一種窯口澆注料及其生產工藝的製作方法
2023-05-12 10:40:11
本發明涉及耐火材料領域，具體涉及一種窯口澆注料及其生產工藝。
背景技術：
進入21世紀，隨著新型幹法水泥生產工藝和技術的成熟，我國大規格迴轉窯的新型幹法水泥生產線數量得到了迅猛發展，這得益於新型幹法水泥迴轉窯直徑∮4.5~6m，窯長70~84m，具有窯溫高、窯速快、產量大，經濟效益好的優勢，但也帶來了窯內襯受鹼侵蝕加重、結構更複雜等問題。
由於前窯口與冷卻機相連，前窯口處的溫度在1100℃~1450℃範圍內波動，所以窯口處的耐火材料要求具有良好的熱震穩定性。持續的溫度變化帶來熱應力不斷的變化而使耐火材料產生破壞效果。轉體窯在長期的轉動下，窯體會發生變形，從而對耐火內襯形成擠壓，窯口澆注料會受到擠壓而脫落，雖然採用了很多措施，不斷提高窯口耐火材料的綜合性能，但窯口損壞現象依然存在，嚴重影響水泥企業的安全生產和正常運行。
目前，窯口所用的耐火材料主要為剛玉質或高鋁質澆注料，例如專利號cn102584296b所提供的剛玉-碳化矽澆注料、cn104355646b所提供的剛玉質澆注料，解決了澆注料內部氣孔多且不均勻以及不耐磨的問題，在一定程度上提高了使用壽命，但是，對於熱震穩定性這方便的硬性需求還是難以滿足，使用過程中的熱應力使得耐火材料製品產生裂紋，並逐步導致裂紋擴展和製品部分剝落，最終使製品損壞，難以滿足現有需要。
技術實現要素：
在上述背景的基礎下，本發明旨在提供一種窯口澆注料及其生產工藝，利用合理的粒度組成、氣孔率，以及利用不同原料之間的熱膨脹係數的差異，以此來提高該耐火澆注料的熱震性能、抗侵蝕性能以及耐磨性能，大大延長使用壽命。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種窯口澆注料，所述窯口澆注料的原料按照下列質量百分比進行配置：
粒度為1~8mm的均化礬土8~15%
粒度為1~8mm的焦寶石5~10%
粒度為1~3mm的碳化矽20~25%
粒度為1~3mm的紅柱石10~15%
粒度為0.001~0.088mm的高鋁礬土粉4~10%
0~2.5μm煅燒α氧化鋁3~5%
0~0.15μm矽微粉5~8%
粒度為1~4mm的白剛玉粉20~25%
鋁酸鈣水泥5~10%
防爆纖維0.1~0.5%
粒度為1~8mm的氧化鋁空心球5~8%
複合減水劑0.2~0.3%
上述各項組分含量之和為100%。
優選地，所述複合減水劑為胺基酸磺酸鹽系高效減水劑與fdn高效減水劑以及三聚磷酸鈉的混合物，所述複合減水劑中各組分的質量比為：
胺基酸磺酸鹽系高效減水劑：fdn高效減水劑：三聚磷酸鈉=1：1.2：1.5
本發明還提供了該窯口澆注料的生產工藝，包括以下步驟：
a、將稱量好的的均化釩土、焦寶石、碳化矽、紅柱石以及鋁酸鈣水泥放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間控制在5~10分鐘，形成骨基料；
b、將稱量好的高鋁礬土粉、煅燒α氧化鋁、矽微粉、白剛玉粉攪拌混合，形成粉基料；
c、將上述骨基料以及粉基料進行混合，然後加入氧化鋁空心球攪拌均勻，形成基料；
d、將基料與複合減水劑分開包裝，再一起進行包裝，形成最終的澆注料。
進一步的，所述窯口澆注料的使用方法包括以下步驟：
1）將基料倒入攪拌機中攪拌，等待加水攪拌；
2）將複合減水劑倒入稱量好的水中混合均勻，再將該混合水倒入攪拌機中，將基料進行攪拌，邊倒水，邊攪拌，攪拌時間在10~15分鐘；
3）將攪拌好的澆注料利用模具進行成型，在常溫下養護24~48h，然後放入乾燥箱內進行烘乾，烘乾時間在24h~48h；
