本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領域,涉及一種垃圾處理窯用耐磨澆注料及其制備方法。
背景技術(shù):
堿性垃圾處理窯等窯爐結(jié)構(gòu)部位具有堿性氣氛成份重,熟料及熱煙氣沖刷作用強,環(huán)境溫差大,耐火度高等特殊工況條件,對耐火材料性能的指標要求比較高,常規(guī)產(chǎn)品一般使用的是水泥結(jié)合的剛玉莫來石質(zhì)耐火澆注料,其存在的問題有:剛玉的熱膨脹系數(shù)比較大,熱震穩(wěn)定性不好,剛玉在水泥窯堿性氣氛中由α相剛玉轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪鄤傆?,致體積膨脹,易造成結(jié)構(gòu)破壞,不耐堿性侵蝕,使得噴煤管的壽命大為縮短,已不能滿足市場的需要。目前,新型干法水泥生產(chǎn)線規(guī)模日益擴大,為了提高整個燒成系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率,增強企業(yè)的市場競爭力,新型干法水泥生產(chǎn)企業(yè)迫切需要高質(zhì)量的耐火澆注料應用于其中。
澆注料的傳統(tǒng)施工方式為振動施工,存在一些缺點,例如,振動器振動不足導致澆注體密度不夠,振動過度顆粒容易產(chǎn)生偏析,且振動棒插入拔出時易留下空洞,另外振動器有噪聲污染,影響施工環(huán)境。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要提供垃圾處理窯用耐磨澆注料,所述垃圾處理窯用耐磨澆注料可改善組織結(jié)構(gòu)晶相結(jié)構(gòu)均勻性,優(yōu)化材料坯體防爆性能,進而獲得一種抗侵蝕性好,抗堿裂好、抗熱震性好、耐磨損,改變傳統(tǒng)施工方式,采用自流模式制備得到,施工方便的一種澆注料。
本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下:
一種垃圾處理窯用耐磨澆注料,包括以下組分原料及重量份:15-0mma88尖晶石30-50份,10-5mma95尖晶石顆粒15-25份,粒徑0.076-0.088mm的復合無機粉5-10份,粒徑2-100um的鋯凝膠粉5-8份,粒徑小于1μm的硅微粉3-8份,粒徑小于1.2μm的al2o3微粉3-5份,硅酸鹽625水泥1-3份,鎂溶膠3-8份,焦磷酸鈉0.12份,消泡劑0.15份,防爆纖維0.3份,碳酸鋁0.2份。
優(yōu)選的,所述a88尖晶石包括15-8mm、3-8mm和0-3mm的顆粒。
優(yōu)選的,所述復合無機粉為質(zhì)量比為1:2:1:1的紅柱石、藍晶石、硅線石和改性莫來石粉的組合。
優(yōu)選的,所述消泡劑劑為大田化學生產(chǎn)的pa-311和tcb-1。
優(yōu)選的,所述耐熱鋼纖維主要成分為fe、ni和cr,還包括微量的nb、mn和c,以及極微量的si、p和s;具體成分比例為:ni-40wt%,cr-16wt%,nb-10wt%,mn-5wt%,c-0.5wt%,si-0.1wt%以下,p-0.1wt%以下,s-0.1wt%以下,余量為fe。
優(yōu)選的,所述防爆纖維為直徑3μm,長度7mm,熔點為90度以下的聚合物纖維。
優(yōu)先的,所述碳酸鋁的細度為180目。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種垃圾處理窯用耐磨澆注料的制備方法。
一種垃圾處理窯用耐磨澆注料的制備方法,包括如下步驟:a.將上述原料(鎂溶膠除外)倒入攪拌裝置內(nèi),室溫攪拌混合;b.加入3-8%的鎂溶膠攪拌均勻;c.攪拌好的物料注入模具,帶模具養(yǎng)護48h,脫模養(yǎng)護36-48h后干燥;d.以5℃/min升溫至300保溫6h,以10℃/min升溫至1300℃保溫4h,即可得到產(chǎn)品。
本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明采用尖晶石作為骨料,利用尖晶石的硬度高,耐磨性好的特點,來提高澆注料的耐磨性能和抗侵蝕性能;澆注料中復合無機粉為紅柱石、藍晶石、硅線石和改性莫來石粉組合,紅柱石、硅線石在高溫下不可逆地轉(zhuǎn)化為莫來石和sio2,sio2基本處于莫來石晶體內(nèi)部,在高溫狀態(tài)下莫來石晶體內(nèi)被軟化的sio2能夠吸收溫度變化而引起的體積變化,同時藍晶石的莫來石轉(zhuǎn)化溫度較紅柱石低,可以形成梯度化的莫來石化反應,可以避免為了獲得同樣的膨脹,全部使用紅柱石避免集中膨脹導致的裂紋;同時使用的改性莫來石屬于一種亞高嶺土,使用過程中可以吸收窯內(nèi)氣氛中的堿性物質(zhì),也能隨窯內(nèi)溫度變化繼續(xù)莫來石化,起到優(yōu)化材料基質(zhì)改善材料性能作用,三者可以實現(xiàn)完美的結(jié)合從而避免一種產(chǎn)品的不足。通過消泡劑pa-311和tcb-1的復合加入,可以更好的消除氣泡,氣體更易排出,改善氣孔分布狀態(tài),避免澆注料內(nèi)部不均勻化避免了材料偏析,使用量0.15份比較合適,超過0.15份影響材料性能,小于0.15份氣泡不能充分排除。