CN116239392B - 一种回转窑篦冷机用的浇注料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种回转窑篦冷机用的浇注料。本发明的原料组成包括粗骨料，细骨料，粉料，以及水泥，还包括单线型防爆纤维，以及复合型防爆纤维，所述复合型防爆纤维的原料组成包括纤维料和硅微粉，该浇注料在固化为浇注块之后挂接安装，使得：1、浇注块的内层相较于表层，具有相对较差但是更加合适的防爆性能，贴合篦冷机的使用环境特点；2、浇注块的内层相较于表层，具有相对更好的速凝快干效果，使得浇注块的上下两侧可以更加地同步固化，大大缩短浇注块的固化、养护时间。

Description

一种回转窑篦冷机用的浇注料
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种回转窑篦冷机用的浇注料。
背景技术
篦冷机，指的是一种骤冷式冷却机，锂矿石熟料由回转窑进入到冷却机后，在篦板上铺成一定厚度的料层，鼓入的冷空气以相互垂直的方向穿过篦床上运动着的料层，使熟料得以骤冷，可在数分钟内将熟料由900-1100℃骤冷到100℃以下。因此，篦冷机专用的浇注料，其最重要的性能要求之一，就是冷热交替环境下的防爆性能。
另一方面，浇注料如果具有快干的优点，则可以显著提高锂行业的生产效率。
专利公开号为CN114249581A，公开日为2022.03.29的中国发明专利，公开了一种快干防爆浇注料，包括下述质量百分比的原料：刚玉骨料70-75％、刚玉细粉5-15％、SiC粉料5-15％、沥青粉料2-5％、铝酸钙水泥2-5％、改性SiO2微粉4-6％、金属铝粉0.05-0.08％、防爆有机纤维0.02-0.05％、抗氧化剂1-2％、分散剂0.05-0.1％、减水剂0.1-0.2％。
该发明专利中的快干防爆浇注料，其实现快干、防爆性能的大体原理如下：在硅烷偶联剂的化学键合作用下，将羧甲基纤维素钠接枝到SiO2微粉表面，利用SiO2微粉对浇注料中颗粒之间空隙的填充效应，使羧甲基纤维素钠均匀分布在SiO2微粉与浇注料颗粒孔隙之间，在快速升温干燥时能够形成均匀的孔隙，能够与防爆剂防爆有机纤维、金属铝粉起到协同作用，使浇注料具有优良的防爆裂性能，其防爆裂温度＞800℃，能够快速干燥，提高生产效率。
但是，该快干防爆浇注料在实际使用过程中，则至少还存在以下2个不足之处，换言之，即为本发明所要解决的技术问题。
1、浇注料在固化之后，其表层的工况和内层的工况是不同的，因此如果使用单一的防爆纤维，通过大致整体均一的防爆性能，来抵抗冷热骤变的环境，很可能出现内层防爆性能富余，而结构强度相对较低的有害问题。
2、其快干要求，仅仅通过沥青粉料和铝酸钙水泥来实现，这是远远不够的，例如上述原料配比的浇注料，就难以做到3h快干的程度。
所以综上所述，现在急需一种防爆性能充分且适宜，快干性能突出的新型浇注料，以用在冷热骤变特点最明显的篦冷机位置。
发明内容
本发明提供一种回转窑篦冷机用的浇注料，其原料组成包括粗骨料，细骨料，粉料，以及水泥，还包括单线型防爆纤维，以及复合型防爆纤维，所述复合型防爆纤维的原料组成包括纤维料和硅微粉，该浇注料在固化为浇注块之后挂接安装，使得：1、浇注块的内层相较于表层，具有相对较差但是更加合适的防爆性能，贴合篦冷机的使用环境特点；2、浇注块的内层相较于表层，具有相对更好的速凝快干效果，使得浇注块的上下两侧可以更加地同步固化，大大缩短浇注块的固化、养护时间。
本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种回转窑篦冷机用的浇注料，原料组成包括粗骨料，细骨料，粉料，以及水泥，还包括单线型防爆纤维，以及复合型防爆纤维，所述复合型防爆纤维的原料组成包括纤维料和硅微粉。
在本发明中，该浇注料在固化为浇注块之后，再在篦冷机的侧壁和顶面上使用，此时所述单线型防爆纤维在浇注块的表层上分布更多，为的是在浇注块的表层上提供更大、更强的防爆性能，而所述复合型防爆纤维在浇注块的内层，即靠近篦冷机的一侧分布更多，为的是在浇注块的内层提供较小的防爆性能，和充分的速凝快干性能，后者性能靠的是所述复合型防爆纤维上额外新增加的硅微粉。