4）將乾燥好的成品進行加熱處理，以5℃/min的速度從110℃加熱到1200℃，保溫3h。
本發明的有益效果是：本發明提供的窯口澆注料，由均化礬土、焦寶石、碳化矽、紅柱石、高鋁礬土粉、煅燒α氧化鋁、矽微粉、白剛玉粉、鋁酸鈣水泥、防爆纖維、氧化鋁空心球以及複合減水劑構成，首先利用不同原料之間的熱膨脹係數的差異，使得窯口製品內部產生一定量的細微裂紋，從而提高窯口的熱震穩定性，且通過氧化鋁空心球，一方面可以降低製品的重量，另一方面，替代閉氣孔，阻礙熱應力的「尖端效應」，以此來再次提高耐火材料的熱震穩定性，通過減少顯氣孔來提高抗侵蝕性能，利用各項原料選定的粒度來提高製品的結合強度，提高耐磨性能。利用此複合減水劑，可以提高減水效果且不離析，流動性良好，配合澆注料的其他性能也很理想。其中的高溫反應原料在加熱過程中反應產出一定量的莫來石以及鈣長石，與均化釩土中均勻分布的雜質形成高粘度的矽酸鹽，以此來提高高溫抗折強度。其中生成的氧化矽與氧化鋁在制品表面形成釉層，在一定程度上封閉澆注料表面的氣孔同時降低顯氣孔率，顯著阻隔鹼蒸汽向製品內部滲入以及侵蝕的過程，延長了使用壽命。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出任何修改，但只要在本發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。
實施例1：
一種窯口澆注料，所述窯口澆注料的原料按照下列質量百分比進行配置：
粒度為5mm的均化礬土15%
粒度為3mm的焦寶石10%
粒度為3mm的碳化矽20%
粒度為3mm的紅柱石10%
粒度為0.08mm的高鋁礬土粉5%
2.5μm煅燒α氧化鋁5%
0.15μm矽微粉5%
粒度為3mm的白剛玉粉20%
鋁酸鈣水泥5%
防爆纖維0.2%
粒度為5mm的氧化鋁空心球5%
複合減水劑0.2%
其中，所述複合減水劑為胺基酸磺酸鹽系高效減水劑與fdn高效減水劑以及三聚磷酸鈉的混合物，所述複合減水劑中各組分的質量比為：
胺基酸磺酸鹽系高效減水劑：fdn高效減水劑：三聚磷酸鈉=1：1.2：1.5
本發明還提供該窯口澆注料的生成工藝，包括，a、將稱量好的的均化釩土、焦寶石、碳化矽、紅柱石以及鋁酸鈣水泥放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間控制在10分鐘，形成骨基料；
b、將稱量好的高鋁礬土粉、煅燒α氧化鋁、矽微粉、白剛玉粉攪拌混合，形成粉基料；
c、將上述骨基料以及粉基料進行混合，然後加入氧化鋁空心球攪拌均勻，形成基料；
d、將基料與複合減水劑分開包裝，再一起進行包裝，形成最終的澆注料。
本窯口澆注料的使用方法如下：
1）將基料倒入攪拌機中攪拌，等待加水攪拌；
2）將複合減水劑倒入稱量好的水中混合均勻，再將該混合水倒入攪拌機中，將基料進行攪拌，邊倒水，邊攪拌，攪拌時間在15分鐘；
3）將攪拌好的澆注料利用模具進行成型，在常溫下養護48h，然後放入乾燥箱內進行烘乾，烘乾時間在48h；
4）將乾燥好的成品進行加熱處理，以5℃/min的速度從110℃加熱到1200℃，保溫3h。
實施例2：
一種窯口澆注料，所述窯口澆注料的原料按照下列質量百分比進行配置：
粒度為5mm的均化礬土10%
粒度為3mm的焦寶石10%
粒度為3mm的碳化矽25%
粒度為3mm的紅柱石10%
粒度為0.08mm的高鋁礬土粉5%
2.5μm煅燒α氧化鋁2%
0.15μm矽微粉8%
粒度為3mm的白剛玉粉20%
鋁酸鈣水泥5%
防爆纖維0.2%
粒度為5mm的氧化鋁空心球5%
複合減水劑0.2%
