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水泥窑用耐磨耐火浇注料的研制

添加时间:2018年4月19日  浏览次数:

      耐磨耐火浇注料主要用在水泥窑燃烧器前端,由于该部位在窑内始终受到气流的冲刷,尤其是下部受到的冲刷更严重,而且该气流夹着窑内的熟料粉尘,会对燃烧器前端撞击引起强烈的冲蚀磨损,从而降低设备的使用寿命;在窑头罩顶部靠近三次风管处,粉尘气流冲刷相对比较严重;篦冷机前端顶部不仅受到熟料的反弹热冲击,工作温度相对较高、变化较大,篦冷机前端两侧矮墙长期通过窑口下来的高温熟料,随受着一定的机械应力和热应力的损坏;还有就是三次风管的拐弯处,在粉尘气流的冲刷下也比较容易磨损。因此在这些部位应该选用耐磨耐火性好的材料,为了便于施工,应该首选耐磨耐火浇注料。

      实验

      原料

      研制中选用亚白刚玉颗粒做骨料,采用的是五级粒度级配,即1 mm〜3 mm、3 mm〜5 mm、5 mm〜8 mm、8 mm〜12 mm及细粉,选用铝酸街水泥作结合剂,并加入纯度达98%的碳化硅粉以及外加剂硅微粉,硅微粉的添加,主要是代替并减少水泥的用量。为了减少施工加水量并保证有一定的流动度,满足施工要求,外加减水剂三聚磷酸钠,主要原料的化学组成见表1。经优化配方设计,制备试样。

表1 原材料的化学成分(%)

    实验方法

    (1)按照配比准确称量所需原料,倒入搅拌机中干拌均匀后,加水搅拌3 min,施工加水量为7°%,使原料混拌均匀后分2~3次倒入40 mmX 40 mmX160 mm的三联试模中,用捣棒充分捣实,抹平表面。

    (2) 试块成型后放在室内自然养护24 h后脱模,脱模后的试样在保湿情况下养护2 d。然后经110 °CX22 h的烘干处理,放入电阻炉中在600 °C、1 100 °C、1 500 °C烧成,保温4 h处理,然后自然冷却后进行性能测试。

    (3)所要测试的物理性能:常温、烧后耐压强度、抗折强度、线变化率、耐磨性,以及试样的显微结构。

    结果与讨论

    试样的性能指标见表2。

表2试样的性能指标

    由表2我们可以看出,试样在常温以及烧后的耐压、抗折强度都很高,是由于本实验选用的亚白刚玉是在高品质棕刚玉基础上生产的,它是以优质铝矾土直接制取的一种高纯度电熔刚玉,其韧性大,显气孔率低,该产品具有白刚玉的硬度,同时兼有棕刚玉的韧性,是理想的高级耐火材料和耐磨材料;原料碳化硅不仅具有非常好的抗化学侵蚀性能,而且在高温下发生氧化反应,在材料表面产生SiO2玻璃状光滑物质层,更加有效地阻止了有害气体对耐磨浇注料的化学侵蚀,此外碳化硅具有很强的耐磨性,以亚白刚玉、碳化硅作基体骨架,从而确保了浇注料具有强度高、耐火度高、用水量少等优点,大大提高了耐磨浇注料制品的机械强度,热稳定性和耐磨损冲刷性,提高了连续使用寿命。水泥窑用耐磨浇注料的性能与许多物理性能有关,一般来讲,耐压强度越大,其耐磨性能越优异。水泥窑的下料管、燃烧器前端、篦冷机前端顶部等部位选用该耐磨耐火浇注料都会满足使用要求。

      另外,耐磨材料的骨料与基质的匹配型和结合性对材料的耐磨性具有重要影响:骨料与基质失配后会导致成型后材料本体出现裂纹,而骨料与基质的结合性 差,则会导致冲刷时基质先被冲蚀,然后骨料被孤立起来,进而脱落,所以说,最佳的耐磨材料是基质和骨料以相同的速度被磨损,产生均匀冲蚀。本次实验耐磨性能的检测是将试样制作按照耐磨耐火浇注料试件制作方法进行,试样在磨损实验前经600 °C处理,先在200 N负荷下磨40转,以测定试件表面层的磨损量,接着再磨40转以测定内层的磨损量。经测定,外层磨损量为1.44 kg/m2,内层磨损量为1.78 kg/m2。实验结果标明,耐磨耐火浇注料具有优越的耐磨性能,达到标准。

    水泥窑用耐磨耐火浇注料的研制成功,使很多企业获得了很大的经济收益。

   (1)耐磨耐火浇注料具有施工简单、节省劳力和工时的优点,施工性能好;

   (2)由于加入高分子聚合物,使其基层混凝土粘结也很牢固;

   (3)耐磨耐火浇注料满足了在升温过程中保持高强特性,耐磨损和耐冲刷性能极其优越,特别适用于使用条件苛刻、其他耐磨材料不能承受的部位,而且与其他材料的粘结性能非常好。

关键词:耐磨耐火浇注料      
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