因为在篦冷机的内侧挂接块上，其表层容易固化，但是有更高的工况温度，而其内侧不容易固化，但是温度环境相对较低，所以进行如上所述的防爆纤维种类区分，和防爆纤维位置区分。
进一步优选的技术方案在于：所述单线型防爆纤维和纤维料的材质，都为聚丙烯、聚酯，或者是聚乙烯中的任意一种。
在本发明中，上述材质均为现有常见的有机防爆性能的种类。
进一步优选的技术方案在于所述复合型防爆纤维的原料组成为按重量计的以下各组分：
纤维料75-78%；
硅微粉12-17%；
余量的配重金属粉。
进一步优选的技术方案在于：所述配重金属粉为铝粉、镁粉，或者是氧化铁粉中的任意一种。
在本发明中，该浇注料在存放运输时、在物料搅拌时、在模具振动时，所述复合型防爆纤维相较于单线型防爆纤维，都有更好的沉降效果，最终体现在浇注块内，就是上半部分单线型防爆纤维含量更多、下半部分复合型防爆纤维更多，最终对应浇注块的使用环境特点。
因此，上述铝粉、镁粉，或者是氧化铁粉，主要起到“配重块”的作用，其次是铝粉本身也能形成防爆用的排气孔道。
进一步优选的技术方案在于：所述复合型防爆纤维的长度为0.5-1.0cm，线径为120-180μm；所述单线型防爆纤维的长度为2.0-3.0cm，线径为20-50μm。
在本发明中，所述复合型防爆纤维的形状特点是相较于单线型防爆纤维而言，前者更短、更粗，这样其沉降难度更低，方便在浇注块的下半部分更多地分布。
进一步优选的技术方案在于：所述单线型防爆纤维添加的总长度，为复合型防爆纤维添加总长度的6.5-12倍。
在本发明中，所述单线型防爆纤维的作用仅有1个，即为熔融后形成排气孔道，用于提供防爆性能，而所述复合型防爆纤维的作用至少有2个，即：提供浇注块内层相对较小的防爆性能，以及其所含有的硅微粉，可以通过凝胶效应，对浇注块内层进行速凝快干操作。
因此，前者含量需要相对较多，后者含量仅用于补充，毕竟在篦冷机专用的浇注块上，防爆性能的需求优先级是高于快干性能的。
进一步优选的技术方案在于所述单线型防爆纤维和复合型防爆纤维的制备方法，都依次包括：长丝喷出和切割成短纤，所述单线型防爆纤维的喷丝口温度为15-22℃，采用水浴法冷却成丝，所述复合型防爆纤维的喷丝口温度为30-35℃，采用空气冷却的方式固化成丝。
在本发明中，所述单线型防爆纤维仅仅是单一的有机聚合物的，而所述合型防爆纤维还包括硅微粉和配重金属粉这两种粉料，因此后者的冷却成型操作不能过快、过冷，否则会导致有机聚合物固化过程中破裂、硅微粉和配重金属粉容易大量掉落的有害问题。
进一步优选的技术方案在于：所述单线型防爆纤维的原料熔融温度为220-230℃，所述复合型防爆纤维的原料熔融温度为240-260℃。
在本发明中，所述复合型防爆纤维由于硅微粉和配重金属粉也是一起添加到挤出机中，因此挤出机的熔融温度需要相对较高，以保证有机聚合物具有足够的热量，来熔融和喷出成丝。
进一步优选的技术方案在于原料组成包括按重量计的以下各组分：
碳化硅粗骨料25-45份、
铬刚玉粗骨料15-20份、
锆莫来石细骨料10-12份、
氧化硅粉料8-11份、
铝酸钙水泥5-6份、
单线型防爆纤维和复合型防爆纤维总共2-3份。
进一步优选的技术方案在于：所述浇注料通过先固化为浇注块，再挂接的方式使用，浇注块的上表面为篦冷机的内侧表层，所述单线型防爆纤维在浇注块的上1/2区域内分布55-62wt%，所述复合型防爆纤维在浇注块的下1/2区域内分布75-80wt%。
在本发明中，所述复合型防爆纤维的“分区分布”特点强于所述单线型防爆纤维，保证更多的硅微粉可以位于浇注块的内层，使得内层的固化速度尽量提高并贴近表层的固化速度，最终使得浇注块的固化、养护时间可以大大缩短。
附图说明
图1为本发明中复合型防爆纤维的结构示意图。
图2为本发明中浇注块的结构示意图。
图中，各标记的含义如下：
