硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料及其制备方法
【专利摘要】硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料及其制备方法，属于不定形耐火材料领域，具体涉及一种硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料及其制备方法。本发明选择了一种具有耐磨耐火性能、具有轻型化特点的硅酸盐废弃物，加工成轻型颗粒料，提供了一种轻型颗粒料及其制备方法；用轻型颗粒料替代高铝矾土骨料作为耐磨耐火浇注料的颗粒料，提供了一种轻型耐磨耐火浇注料及其制备方法。解决了传统耐磨耐火浇注料所用高铝矾土颗粒料，生产过程优质铝矾土矿产资源消耗量大，煅烧过程煤炭消耗量大的问题，使耐磨耐火浇注料体积密度减小、耐磨性和抗热震性提高。
【专利说明】硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于不定形耐火材料领域，具体涉及一种硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]本发明所涉及的轻型耐磨耐火浇注料，是一种热电行业循环流化床锅炉旋风分离器椎体等部位使用的耐磨耐火衬里材料，在915°C左右的温度条件下接受块状和粉状物料的长期冲击磨损，起着保护蒸汽管路、炉壁等金属部件的作用，其性能影响锅炉使用寿命、制造成本以及锅炉业主建造成本。
[0003]循环流化床锅炉是火力发电厂的关键设备，因为其热效率高，自1779年以来在全世界得到迅速推广、应用。因其能经济合理地燃用劣质煤，在清洁燃烧方面显示出很大的优越性，在国内发展迅猛。不断大型化是国内外循环流化床锅炉发展的总趋势，技术水平不断提高，对耐磨耐火衬里材料的技术要求也在不断提高，要求耐磨耐火衬里材料具有良好的耐磨性和抗热震性，还要求其具有更小的体积密度；目的是延长衬里材料使用寿命，降低衬里材料整体重量，减少承载用钢结构材料用量，降低锅炉制造成本，降低锅炉业主的安装、建设成本。
[0004]传统耐磨耐火浇注料以高铝矾土为颗粒料，高铝矾土的生产过程需要消耗大量的优质铝矾土矿产资源，因煅烧温度高和煅烧时间长，煅烧过程需要消耗大量的煤炭燃料；因优质矾土资源不断减少等原因，价格不断上涨。所述高铝矾土为GL-85A优质高铝矾土，体积密度≥3.lg/cm3, Al2O3含量≥85%，主晶相为刚玉和莫来石。
[0005]体积密度、常温耐磨性和抗热震性是耐磨耐火浇注料的关键性能指标。高铝矾土具有体积密度大、硬度大、热膨胀系数大和耐火度高的特点，高铝矾土为颗粒料的传统耐磨耐火浇注料，体积密度大，不具有轻型化特点；高铝矾土颗粒尽管具很高的硬度和耐火性能，但烧结活化能高，在循环流化床锅炉915°C左右的使用条件下，难以与基质部分进行充分烧结，影响了颗粒部分与基质部分的结合强度，造成磨损过程中颗粒料容易脱落，影响其整体耐磨性能；高铝矾土热膨胀系数大，造成可塑料整体热膨胀系数大，影响浇注料在使用条件下的抗热震性。
【发明内容】
[0006]为了解决传统耐磨耐火浇注料所用高铝矾土颗粒料，生产过程优质铝矾土矿产资源消耗量大，煅烧过程煤炭消耗量大的问题；为了使耐磨耐火浇注料体积密度减小、耐磨性和抗热震性提高，本发明提供了一种硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料及其制备方法。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料，其特征在于:包含的组分及其所占的质量份数如下:
轻型颗粒料65-72份；高铝矾土细粉15-18份；
氧化铝微粉3-6份；
二氧化硅微粉3-6份；
无机结合剂5-8份；
减水剂0.15份。
[0008]本发明所述的硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料，其特征在于:所述的轻型颗粒料，其制备工艺包括如下步骤:
1)在窑炉拆除现场对该种硅酸盐废弃物进行拣选，防止杂质和其它废弃物进入；
2)将该种硅酸盐废弃物运至生产现场，进行水淋清洗，去除表面附着杂质；
3)使用手锤、扁铲等工具，去除表面侵蚀杂质；
4)自然晾干；
5)用风镐、大锤等工具，将废弃物大块破碎成小块；
6)用装载机采用堆垛法均化3遍，堆垛法即在水泥地面上将物料堆成圆锥体，使物料从椎体顶部向椎体周围均匀流淌的均化办法；
7)将小块废弃物，加入鄂式破碎机和锤击式破碎机进行破碎；
8)使用振动筛进行筛分，筛分成为0.2-8mm颗粒料，即所谓轻型颗粒料。
[0009]所述轻型颗粒料，其体积密度2.32-2.42g/cm3,吸水率1.1-2.1%，Al2O3含量44-47%，主晶相位莫来石和玻璃相，粒度为0.2-8mm。
[0010]所述高铝矾土细粉为GL-85A优质高铝矾土细粉，粒度为0.2-0.044mm ；
所述氧化铝微粉为a - Al2O3, Al2O3含量为99%，中位粒径为3_6微米；
所述二氧化娃微粉，SiO2含量96.6%,中位粒径小于3微米；
所述无机结合剂为Al2O3含量56%的Α600铝酸盐水泥，粒度小于200目；
