一種複合耐磨、抗熱震澆注料的製作方法
2023-05-24 22:19:16 4
專利名稱：一種複合耐磨、抗熱震澆注料的製作方法
技術領域：
本發明為一種採用剛玉、紅柱石、莫來石和碳化矽複合製得的耐火澆注料，具有良好的 耐磨損、抗熱震、耐侵蝕、耐高溫、低導熱和體積穩定性，適合用於水泥行業的迴轉窯窯口、 噴煤嘴，電力行業循環流化床等苛刻部位作為耐火材料使用。
背景技術：
大型新型幹法水泥窯中火焰溫度高達200(TC，熟料煅燒溫度超過1450'C,入窯二次風溫 接近1200'C。新型幹法窯的轉速為3-4r.p.m，遠遠高於傳統窯的l_2r. p. m。此外，新型幹 法窯具有複雜的收塵系統，吸附有揮發性物質的窯內粉塵很難逸出窯外。所以，新型幹法窯 內鹼等揮發性組分含量很高，耐火材料受到強烈的侵蝕。
水泥迴轉窯的出料口簡稱窯口。此處，高達1400 1300'C的熟料洩出窯體，二次風進入 窯體。窯口材料經受冷熱變化速率為4次/min;窯口旋轉的線速度可達75M/min。因此，窯 口耐火材料受到更為苛刻的高溫、熱震、衝刷和磨損作用。 ，
新型幹法水泥窯插入窯內的煤粉燃燒器的燒咀簡稱為噴煤咀。目前，煤粉燃燒器己由單 風道發展到三 四風道，燒兩種以上燃料的還具有五條風道。由於燃燒器強烈的混合作用， 煤粉噴出燒咀後與助燃空氣充分混合、迅速燃燒。因此，燒咀受強烈的高溫、熱震，以及二 次風攜帶粉塵的侵蝕和衝刷的作用。
最早，新型幹法窯採用高鋁質低水泥澆注料，剛玉質低水泥澆注料或高強度剛玉質耐火 澆注料作窯口、噴煤咀的襯料，使用壽命不高。以5000t/d迴轉窯為例，預熱器、分解爐、 三次風管、篦冷機的耐火材料壽命均可達到10個月甚至一年以上，而窯口壽命一般為6 8 個月，噴煤管壽命只有3 4個月。每次停窯更換窯口需要5天左右，少產水泥超過3萬T， 價值近千萬元。所以，需要開發一種適用於窯口。噴煤咀的新型耐火材料。
經過多年努力，各耐火材料廠家先後開發了剛玉一莫來石、剛玉一紅柱石、剛玉一碳化 矽、莫來石一碳化矽、紅柱石一碳化矽等低水泥澆注料，延長了水泥窯窯口、噴煤咀的壽命。 但是，這些材料的壽命仍然不能滿足客戶的要求。特別，在一些使用條件苛刻的窯爐，襯料 同時受到高溫、侵蝕、熱震、衝刷等的作用，將噴煤咀的使用壽命延長到1年簡直是不可想 象的。
發明內容
本發明的目的在於研究一種複合耐磨、抗熱震澆注料，使其具有良好的耐磨損、抗熱 震、耐侵蝕、耐高溫、低導熱和體積穩定性，適合用於水泥行業的迴轉窯窯口、噴煤咀，以 及電力行業循環流化床等苛刻部位作為耐火材料使用。本發明認為，不能採用一種耐火原料製造出性能符合要求的耐火澆注料 *剛玉具有良好的耐高溫、耐磨損性能。但是，剛玉的抗熱震性和耐鹼蝕性能不佳。所
以，不能主要使用剛玉製造出性能完全符合要求的材料。
碳化矽具有良好的抗熱震、耐磨損性能。但是，碳化矽容易氧化，導熱係數又高。所
以，不能主要使用碳化矽製造出性能完全符合要求的材料。 *紅柱石的轉化溫度低，轉化產生膨脹小，具有適量的微膨脹性能，轉化產生的莫來石
相和高矽氧玻璃相有利於提高抗熱震性。但是，紅柱石的耐磨性不佳，抗鹼侵蝕性能
欠佳。所以，不能主要使用紅柱石製造出性能完全符合要求的材料。 *莫來石具有良好的耐高溫、抗熱震性能。但是，莫來石不具有微膨脹性能，耐磨性不 佳，抗鹼性能欠佳。所以，也不能主要使用莫來石製造出性能完全符合使用要求的材 料。
本發明發現，現有澆注料都是二元複合耐火澆注料，如剛玉一莫來石、剛玉一紅柱石、 剛玉—碳化矽、莫來石一碳化矽、紅柱石一碳化矽澆注料。但是，在剛玉—莫來石(紅柱石) 一碳化矽系中，不可能僅僅使用兩種原料配製出性能完全符合要求的產品，獲得滿意的使用 效果，見表l:
表1原料性能比較表
剛玉碳化矽紅柱石莫來石
耐髙溫5444
微膨脹2352
抗熱震2555
耐磨損5533
耐鹼蝕2533
抗氧化5355
低導熱3254
表中，5—優，4一良，3 —中，2—差。 由表1可知
剛玉是唯一具有良好耐高溫性，且具有優異耐磨性的物質。所以，耐火澆注料需要摻
加剛玉來保證耐高溫燒蝕性能。 *碳化矽是唯一和鋁矽系耐火材料複合後產生耐鹼性，而且具有優異耐磨性和抗熱震性
的物質。所以，耐火澆注料需要摻加碳化矽來保證耐鹼蝕性能。 *紅柱石是唯一具有微膨脹性的原料，且具有良好的熱震穩定性和較低的導熱係數。所
以，耐火澆注料需要摻加紅柱石來保證高溫體積穩定性能。以免受高溫作用後，澆注