纤维主体b1、硅微粉b2、配重金属粉b3、浇注块上下1/2分界线c、单线型防爆纤维a、复合型防爆纤维b。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。
实施例1
如附图1-2所示，一种回转窑篦冷机用的浇注料，原料组成包括按重量计的以下各组分：
碳化硅粗骨料32份、
铬刚玉粗骨料18份、
锆莫来石细骨料10份、
氧化硅粉料9份、
铝酸钙水泥6份、
单线型防爆纤维和复合型防爆纤维总共2份。
其中，所述复合型防爆纤维的原料组成为按重量计的以下各组分：
纤维料75%；
硅微粉14%；
余量的配重金属粉。
所述单线型防爆纤维和纤维料的材质，都为聚丙烯。所述配重金属粉为铝粉。
所述复合型防爆纤维的长度为0.5cm，线径为120μm；所述单线型防爆纤维的长度为2.0cm，线径为20μm。所述单线型防爆纤维添加的总长度，为复合型防爆纤维添加总长度的7.5倍。
所述单线型防爆纤维和复合型防爆纤维的制备方法，都依次包括：长丝喷出和切割成短纤，所述单线型防爆纤维的喷丝口温度为15℃，采用水浴法冷却成丝，所述复合型防爆纤维的喷丝口温度为32℃，采用空气冷却的方式固化成丝。
所述单线型防爆纤维的原料熔融温度为220℃，所述复合型防爆纤维的原料熔融温度为240℃。
此外，所述浇注料通过先固化为浇注块，再挂接的方式使用，浇注块的上表面为篦冷机的内侧表层，所述单线型防爆纤维在浇注块的上1/2区域内分布56-57wt%，所述复合型防爆纤维在浇注块的下1/2区域内分布78-80wt%。
最后，取本实施例中的50个浇注块，按照表1所示的测试项目，进行逐个测试，并取平均值，结果见下表1。
实施例2
如附图1-2所示，一种回转窑篦冷机用的浇注料，原料组成包括按重量计的以下各组分：
碳化硅粗骨料36份、
铬刚玉粗骨料20份、
锆莫来石细骨料12份、
氧化硅粉料9份、
铝酸钙水泥5份、
单线型防爆纤维和复合型防爆纤维总共2份。
其中，所述复合型防爆纤维的原料组成为按重量计的以下各组分：
纤维料78%；
硅微粉12%；
余量的配重金属粉。
所述单线型防爆纤维和纤维料的材质，都为聚酯。所述配重金属粉为镁粉。
所述复合型防爆纤维的长度为0.7cm，线径为140μm；所述单线型防爆纤维的长度为2.0cm，线径为25μm。所述单线型防爆纤维添加的总长度，为复合型防爆纤维添加总长度的11倍。
所述单线型防爆纤维和复合型防爆纤维的制备方法，都依次包括：长丝喷出和切割成短纤，所述单线型防爆纤维的喷丝口温度为15℃，采用水浴法冷却成丝，所述复合型防爆纤维的喷丝口温度为33℃，采用空气冷却的方式固化成丝。
所述单线型防爆纤维的原料熔融温度为220℃，所述复合型防爆纤维的原料熔融温度为260℃。
此外，所述浇注料通过先固化为浇注块，再挂接的方式使用，浇注块的上表面为篦冷机的内侧表层，所述单线型防爆纤维在浇注块的上1/2区域内分布56-61wt%，所述复合型防爆纤维在浇注块的下1/2区域内分布77-79wt%。
最后，取本实施例中的50个浇注块，按照表1所示的测试项目，进行逐个测试，并取平均值，结果见下表1。
实施例3
如附图1-2所示，一种回转窑篦冷机用的浇注料，原料组成包括按重量计的以下各组分：
碳化硅粗骨料42份、
铬刚玉粗骨料17份、
锆莫来石细骨料12份、
氧化硅粉料11份、
铝酸钙水泥5份、
单线型防爆纤维和复合型防爆纤维总共3份。
其中，所述复合型防爆纤维的原料组成为按重量计的以下各组分：
纤维料78%；
硅微粉14%；
余量的配重金属粉。
所述单线型防爆纤维和纤维料的材质，都为聚乙烯。所述配重金属粉为氧化铁粉。
所述复合型防爆纤维的长度为0.7cm，线径为160μm；所述单线型防爆纤维的长度为3.0cm，线径为32μm。所述单线型防爆纤维添加的总长度，为复合型防爆纤维添加总长度的9.5倍。
所述单线型防爆纤维和复合型防爆纤维的制备方法，都依次包括：长丝喷出和切割成短纤，所述单线型防爆纤维的喷丝口温度为20℃，采用水浴法冷却成丝，所述复合型防爆纤维的喷丝口温度为33℃，采用空气冷却的方式固化成丝。
