專利名稱：：高強(qiáng)耐磨澆注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種澆注料，具體是一種高強(qiáng)耐磨澆注料。
背景技術(shù)：
：近年來隨著水泥行業(yè)核心設(shè)備水泥預(yù)分解窯的引進(jìn)和不斷大型化，使窯系統(tǒng)的產(chǎn)能不斷的提高，由于窯轉(zhuǎn)速的不斷提升，以及窯內(nèi)負(fù)荷的加大，對(duì)耐火材料的性能也不斷提出新要求，特別在窯口、三次風(fēng)管彎區(qū)部位的工作環(huán)境十分惡劣，現(xiàn)用耐火材料(包括某些進(jìn)口耐火材料)，一般壽命只有3-5個(gè)月，影響了水泥窯效益的發(fā)揮，成為"瓶頸"，急需解決的關(guān)鍵。已有NH-70尖晶石質(zhì)洗注料，由于熱膨脹率和脆性較大，材料韌性不是太好，高溫強(qiáng)度值不高(1300。Cxlh為8Mpa左右)，在窯口、噴煤管上使用一段時(shí)間后出現(xiàn)剝落、掉塊、裂紋等現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種熱膨脹率低、韌性好，具有較高的高溫強(qiáng)度、良好的抗熱震性、抗剝落性，同時(shí)要求成本低，具備較適合的性價(jià)比的高強(qiáng)耐磨澆注料。為此，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)耐磨澆注料，選用燒結(jié)莫來石為主體原料，以碳化硅為輔材料，制備出兩種配方的高強(qiáng)耐磨澆注料。高強(qiáng)耐磨澆注料，其特征在于其原料組分的重量配比為粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-12粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為1-3imn的燒結(jié)莫來石20-28粒度為Q-lmm的燒結(jié)莫來石15-22粒度為<0.045mm的燒結(jié)莫來石3-7碳化硅細(xì)粉3-7雙峰型氧化鋁微粉2-4硅微粉1-3頭見格為CA50-N的鋁酸鈣水泥8-12聚磷酸鹽聚乙二醇聚羧酸醚鋼纖維0.05-0.150.05-0.10.02-0.04l一3:以上材料制成的高強(qiáng)耐磨澆注料適用于IIOO'C正常使用。或者粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-10粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為l-3ram的燒結(jié)莫來石20-25粒度為0-lmm的燒結(jié)莫來石15-20粒度為《0.045咖的燒結(jié)莫來石2-5碳化硅細(xì)粉3-6雙峰型氧化鋁微粉2-6硅孩￡粉1-3藍(lán)晶石4-7規(guī)格為SECAR-68的鋁酸鉤水泥7-10聚磷酸鹽0.05-0.15聚丙稀酸鈉0.05-0.1聚羧酸醚0.02-0.04鋼纖維1-3。所述的高強(qiáng)耐磨澆注料，其原料組分的重量配比為粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-12粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為l-3mm的燒結(jié)莫來石20-28粒度為0-l隱的燒結(jié)莫來石15-22粒度為《0.045mm的燒結(jié)莫來石3-7碳化硅細(xì)粉3-7雙峰型氧化鋁微粉2-4硅微粉1-3或者規(guī)格為CA50-N的鋁酸鉤水泥8-12聚磷酸鹽0.05--0.15聚乙二醇0.05--0.1聚羧酸醚0.02--0.04鋼纖維1-3新型耐堿熟料粉2-6;粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-10粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為1-3mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為0-lmm的燒結(jié)莫來石15-20粒度為<0.045mm的燒結(jié)莫來石2-5碳化硅細(xì)粉3-6雙峰型氧化鋁微粉2-6硅婦1-3藍(lán)晶石4-7規(guī)格為SECAR-68的鋁酸4丐水泥7-10聚磷酸鹽0.05-0.15聚丙稀酸鈉0.05-0.1聚羧酸醚0.02-0.04鋼纖維1-3新型耐堿熟料粉2-4。