料出現較大收縮，表面開裂，錨固件受損和襯體垮落。 所以，至少需要採用剛玉、碳化矽、紅柱石三種耐火原料，才能配製出具有優良耐磨損、 抗熱震、耐鹼蝕、低導熱和高溫體積穩定性的耐火澆注料。
根據以上分析，提出下述解決方案，本發明所述的澆注料配方為 5—3咖剛玉 30-40%
3 — lmm紅柱石+莫來石 15-25%
l一0.088咖紅柱石+莫來石 10-20%
4<0. 088鵬碳化矽 5-20%
<0.020隱a氧化鋁 3-8%
矽灰 2-7%
純鋁酸鈣水泥 3-8% 外加
減水劑 0. 05-0. 4%
水 4-6%
所述紅柱石+莫來石為紅柱石、莫來石任意比例的混合。
所述減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磺化萘甲醛聚合物系高效減水劑、磺化三聚氰 胺聚合物系高效減水劑、聚羧酸系高效減水劑任意比例的混合。
具體實施例方式
實施例h
採用的配方為
5—3誦剛玉 30%
3 — lmm紅柱石+莫來石 25%
l一O. 088mm紅柱石+莫來石 10-20%
<0. 088mm碳化矽 15%
〈0.020mm a氧化鋁 5%
矽灰 5%
純鋁酸鈣水泥 5% 外加
三聚磷酸鈉、磺化萘甲醛聚合物減水劑各 0. 1%
水 5%
經過配合，成形，經養護、乾燥、熱處理測得下述性能指標110'CX24h熱處理抗折 15Mpa，耐壓135Mpa。 IIO(TC X3h熱處理抗折12Mpa，耐壓125Mpa，線變化0.1%。簡。CX 3h熱處理抗折12Mpa，耐壓130Mpa，線變化+0.2%。耐鹼性1級。常溫耐磨性5cm3， 1100 'C風冷7次彈性模量保持率85%。
實施例2:
採用的配方為
5—3mm剛玉 3596 3—lmra紅柱石+莫來石 20% l一0.088mm紅柱石+莫來石 20%
5〈0. 088mm碳化矽 10%
<0. 020mm a氧化鋁 4%
矽灰 5%
純鋁酸鈣水泥 6% 外加
六偏磷酸鈉、磺化三聚氰胺聚合物減水劑各 0. 1%
水 4.5%
經過配合，成形，經養護、乾燥、熱處理測得下述性能指標11(TCX24h熱處理抗折 16Mpa，耐壓142Mpa。 110CTC X 3h熱處理抗折13Mpa，耐壓135Mpa，線變化0. 15%。 1500°C X3h熱處理抗折12Mpa，耐壓130Mpa，線變化+O. 2%。耐鹼性1級。常溫耐磨性5cm3， 1100 'C風冷7次彈性模量保持率80%。
所配置的澆注料具有良好的性能，對於延長水泥窯窯口、噴煤管用耐火材料的使用壽命， 對增大新型幹法水泥窯的運轉率、以及用於電力工業循環流化床等其他有高耐磨、高抗熱震 要求的設備都具有很大的實際意義。
權利要求
1.一種複合耐磨、抗熱震澆注料，其特徵在於，所述的澆注料配方為5-3mm剛玉 30-40％3-1mm紅柱石+莫來石 15-25％1-0.088mm紅柱石+莫來石 10-20％＜0.088mm碳化矽5-20％＜0.020mmα氧化鋁 3-8％矽灰 2-7％純鋁酸鈣水泥 3-8％外加減水劑 0.05-0.4％外加水 4-6％其中所述紅柱石+莫來石為紅柱石、莫來石任意比例的混合；所述減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磺化萘甲醛聚合物系高效減水劑、磺化三聚氰胺聚合物系高效減水劑、聚羧酸系高效減水劑任意比例的混合。
全文摘要
一種採用剛玉、紅柱石、莫來石和碳化矽複合製得的複合耐磨、抗熱震耐火澆注料，其配方為5-3mm剛玉 30-40％、3-1mm紅柱石+莫來石 15-25％、1-0.088mm紅柱石+莫來石 10-20％、＜0.088mm碳化矽 5-20％、＜0.020mm α氧化鋁 3-8％、矽灰 2-7％、純鋁酸鈣水泥 3-8％、外加減水劑 0.05-0.4％、外加水 4-6％。本發明具有良好的耐磨損、抗熱震、耐侵蝕、耐高溫、低導熱和體積穩定性，適合用於水泥行業的迴轉窯窯口、噴煤嘴，電力行業循環流化床等苛刻部位作為耐火材料使用。
文檔編號C04B35/66GK101665366SQ20091018070
公開日2010年3月10日 申請日期2009年10月20日 優先權日2009年10月20日
發明者健 周, 張金龍, 曾魯舉, 李存弼, 王傑曾, 林 袁, 陳雪峰 申請人:瑞泰科技股份有限公司;安徽瑞泰新材料科技有限公司