专利名称：一种复合耐磨、抗热震浇注料的制作方法
技术领域：
本发明为一种采用刚玉、红柱石、莫来石和碳化硅复合制得的耐火浇注料，具有良好的 耐磨损、抗热震、耐侵蚀、耐高温、低导热和体积稳定性，适合用于水泥行业的回转窑窑口、 喷煤嘴，电力行业循环流化床等苛刻部位作为耐火材料使用。
背景技术：
大型新型干法水泥窑中火焰温度高达200(TC，熟料煅烧温度超过1450'C,入窑二次风温 接近1200'C。新型干法窑的转速为3-4r.p.m，远远高于传统窑的l_2r. p. m。此外，新型干 法窑具有复杂的收尘系统，吸附有挥发性物质的窑内粉尘很难逸出窑外。所以，新型干法窑 内碱等挥发性组分含量很高，耐火材料受到强烈的侵蚀。
水泥回转窑的出料口简称窑口。此处，高达1400 1300'C的熟料泄出窑体，二次风进入 窑体。窑口材料经受冷热变化速率为4次/min;窑口旋转的线速度可达75M/min。因此，窑 口耐火材料受到更为苛刻的高温、热震、冲刷和磨损作用。 ，
新型干法水泥窑插入窑内的煤粉燃烧器的烧咀简称为喷煤咀。目前，煤粉燃烧器己由单 风道发展到三 四风道，烧两种以上燃料的还具有五条风道。由于燃烧器强烈的混合作用， 煤粉喷出烧咀后与助燃空气充分混合、迅速燃烧。因此，烧咀受强烈的高温、热震，以及二 次风携带粉尘的侵蚀和冲刷的作用。
最早，新型干法窑采用高铝质低水泥浇注料，刚玉质低水泥浇注料或高强度刚玉质耐火 浇注料作窑口、喷煤咀的衬料，使用寿命不高。以5000t/d回转窑为例，预热器、分解炉、 三次风管、篦冷机的耐火材料寿命均可达到10个月甚至一年以上，而窑口寿命一般为6 8 个月，喷煤管寿命只有3 4个月。每次停窑更换窑口需要5天左右，少产水泥超过3万T， 价值近千万元。所以，需要开发一种适用于窑口。喷煤咀的新型耐火材料。
经过多年努力，各耐火材料厂家先后开发了刚玉一莫来石、刚玉一红柱石、刚玉一碳化 硅、莫来石一碳化硅、红柱石一碳化硅等低水泥浇注料，延长了水泥窑窑口、喷煤咀的寿命。 但是，这些材料的寿命仍然不能满足客户的要求。特别，在一些使用条件苛刻的窑炉，衬料 同时受到高温、侵蚀、热震、冲刷等的作用，将喷煤咀的使用寿命延长到1年简直是不可想 象的。
发明内容
本发明的目的在于研究一种复合耐磨、抗热震浇注料，使其具有良好的耐磨损、抗热 震、耐侵蚀、耐高温、低导热和体积稳定性，适合用于水泥行业的回转窑窑口、喷煤咀，以 及电力行业循环流化床等苛刻部位作为耐火材料使用。本发明认为，不能采用一种耐火原料制造出性能符合要求的耐火浇注料 *刚玉具有良好的耐高温、耐磨损性能。但是，刚玉的抗热震性和耐碱蚀性能不佳。所
以，不能主要使用刚玉制造出性能完全符合要求的材料。
碳化硅具有良好的抗热震、耐磨损性能。但是，碳化硅容易氧化，导热系数又高。所
以，不能主要使用碳化硅制造出性能完全符合要求的材料。 *红柱石的转化温度低，转化产生膨胀小，具有适量的微膨胀性能，转化产生的莫来石
相和高硅氧玻璃相有利于提高抗热震性。但是，红柱石的耐磨性不佳，抗碱侵蚀性能
欠佳。所以，不能主要使用红柱石制造出性能完全符合要求的材料。 *莫来石具有良好的耐高温、抗热震性能。但是，莫来石不具有微膨胀性能，耐磨性不 佳，抗碱性能欠佳。所以，也不能主要使用莫来石制造出性能完全符合使用要求的材 料。
本发明发现，现有浇注料都是二元复合耐火浇注料，如刚玉一莫来石、刚玉一红柱石、 刚玉—碳化硅、莫来石一碳化硅、红柱石一碳化硅浇注料。但是，在刚玉—莫来石(红柱石) 一碳化硅系中，不可能仅仅使用两种原料配制出性能完全符合要求的产品，获得满意的使用 效果，见表l:
表1原料性能比较表
刚玉碳化硅红柱石莫来石
耐髙温5444
微膨胀2352
抗热震2555
耐磨损5533
耐碱蚀2533
抗氧化5355
低导热3254
表中，5—优，4一良，3 —中，2—差。 由表1可知
刚玉是唯一具有良好耐高温性，且具有优异耐磨性的物质。所以，耐火浇注料需要掺
加刚玉来保证耐高温烧蚀性能。 *碳化硅是唯一和铝硅系耐火材料复合后产生耐碱性，而且具有优异耐磨性和抗热震性
的物质。所以，耐火浇注料需要掺加碳化硅来保证耐碱蚀性能。 *红柱石是唯一具有微膨胀性的原料，且具有良好的热震稳定性和较低的导热系数。所
以，耐火浇注料需要掺加红柱石来保证高温体积稳定性能。以免受高温作用后，浇注
料出现较大收縮，表面开裂，锚固件受损和衬体垮落。 所以，至少需要采用刚玉、碳化硅、红柱石三种耐火原料，才能配制出具有优良耐磨损、 抗热震、耐碱蚀、低导热和高温体积稳定性的耐火浇注料。
