一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，及其烘烤定形方法技术

本发明专利技术属于耐火浇注料技术领域，尤其涉及一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，及其烘烤定形方法。本发明专利技术通过将耐火骨料、耐火粉料、氧化物微粉料、复合粘结剂以及复合防爆剂组成浇注料，并且配合浇注体钻孔、低温间歇性烘烤操作的方式，保证致密浇注料可以满足水泥回转窑的窑头罩部位和篦冷机的热端部位的使用要求。本发明专利技术具有以下优点：第一、烘烤成形之后的致密浇注料，耐磨性能突出，抗热震性好，散热低，耐侵蚀，整体高温性能突出，可以有效地满足水泥回转窑窑头罩部位以及篦冷机热端部位的使用要求；第二、致密浇注料具有突出的抗爆裂能力，爆裂温度较高，在窑衬系统中长期高温使用不易爆裂，有效使用寿命长达24个月。有效使用寿命长达24个月。有效使用寿命长达24个月。

【技术实现步骤摘要】
一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，及其烘烤定形方法


[0001]本专利技术属于耐火浇注料
，尤其涉及一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，及其烘烤定形方法。

技术介绍

[0002]水泥回转窑的窑头罩部位，以及篦冷机的热端部位，被认为是整个窑衬系统中的最薄弱环节之一。以窑头罩部位举例，其是熟料成品的落料点，温度高达1150℃以上，在熟料冷却过程中，熟料中的碱会析出，且系统用二次、三次取风口都在此部位，运行过程中由于高温、散热大、风蚀、碱侵蚀的原因，其使用周期仅为6
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8个月，时间较短，与水泥窑系统的标准大修时间不统一，因此需单独停窑处理。
[0003]所以，我们需要开发一种良好的内衬耐火材料，以使得窑头罩部位、热端部位满足足够的耐磨性、热态强度、抗热震性，以及低的散热能力，这对水泥窑的正常运转具有重要意义。
[0004]现有的窑头罩部位、热端部位的内衬耐火材料，主要有定形和不定形的两种，其中的定形耐火材料，指的是先在部位内侧挂接一层耐火的挂砖，再通过耐火泥将相邻两块挂砖粘接起来，以达到基本的防止火苗穿过缝隙的目的。但是该定形耐火材料的方案，具有以下缺点：第一、挂砖的自身挂接操作就比较麻烦，后续耐火泥的粘接操作就更加麻烦、更加高要求了，整个施工过程比较复杂，成本高；第二、窑头罩部位、热端部位的发展趋势是大型化方向，因此上述挂接操作、粘接操作的难度就更大了，挂砖和耐火泥受到的大幅磨损、冷热突变、热震情况就更频繁了，因此该定形耐火材料的方案，使用不到六个月就频繁掉落，效果不佳。
[0005]相对更进一步的，第二种方案是不定形耐火材料，即耐火浇注料，而现有的耐火浇注料，采用相对低档的天然矾土原料，其中的杂质种类和含量差异较大，而且受传统的烧成工艺和人工拣选工艺的影响，整体质量不够稳定，加工不够精细，均匀性差，最终导致了耐火浇注料的性能指标不稳定和损毁速率不均匀的问题，严重降低了耐火浇注料在窑头罩部位、热端部位的使用寿命。
[0006]所以综上所述，现在急需对耐火浇注料进行深入改进，以保证其具有足够的耐磨性、热态强度、抗热震性，以及低的散热能力，以满足水泥回转窑的窑头罩部位、篦冷机的热端部位的使用需求。
[0007]专利公开号为CN108455974A，公开日为2018.08.28的中国专利技术专利公开了一种水泥窑窑头罩用浇注料，包括骨料和基质料，所述骨料和所述基质料的重量配比为7：3，所述骨料的粒径为0.2～10mm，所述基质料的粒径为0.088～0.045mm；所述骨料包括25～40重量份的钛酸镁、28～48重量份的钛刚玉、10～15重量份的碳化硅、10～16重量份的氧氮化铝；所述基质料包括金属硅微粉、氧化硅细粉、氧化铝微粉。
[0008]但是该专利技术专利中的水泥窑窑头罩用浇注料，其虽然具有较好的高温性能，但是随之而来的是，浇注料成形后内部结构过于致密、气孔尺寸过小、气孔尺寸分布过于狭窄，