其中，所述複合減水劑為胺基酸磺酸鹽系高效減水劑與fdn高效減水劑以及三聚磷酸鈉的混合物，所述複合減水劑中各組分的質量比為：
胺基酸磺酸鹽系高效減水劑：fdn高效減水劑：三聚磷酸鈉=1：1.2：1.5
本發明還提供該窯口澆注料的生成工藝，包括，a、將稱量好的的均化釩土、焦寶石、碳化矽、紅柱石以及鋁酸鈣水泥放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間控制在10分鐘，形成骨基料；
b、將稱量好的高鋁礬土粉、煅燒α氧化鋁、矽微粉、白剛玉粉攪拌混合，形成粉基料；
c、將上述骨基料以及粉基料進行混合，然後加入氧化鋁空心球攪拌均勻，形成基料；
d、將基料與複合減水劑分開包裝，再一起進行包裝，形成最終的澆注料。
本窯口澆注料的使用方法如下：
1）將基料倒入攪拌機中攪拌，等待加水攪拌；
2）將複合減水劑倒入稱量好的水中混合均勻，再將該混合水倒入攪拌機中，將基料進行攪拌，邊倒水，邊攪拌，攪拌時間在15分鐘；
3）將攪拌好的澆注料利用模具進行成型，在常溫下養護48h，然後放入乾燥箱內進行烘乾，烘乾時間在48h；
4）將乾燥好的成品進行加熱處理，以5℃/min的速度從110℃加熱到1200℃，保溫3h。
實施例1：
一種窯口澆注料，所述窯口澆注料的原料按照下列質量百分比進行配置：
粒度為5mm的均化礬土8%
粒度為3mm的焦寶石5%
粒度為3mm的碳化矽25%
粒度為3mm的紅柱石10%
粒度為0.08mm的高鋁礬土粉10%
2.5μm煅燒α氧化鋁5%
0.15μm矽微粉7%
粒度為3mm的白剛玉粉20%
鋁酸鈣水泥5%
防爆纖維0.2%
粒度為5mm的氧化鋁空心球5%
複合減水劑0.2%
其中，所述複合減水劑為胺基酸磺酸鹽系高效減水劑與fdn高效減水劑以及三聚磷酸鈉的混合物，所述複合減水劑中各組分的質量比為：
胺基酸磺酸鹽系高效減水劑：fdn高效減水劑：三聚磷酸鈉=1：1.2：1.5
本發明還提供該窯口澆注料的生成工藝，包括，a、將稱量好的的均化釩土、焦寶石、碳化矽、紅柱石以及鋁酸鈣水泥放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間控制在10分鐘，形成骨基料；
b、將稱量好的高鋁礬土粉、煅燒α氧化鋁、矽微粉、白剛玉粉攪拌混合，形成粉基料；
c、將上述骨基料以及粉基料進行混合，然後加入氧化鋁空心球攪拌均勻，形成基料；
d、將基料與複合減水劑分開包裝，再一起進行包裝，形成最終的澆注料。
本窯口澆注料的使用方法如下：
1）將基料倒入攪拌機中攪拌，等待加水攪拌；
2）將複合減水劑倒入稱量好的水中混合均勻，再將該混合水倒入攪拌機中，將基料進行攪拌，邊倒水，邊攪拌，攪拌時間在15分鐘；
3）將攪拌好的澆注料利用模具進行成型，在常溫下養護48h，然後放入乾燥箱內進行烘乾，烘乾時間在48h；
4）將乾燥好的成品進行加熱處理，以5℃/min的速度從110℃加熱到1200℃，保溫3h。
上述實施例中所用的各組分是本領域技術人員公知的產品，在市場上均可購買到，利用各組分原料之間熱膨脹係數的差異，可以使得澆注料內部產生一定量的微小裂紋，提高澆注料的熱震穩定性，添加的氧化鋁空心球，可以降低澆注料的質量，降低運輸成本，還可以阻礙熱應力的作用，以及添加的防爆纖維，都可以提高熱震穩定性，碳化矽、礬土粉、煅燒α氧化鋁以及矽微粉等細粉相作用，可以提高抗鹼侵蝕性能，利用不同粒度的原料可以提高澆注料的耐磨性能，利用複合減水劑，可以提高減水效果，同時配合整體澆注料的性能良好，延長澆注料的使用壽命在20~24個月之間。
上述實施例1-3的物理指標比較見下表