以上材料制成的高強(qiáng)耐磨澆注料能在1300。C左右正常使用。所述的適用于130(TC正常使用高強(qiáng)耐磨澆注料的主要化學(xué)成分為三氧化二鋁58.39%,二氧化硅24%，碳化硅4.31%;所述的能在1300。C以上正常使用高強(qiáng)耐磨澆注料的主要化學(xué)成分為三氧化二鋁65.41%,二氧化硅21.73%,碳化硅4.30%。具體試驗(yàn)樣和國(guó)內(nèi)某些廠家試樣技術(shù)性能對(duì)比表(表一)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>備注GM55試樣于1100'CX3h加熱，其它四組樣均是1450°CX3h加熱本發(fā)明通過莫來石、碳化硅、硅微粉、結(jié)合劑、外加劑的配方的選擇與優(yōu)化，以及采用合理的施工技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗折/耐壓強(qiáng)度等性能，分別達(dá)到了18/175(ll(TCx24h)，20/180(IIO(TCx3h),25/200(1450。Cx3h);高溫抗折強(qiáng)度》10Mpa(130(TCxo.5h)，解決了原用澆注料壽命短的問題。該研究成果的主要性能指標(biāo)處國(guó)內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平。本發(fā)明澆注料質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的效果，并廣泛應(yīng)用于窯口、篦冷機(jī)、三次風(fēng)管彎區(qū)等關(guān)4t易損部位，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的研制過程收集資料，制定研制目標(biāo)和實(shí)施方案通過對(duì)水泥窯用耐火材料使用條件的廣泛調(diào)研，查閱有關(guān)的資料和了解國(guó)內(nèi)外同行業(yè)生產(chǎn)類似產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并結(jié)合用于噴煤管尖晶石質(zhì)澆注料的使用特點(diǎn)，認(rèn)真分析、總結(jié)，找出損壞機(jī)理、針對(duì)存在的問題，制定新產(chǎn)品研制目標(biāo)①耐高溫^f氐溫型能在90(TC左右正常^f吏用；高溫型能在130(TC左右正常^吏用；②耐堿蝕在長(zhǎng)期使用時(shí)抵抗堿侵蝕性能良好；③抗熱震穩(wěn)定性好能適應(yīng)急冷急熱的工作環(huán)境；④強(qiáng)度高耐氣流沖刷，抗機(jī)械應(yīng)力的破壞性較強(qiáng)。具體性能目標(biāo)值如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>1450°Cx3h200高溫抗折強(qiáng)度(MPa)1300°CxO.5h>10使用壽命(月)>10通過對(duì)窯口、三次風(fēng)管彎區(qū)部位耐火材料損毀機(jī)理的分析，我們選擇莫來石和碳化硅為骨料，因?yàn)樗鼈兊臒崤蛎浵禂?shù)都不大，彼此較接近，分別是5.4x10—6/。C和4.7x10-6/°C。而且莫來石具有較好的韌性，碳化硅具有硬度高、耐磨等特點(diǎn)。細(xì)粉以莫來石、碳化硅、氧化鋁微粉為主，結(jié)合劑選用純鋁酸鈣水泥，選擇高效分散劑、減水劑來保證澆注料具有較好的流動(dòng)性及合適的可工作時(shí)間。然后澆注料中按骨料細(xì)粉=68:32進(jìn)行了配料，對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化1、流動(dòng)性的測(cè)試與調(diào)整。流動(dòng)度采用一圓臺(tái)形模子(Cl00/C70x50)，模子置于振動(dòng)臺(tái)上，放入澆注料后振動(dòng)15秒鐘(振動(dòng)流動(dòng))，測(cè)試餅的直徑作為流動(dòng)度指標(biāo)(單位咖)，把流動(dòng)值表示成百分?jǐn)?shù)則是FV%=餅的直徑一初始直徑xi00%初始直徑通過多次試驗(yàn)調(diào)整，選擇最佳的顆粒級(jí)配和外加劑，使試驗(yàn)澆注料的流動(dòng)值達(dá)到了工藝要求。