根据以上分析，提出下述解决方案，本发明所述的浇注料配方为 5—3咖刚玉 30-40%
3 — lmm红柱石+莫来石 15-25%
l一0.088咖红柱石+莫来石 10-20%
4<0. 088鹏碳化硅 5-20%
<0.020隱a氧化铝 3-8%
硅灰 2-7%
纯铝酸钙水泥 3-8% 外加
减水剂 0. 05-0. 4%
水 4-6%
所述红柱石+莫来石为红柱石、莫来石任意比例的混合。
所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磺化萘甲醛聚合物系高效减水剂、磺化三聚氰 胺聚合物系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂任意比例的混合。
具体实施例方式
实施例h
采用的配方为
5—3誦刚玉 30%
3 — lmm红柱石+莫来石 25%
l一O. 088mm红柱石+莫来石 10-20%
<0. 088mm碳化硅 15%
〈0.020mm a氧化铝 5%
硅灰 5%
纯铝酸鈣水泥 5% 外加
三聚磷酸钠、磺化萘甲醛聚合物减水剂各 0. 1%
水 5%
经过配合，成形，经养护、干燥、热处理测得下述性能指标110'CX24h热处理抗折 15Mpa，耐压135Mpa。 IIO(TC X3h热处理抗折12Mpa，耐压125Mpa，线变化0.1%。簡。CX 3h热处理抗折12Mpa，耐压130Mpa，线变化+0.2%。耐碱性1级。常温耐磨性5cm3， 1100 'C风冷7次弹性模量保持率85%。
实施例2:
采用的配方为
5—3mm刚玉 3596 3—lmra红柱石+莫来石 20% l一0.088mm红柱石+莫来石 20%
5〈0. 088mm碳化硅 10%
<0. 020mm a氧化铝 4%
硅灰 5%
纯铝酸钙水泥 6% 外加
六偏磷酸钠、磺化三聚氰胺聚合物减水剂各 0. 1%
水 4.5%
经过配合，成形，经养护、干燥、热处理测得下述性能指标11(TCX24h热处理抗折 16Mpa，耐压142Mpa。 110CTC X 3h热处理抗折13Mpa，耐压135Mpa，线变化0. 15%。 1500°C X3h热处理抗折12Mpa，耐压130Mpa，线变化+O. 2%。耐碱性1级。常温耐磨性5cm3， 1100 'C风冷7次弹性模量保持率80%。
所配置的浇注料具有良好的性能，对于延长水泥窑窑口、喷煤管用耐火材料的使用寿命， 对增大新型干法水泥窑的运转率、以及用于电力工业循环流化床等其他有高耐磨、高抗热震 要求的设备都具有很大的实际意义。
权利要求
1.一种复合耐磨、抗热震浇注料，其特征在于，所述的浇注料配方为5-3mm刚玉 30-40％3-1mm红柱石+莫来石 15-25％1-0.088mm红柱石+莫来石 10-20％＜0.088mm碳化硅5-20％＜0.020mmα氧化铝 3-8％硅灰 2-7％纯铝酸钙水泥 3-8％外加减水剂 0.05-0.4％外加水 4-6％其中所述红柱石+莫来石为红柱石、莫来石任意比例的混合；所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磺化萘甲醛聚合物系高效减水剂、磺化三聚氰胺聚合物系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂任意比例的混合。
全文摘要
一种采用刚玉、红柱石、莫来石和碳化硅复合制得的复合耐磨、抗热震耐火浇注料，其配方为5-3mm刚玉 30-40％、3-1mm红柱石+莫来石 15-25％、1-0.088mm红柱石+莫来石 10-20％、＜0.088mm碳化硅 5-20％、＜0.020mm α氧化铝 3-8％、硅灰 2-7％、纯铝酸钙水泥 3-8％、外加减水剂 0.05-0.4％、外加水 4-6％。本发明具有良好的耐磨损、抗热震、耐侵蚀、耐高温、低导热和体积稳定性，适合用于水泥行业的回转窑窑口、喷煤嘴，电力行业循环流化床等苛刻部位作为耐火材料使用。
文档编号C04B35/66GK101665366SQ20091018070
公开日2010年3月10日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者健 周, 张金龙, 曾鲁举, 李存弼, 王杰曾, 林 袁, 陈雪峰 申请人:瑞泰科技股份有限公司;安徽瑞泰新材料科技有限公司