添加鋯凝膠粉,硅微粉,鎂溶膠,氧化鋁微粉,硅酸鹽625水泥,可以形成鎂尖晶石鎂橄欖石硅酸鋯復合結(jié)構(gòu),使得基質(zhì)的主晶相為多項復合結(jié)構(gòu),彼此間互相咬合,提高了澆注料晶相間組織均勻性,進而改善了澆注料的整體性能;本發(fā)明還使用了碳酸鋁,防爆纖維復合防止?jié)沧⒘系谋?,防爆纖維在烘燒過程軟化、收縮、熔化,最后形成氣孔并碳化,碳酸鋁會在澆注后與水反應產(chǎn)生氣體,在材料內(nèi)部形成微小網(wǎng)絡氣孔,形成水氣通道,減輕材料內(nèi)部應力,提高抗熱震性,延長澆注料的使用壽命,分解后的產(chǎn)物又是活性氫氧化鋁,可以與系統(tǒng)內(nèi)組分形成高溫相物質(zhì)。
此外,本發(fā)明改變傳統(tǒng)施工方式,采用自流模式,不需振動器振動即可為自動流動、攤平、密實和固化,避免了振動施工可能帶來的澆注料偏析等問題,同時添加復合消泡劑使?jié)沧⒘暇邆淞己玫南菖懦龤怏w功能。本發(fā)明采用耐熱鋼纖維對澆注料進行內(nèi)部的加固,耐熱鋼纖維表面粗糙,可與潤濕后的粉料緊密結(jié)合起到一定的支撐作用,有助于澆注料更快地塑形。與傳統(tǒng)澆注料比,鎂溶膠復合耐磨澆注料高溫體積穩(wěn)定性好、抗堿侵蝕、抗爆裂,使用壽命長。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
一種垃圾處理窯用耐磨澆注料,包括以下組分原料及重量份:15-0mma94尖晶石50份,10-5mma95尖晶石顆粒15份,粒徑0.076-0.088mm的復合無機粉10份,粒徑2-100um的鋯凝膠粉5份,粒徑小于1μm的硅微粉5份,粒徑小于1.2μm的al2o3微粉5份,硅酸鹽625水泥1份,鎂溶膠4份,焦磷酸鈉0.12份,消泡劑0.15份,防爆纖維0.3份,碳酸鋁0.2份。
按如下步驟制備澆注料:a.將上述原料(鎂溶膠除外)倒入攪拌裝置內(nèi),室溫攪拌混合;b.加入4份的鎂溶膠攪拌均勻;c.攪拌好的物料注入模具,帶模具養(yǎng)護48h,脫模養(yǎng)護36-48h后干燥;d.以5℃/min升溫至300保溫6h,以10℃/min升溫至1300℃保溫4h,即可得到產(chǎn)品。
實施例2
一種垃圾處理窯用耐磨澆注料,包括以下組分原料及重量份:15-0mma88尖晶石45份,10-5mma95尖晶石顆粒20份,粒徑0.076-0.088mm的復合無機粉10份,粒徑2-100um的鋯凝膠粉5份,粒徑小于1μm的硅微粉5份,粒徑小于1.2μm的al2o3微粉5份,硅酸鹽625水泥2份,鎂溶膠5份,焦磷酸鈉0.12份,消泡劑0.15份,防爆纖維0.3份,碳酸鋁0.2份。
按如下步驟制備澆注料:a.將上述原料(鎂溶膠除外)倒入攪拌裝置內(nèi),室溫攪拌混合;b.加入4%的鎂溶膠攪拌均勻;c.攪拌好的物料注入模具,帶模具養(yǎng)護48h,脫模養(yǎng)護36-48h后干燥;d.以5℃/min升溫至300保溫6h,以10℃/min升溫至1300℃保溫4h,即可得到產(chǎn)品。
實施例3
一種垃圾處理窯用耐磨澆注料,包括以下組分原料及重量份:15-0mma88尖晶石48份,10-5mma95尖晶石顆粒18份,粒徑0.076-0.088mm的復合無機粉8份,粒徑2-100um的鋯凝膠粉5份,粒徑小于1μm的硅微粉4份,粒徑小于1.2μm的al2o3微粉5份,硅酸鹽625水泥1份,鎂溶膠4份,焦磷酸鈉0.12份,消泡劑0.15份,防爆纖維0.3份,碳酸鋁0.2份。
按如下步驟制備澆注料:a.將上述原料(鎂溶膠除外)倒入攪拌裝置內(nèi),室溫攪拌混合;b.加入5份的鎂溶膠攪拌均勻;c.攪拌好的物料注入模具,帶模具養(yǎng)護48h,脫模養(yǎng)護36-48h后干燥;d.以5℃/min升溫至300保溫6h,以10℃/min升溫至1300℃保溫4h,即可得到產(chǎn)品。
實施例4
一種垃圾處理窯用耐磨澆注料,包括以下組分原料及重量份:15-0mma88尖晶石50份,10-5mma95尖晶石顆粒15份,粒徑0.076-0.088mm的復合無機粉10份,粒徑2-100um的鋯凝膠粉5份,粒徑小于1μm的硅微粉5份,粒徑小于1.2μm的al2o3微粉5份,硅酸鹽625水泥3份,鎂溶膠7份,焦磷酸鈉0.12份,消泡劑0.15份,防爆纖維0.3份,碳酸鋁0.2份。
按如下步驟制備澆注料:a.將上述原料(鎂溶膠除外)倒入攪拌裝置內(nèi),室溫攪拌混合;b.加入6份的鎂溶膠攪拌均勻;c.攪拌好的物料注入模具,帶模具養(yǎng)護48h,脫模養(yǎng)護36-48h后干燥;d.以5℃/min升溫至300保溫6h,以10℃/min升溫至1300℃保溫4h,即可得到產(chǎn)品。
上述實施例所得澆注料技術(shù)性能指標如下:
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例,并不是對本發(fā)明的限制,本領域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所作的等效變換與修改,都屬于本發(fā)明的保護范圍。