試驗(yàn)結(jié)果如下表項(xiàng)目制樣加水量％流動(dòng)值鵬原來試驗(yàn)配方6.5190優(yōu)化試驗(yàn)配方6,22202、可工作時(shí)間。原先的錐中混合料在振動(dòng)下不再流動(dòng)的時(shí)間稱為可工作時(shí)間，我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)澆注施工要求特殊，時(shí)間緊，有時(shí)需要澆注料在短的時(shí)間內(nèi)就能固化，以便能很快脫模，這樣一來就必須考慮澆注料在凝結(jié)固化速度上來加以控制，根據(jù)季節(jié)、溫度變化，我們選擇了復(fù)合外加劑來調(diào)整澆注料的可工作時(shí)間。在優(yōu)化配方試驗(yàn)過程中，我們選擇了TPP、HMP、AB、WC、SV幾種來作澆注料的外加劑，通過合理的調(diào)整，將試驗(yàn)澆注料的可工作時(shí)間為60分鐘左右，具體試驗(yàn)結(jié)果如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>3、輔助材料的選擇。眾所周知，澆注料要具備好的流動(dòng)性，其基質(zhì)細(xì)粉中的微粉種類、粒度和外加劑選擇是至關(guān)重要的。在高強(qiáng)耐磨澆注料的試驗(yàn)中我們選用氧化鋁微粉作填充，從而使?jié)沧⒘象w積更加致密。我們?cè)趪?guó)內(nèi)外選定了三種不同廠家生產(chǎn)的氧化鋁微粉a、b、c,具體的粒度和理化指標(biāo)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>試-瞼方法:按照統(tǒng)一的配方及工藝方法，把三種微粉，按同等比例與相同質(zhì)量的莫來石、碳化硅、水泥、外加劑原料混合，振動(dòng)澆注制成規(guī)格為40x40x160mm的試樣，經(jīng)養(yǎng)護(hù)、脫模養(yǎng)護(hù)、U0。Cx24h烘干及加熱后，冷卻至常溫下檢驗(yàn)結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表中的數(shù)據(jù)可以看出隨著氧化鋁微粉粒徑的減小，澆注料的體積密度上升、強(qiáng)度提高、流動(dòng)值增大，并且澆注料的加水量明顯的減少，這就是說隨著氧化鋁微粉粒徑的減少，澆注料變得更加致密了，從而使性能得到提高(表中a樣就足以說明了這一點(diǎn))。根據(jù)高強(qiáng)耐磨澆注料配方的優(yōu)化，研制出兩種配方低溫型和高溫型，其配方4姿重量百分ltw/w如下低溫型的配方粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-12粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為1-3mm的燒結(jié)莫來石20-28粒度為0-lmm的燒結(jié)莫來石15-22粒度為<0.045mm的燒結(jié)莫來石3-7碳化硅細(xì)粉3-7雙峰型氧化鋁微粉2-4硅微粉l-3規(guī)才各為CA50-N的純鋁酸釣水泥8-12聚磷酸鹽0.05-0.15聚乙二醇0.05-0.1聚羧酸醚0.02-0.04鋼纖維1-3新型耐堿熟料粉2-6高溫型的配方:粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-10粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為1-3mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為0-lmm的燒結(jié)莫來石15-20粒度為<0.045mm的燒結(jié)莫來石2-5新型耐堿熟料粉2-4碳化硅細(xì)粉3-6雙峰型氧化鋁微粉2-6硅微粉l-3藍(lán)晶石4-7規(guī)格為SECAR-68的純鋁酸鉤水泥7-10聚磷酸鹽0.05-0.15聚丙稀酸鈉0.05-0.1聚羧酸醚0.02-0.04鋼纖維l一3。工藝流程先將添加劑混合到數(shù)量少的細(xì)粉中去，然后用特殊手段(高效攪拌桶)加以均勻，再加入到所有基質(zhì)細(xì)粉混合機(jī)內(nèi)攪拌，最后連同骨料一起在行量式攪拌機(jī)內(nèi)混合出料，工藝流程如圖1。