所述减水剂为六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的晶体粉末混合物，比例为1:1。
[0011]本发明硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料的制作方法，其特征在于:包含如下步骤:
1)物料的选取
分别选取上述适当规格的原料:轻型颗粒料为0.2-8mm，高铝矾土细粉粒度为
0.2-0.044mm,氧化铝微粉中位粒径为3_6微米，二氧化硅微粉中位粒径为小于3微米，无机结合剂粒度小于200目，减水剂是预先混合均匀的六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的晶体粉末混合物；
2)混合料的配制
按重量比称取轻型颗粒料65-72份，高铝矾土细粉15-18份、氧化铝微粉3_6份、二氧化硅微粉3-6份，上述4种物料总重为92-95份，混合均匀后即为混合料，装入编制袋中；
3)小料配制
称取无机结合剂5-8份和减水剂0.15份，混合均匀后，即为总重为5.15-8.15份的小料，装入塑料袋中密封；
4)轻型耐磨耐火浇注料包装
将步骤3)制备的小料，装入步骤2)中的编制袋中，封口后即为成品轻型耐磨耐火浇注料。[0012]本发明的有益效果是:
I)如表一所示，所述轻型耐磨耐火浇注料与传统耐磨耐火浇注料的相比，体积密度显著降低，抗热震性显著提高，常温耐磨性更好，即磨损量更小，使用寿命显著延长。
[0013]表一:轻型耐磨耐火浇注料与传统耐磨耐火浇注料的对比表格
【权利要求】
1.一种硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料，其特征在于:包含的组分及其所占的质量份数如下: 轻型颗粒料65-72份； 高铝矾土细粉15-18份； 氧化铝微粉3-6份； 二氧化硅微粉3-6份； 无机结合剂5-8份； 减水剂0.15份。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料，其特征在于:所述的轻型颗粒料，其制备工艺包括如下步骤: 1)在窑炉拆除现场对该种硅酸盐废弃物进行拣选，防止杂质和其它废弃物进入； 2)将该种硅酸盐废弃物运至生产现场，进行水淋清洗，去除表面附着杂质； 3)使用手锤、扁铲等工具，去除表面侵蚀杂质； 4) 自然晾干； 5)用风镐、大锤等工具，将废弃物大块破碎成小块； 6)用装载机采用堆垛法均化3遍，堆垛法即在水泥地面上将物料堆成圆锥体，使物料从椎体顶部向椎体周围均匀流淌的均化办法； 7)将小块废弃物，加入鄂式破碎机和锤击式破碎机进行破碎； 8)使用振动筛进行筛分，筛分成为0.2-8mm颗粒料，即所谓轻型颗粒料。
3.根据权利要求2所述的硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料，其特征在于:所述轻型颗粒料，其体积密度2.32-2.42g/cm3,吸水率1.1-2.1%, Al2O3含量44_47%，主晶相位莫来石和玻璃相，粒度为0.2-8_。
4.根据权利要求1所述的硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料，其特征在于: 所述高铝矾土细粉为GL-85A优质高铝矾土细粉，粒度为0.2-0.044mm ； 所述氧化铝微粉为a - Al2O3, Al2O3含量为99%，中位粒径为3_6微米； 所述二氧化娃微粉，SiO2含量96.6%,中位粒径小于3微米； 所述无机结合剂为Al2O3含量56%的铝酸盐水泥，粒度小于200目； 所述减水剂为六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的晶体粉末混合物，比例为1:1。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的硅酸盐废弃物为原料的轻型耐磨耐火浇注料的制备方法，其特征在于:包含如下步骤: 1)物料的选取 分别选取上述适当规格的原料:轻型颗粒料为0.2-8mm，高铝矾土细粉粒度为·0.2-0.044mm,氧化铝微粉中位粒径为3_6微米，二氧化硅微粉中位粒径为小于3微米，无机结合剂粒度小于200目，减水剂是预先混合均匀的六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的晶体粉末混合物； 2)混合料的配制 按重量比称取轻型颗粒料65-72份，高铝矾土细粉15-18份、氧化铝微粉3_6份、二氧化硅微粉3-6份，上述4种物料总重为92-95份，混合均匀后即为混合料，装入编制袋中； 3)小料配制称取无机结合剂5-8份和减水剂0.15份，混合均匀后，即为总重为5.15-8.15份的小料，装入塑料袋中密封； 4)轻型耐磨耐火浇注料包装 将步骤3)制备的小料，装入步骤2)中的编制袋中，封口后即为成品轻型耐磨耐火浇注料。
【文档编号】C04B35/66GK103771884SQ201410006321
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】张乘华, 冯延春, 侯永健, 崔维坤, 刘东东, 刘雷 申请人:邹平耀华特耐科技有限公司