所述单线型防爆纤维的原料熔融温度为220℃，所述复合型防爆纤维的原料熔融温度为250℃。
此外，所述浇注料通过先固化为浇注块，再挂接的方式使用，浇注块的上表面为篦冷机的内侧表层，所述单线型防爆纤维在浇注块的上1/2区域内分布58-61wt%，所述复合型防爆纤维在浇注块的下1/2区域内分布77-80wt%。
最后，取本实施例中的50个浇注块，按照表1所示的测试项目，进行逐个测试，并取平均值，结果见下表1。
对比例1
本对比例中的浇注料，其在物料组成和制备工艺方面，与实施例1相比，区别之后仅有如下1处：
本对比例中的浇注料，仅使用所述单线型防爆纤维，不使用所述复合型防爆纤维，即单线型防爆纤维组成全部的“2份”。
对比例2
本对比例中的浇注料，其在物料组成和制备工艺方面，与实施例1相比，区别之后仅有如下1处：
本对比例中的浇注料，仅使用所述复合型防爆纤维，不使用所述单线型防爆纤维，即复合型防爆纤维组成全部的“2份”。
对比例3
本对比例中的浇注料，其在物料组成和制备工艺方面，与实施例1相比，区别之后仅有如下1处：
本对比例中的浇注料，所述单线型防爆纤维、复合型防爆纤维都不使用。
表1
最后，根据表1，可以得出如下结论。
第一、所述单线型防爆纤维加上复合型防爆纤维的组合方式，可以保证浇注块既有充分的防爆性能，又有相对较快的固化速度。
第二、防爆性能的实现主体是单线型防爆纤维，而快干性能的实现主体是复合型防爆纤维。
第三、所述单线型防爆纤维、复合型防爆纤维的添加与否，都不影响浇注块的耐压强度和抗折强度。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种回转窑篦冷机用的浇注料，原料组成包括粗骨料，细骨料，粉料，以及水泥，其特征在于：还包括单线型防爆纤维，以及复合型防爆纤维，所述复合型防爆纤维的原料组成包括纤维料和硅微粉，
所述复合型防爆纤维的原料组成为按重量计的以下各组分：
纤维料75-78%；
硅微粉12-17%；
余量的配重金属粉，
所述复合型防爆纤维的长度为0.5-1.0cm，线径为120-180μm；所述单线型防爆纤维的长度为2.0-3.0cm，线径为20-50μm，
所述浇注料的原料组成包括按重量计的以下各组分：
碳化硅粗骨料25-45份、
铬刚玉粗骨料15-20份、
锆莫来石细骨料10-12份、
氧化硅粉料8-11份、
铝酸钙水泥5-6份、
单线型防爆纤维和复合型防爆纤维总共2-3份，
所述浇注料通过先固化为浇注块，再挂接的方式使用，浇注块的上表面为篦冷机的内侧表层，所述单线型防爆纤维在浇注块的上1/2区域内分布55-62wt%，所述复合型防爆纤维在浇注块的下1/2区域内分布75-80wt%。
2.根据权利要求1所述的一种回转窑篦冷机用的浇注料，其特征在于：所述单线型防爆纤维和纤维料的材质，都为聚丙烯、聚酯、或者是聚乙烯中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种回转窑篦冷机用的浇注料，其特征在于：所述配重金属粉为铝粉、镁粉、或者是氧化铁粉中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种回转窑篦冷机用的浇注料，其特征在于：所述单线型防爆纤维添加的总长度，为复合型防爆纤维添加总长度的6.5-12倍。
5.根据权利要求1所述的一种回转窑篦冷机用的浇注料，其特征在于所述单线型防爆纤维和复合型防爆纤维的制备方法，都依次包括：长丝喷出和切割成短纤，所述单线型防爆纤维的喷丝口温度为15-22℃，采用水浴法冷却成丝，所述复合型防爆纤维的喷丝口温度为30-35℃，采用空气冷却的方式固化成丝。
6.根据权利要求5所述的一种回转窑篦冷机用的浇注料，其特征在于：所述单线型防爆纤维的原料熔融温度为220-230℃，所述复合型防爆纤维的原料熔融温度为240-260℃。
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