然后進(jìn)行樣品試制和性能4企測(cè)先將顆粒料和粉料干混一分鐘，然后加入固定量水分繼續(xù)攪拌2-3分鐘。在振動(dòng)臺(tái)上分別制取長(zhǎng)為160mm、寬為40mm、厚度不一致的長(zhǎng)條試樣，蚶堝尺寸為C65x65，內(nèi)孔尺寸(T25x40。所有試樣全部經(jīng)過ll(TCx24h烘干，抗熱震實(shí)驗(yàn)經(jīng)IIOO'C，》水冷，10次循環(huán)，耐堿性試驗(yàn)分為兩種低溫型侵蝕劑按K2So4:煤粉=80:20;高溫型侵蝕劑按水泥熟料K2So4:煤粉=35:60:5。低溫型試樣經(jīng)IIO(TCx3h處理；高溫型試樣經(jīng)1450°Cx3h處理；冷卻至常溫下分別^r測(cè)其體積密度、強(qiáng)度、線變化率、耐磨性等。權(quán)利要求1、高強(qiáng)耐磨澆注料，其特征在于其原料組分的重量配比為粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-12粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為1-3mm的燒結(jié)莫來石20-28粒度為0-1mm的燒結(jié)莫來石15-22粒度為≤0.045mm的燒結(jié)莫來石3-7碳化硅細(xì)粉3-7雙峰型氧化鋁微粉2-4硅微粉1-3規(guī)格為CA50-N的鋁酸鈣水泥8-12聚磷酸鹽0.05-0.15聚乙二醇0.05-0.1聚羧酸醚0.02-0.04鋼纖維1-3；或者粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-10粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為1-3mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為0-1mm的燒結(jié)莫來石15-20粒度為≤0.045mm的燒結(jié)莫來石2-5碳化硅細(xì)粉3-6雙峰型氧化鋁微粉2-6硅微粉1-3藍(lán)晶石4-7規(guī)格為SECAR-68的鋁酸鈣水泥7-10聚磷酸鹽0.05-0.15聚丙稀酸鈉0.05-0.1聚羧酸醚0.02-0.04鋼纖維1-3。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)耐磨澆注料，其特征在于其原料組分的重量配比為或者粒度為5-8腿的燒結(jié)莫來石8-12粒度為3-5mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為l-3mm的燒結(jié)莫來石20-28粒度為0-lmm的燒結(jié)莫來石15-22粒度為<0.045mra的燒結(jié)莫來石3-7碳化硅細(xì)粉3-7雙峰型氧化鋁微粉2-4硅微粉1-3規(guī)格為CA50-N的鋁酸釣水泥8-12聚磷酸鹽0.05—0.15聚乙二醇0.05-0.1聚羧酸醚0.02-0.04鋼纖維l-3新型耐堿熟料粉2-6;粒度為5-8mm的燒結(jié)莫來石8-10粒度為3-5隨的燒結(jié)莫來石20-25粒度為l-3mm的燒結(jié)莫來石20-25粒度為O-lmm的燒結(jié)莫來石15-20粒度為<0.045mm的燒結(jié)莫來石2-5碳化硅細(xì)粉3-6雙峰型氧化鋁微粉2-6硅微粉1-3藍(lán)晶石4-7規(guī)格為SECAR-68的鋁酸鉤水泥7-10聚磷酸鹽0.05-0.15聚丙稀酸鈉聚羧酸醚鋼纖維新型耐堿熟料粉0.05-0.10.02-0.041-32—4。全文摘要本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)耐磨澆注料，其選用燒結(jié)莫來石為主體原料，以碳化硅為輔材料，制備出兩種配方的高強(qiáng)耐磨澆注料，分為低溫型和高溫型。本發(fā)明所述的高強(qiáng)耐磨澆注料，熱膨脹率低、韌性好，具有較高的高溫強(qiáng)度、良好的抗熱震性、抗剝落性，同時(shí)成本低，具備較適合的性價(jià)比。文檔編號(hào)C04B35/66GK101580401SQ200910117089公開日2009年11月18日申請(qǐng)日期2009年6月18日優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日發(fā)明者于明武,汪政南,明羅,袁高輝,郭興志,君黃申請(qǐng)人:安徽寧火新材料有限公司