃烘干24h，干燥后的样品测量其质量m1为692g。结皮料重m2为50g。经处理后，m3为694g。则
Figure BDA0002486516610000061
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种水泥窑用耐高温材料抗结皮性能评价方法，其特征在于，将结皮料饼置于耐高温材料样品的表面，在高温下进行烧成，得到抗结皮样品；然后采用压缩气体对所述抗结皮样品进行喷吹，对剩余抗结皮样品进行称重，然后对耐高温材料抗结皮性能进行评价。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)，耐高温材料样品和结皮料饼的制备：提供耐高温材料样品和结皮料饼，对所述耐高温材料样品和所述结皮料饼进行称重：
步骤2)，抗结皮样品烧成：将所述结皮料饼置于所述耐高温材料样品的表面，在高温下进行烧成，得到抗结皮样品；
步骤3)，抗结皮样品喷吹处理：采用压缩气体对步骤2)中所述抗结皮样品进行喷吹，对剩余抗结皮样品进行称重；
步骤4)，根据下式对耐高温材料抗结皮性能进行评价：
Figure FDA0002486516600000011
式中，m1为所述耐高温材料样品的质量，m2为结皮料饼的质量，m3为剩余抗结皮样品的质量，J为结皮率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)中，按质量百分比计，所述结皮料饼为以下原料制备：水泥生料50％，CaSO420％，Na2SO4 10％，KCl 20％；将所述原料混合后在3～10MPa压力下保持2～5min，更优选在6MPa压力下保持3min。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述结皮料饼的直径为20～50mm优选为30mm；和/或，所述结皮料饼的质量为30～60g优选为50g。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述耐高温材料试样尺寸为100mm×100mm×30mm；和/或，所述耐高温材料试样称重前进行干燥处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)中，将所述结皮料饼放置在所述耐高温材料样品的表面中心部分；优选放置在所述耐高温材料样品100mm×100mm一侧的表面中心部分。
7.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中，烧成条件：按5℃/min的升温速录，加热至1100℃，保温3h。
8.根据权利要求2-7所述的方法，其特征在于，步骤3)中，以300～800kPa优选500kPa压力的压缩空气进行喷吹；和/或，喷嘴出口处的直径为2.36～2.44mm。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤3)中，喷嘴与所述结皮料饼和所述耐高温材料的结合部分之间的距离为30～50mm优选40mm；喷嘴的喷吹方向与所述耐高温材料样品的夹角为30～60°优选45°。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤3)中，沿结皮料饼的圆周进行喷吹，喷吹时间为3～8min优选4min。
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