最终导致了浇注料在烘烤成形和后续使用过程中都相对的容易爆裂的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，及其烘烤定形方法，其能通过将耐火骨料、耐火粉料、氧化物微粉料、复合粘结剂以及复合防爆剂组成浇注料，并且配合浇注体钻孔、低温间歇性烘烤操作的方式，保证致密浇注料可以满足水泥回转窑的窑头罩部位和篦冷机的热端部位的使用要求。
[0010]本专利技术解决上述问题采用的技术方案是：一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，包括耐火骨料、耐火粉料、氧化物微粉料、复合粘结剂以及复合防爆剂，所述浇注料浇注烘烤成形之后获得致密浇注料，所述致密浇注料的显气孔率为3.2
‑
5.8%，所述致密浇注料的体积密度为2.4
‑
2.6g/cm3。
[0011]现有技术中，讲抗爆裂有以下两种观点。
[0012]1、热应力学说，是指由于浇注体的热惰性，使内部热量传导不均匀而在浇注体内部引起了温度梯度，伴随温度梯度产生的两向或者三向热应力，在达到某一值后会引发浇注体爆裂。
[0013]2、蒸汽压学说，认为由于高性能浇注体结构密实，渗透性低，在升温过程中，致密的内部结构和不贯通的毛细孔阻止了水蒸气凝结水的快速逸出，即饱和屏障( moisture clog) 的作用，产生蒸汽压，当蒸汽压达到一定数值时，即引发浇注体的高温爆裂。
[0014]但许多学者认为爆裂是温度应力理论与蒸汽压理论作用的结合，并认为高强、高性能混凝土易发生爆裂的根本原因，是其密实的孔隙结构。
[0015]另一方面，根据现有技术我们可以得知，显气孔率适当降低，可以提升浇注料的机械强度，但是如果显气孔率过低，浇注料就容易发生爆裂，即爆裂温度降低、爆裂情况常见，这是非常不利的。
[0016]因此本专利技术确定了3.2
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5.8%的显气孔率，并且配合2.4
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2.6g/cm3的体积密度，使得所述致密浇注料内部的开孔程度适宜，保证内部的水气易于排出，以改善抗爆裂性能。
[0017]进一步优选的技术方案在于：所述复合防爆剂包括金属铝粉发泡剂、偶氮酰胺发泡剂、致裂剂乳酸铝以及防爆纤维。
[0018]在本专利技术中，所述金属铝粉发泡剂以及偶氮酰胺发泡剂，可以在烘烤成形所述致密浇注料过程中，在浇注料内部留出孔隙，保证最终的防爆、抗爆裂性能。
[0019]此外，所述致裂剂乳酸铝则通过自身结构的热不稳定性，保证烘烤过程中可以形成足够的裂缝，以用于后续浇注料内水气的排出，此外，所述乳酸铝还具有加热后的凝胶效果，还可以补充所述复合粘结剂的粘结固化效果。
[0020]最后，所述防爆纤维为玻璃纤维、耐热钢纤维或者碳纤维，保证浇注料具有基础的防爆效果。
[0021]进一步优选的技术方案在于：所述致裂剂乳酸铝中，Al2O3与乳酸的摩尔比为1：（2.2
‑
2.5）。
[0022]现有技术中，乳酸铝中Al2O3与乳酸的摩尔比值最大可以达到1:4，而在本专利技术中，1：（2.2
‑
2.5）的摩尔比，确定的乳酸铝具有相对较高的裂缝产生能力，保证后续浇注料中的水气易于排出，此时所述乳酸铝的凝胶效果较差，不会对复合粘结剂的粘结效果作出显著
的提升。
[0023]进一步优选的技术方案在于：所述致裂剂乳酸铝中，Al2O3与乳酸的摩尔比为1：（3.0
‑
3.6）。
[0024]在本专利技术中，含量相对较高的乳酸，可以保证对应的乳酸铝具有相对较低但也足够的裂缝产生能力，同时还可以明显辅助提升所述复合粘结剂的粘结性能，保证最终的致密浇注料具有耐磨、硬度大、机械特性突出的优点。
[0025]尤为重要的是，Al2O3与乳酸的摩尔比为1：（2.5
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3.0），但不包括1：2.5和1：3.0的乳酸铝，由于裂缝产生能力和凝胶化后辅助粘结的能力的这两种能力都不突出，因此不适宜用在本专利技术的浇注料组成中。
[0026]进一步优选的技术方案在于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，其特征在于：包括耐火骨料、耐火粉料、氧化物微粉料、复合粘结剂以及复合防爆剂，所述浇注料浇注烘烤成形之后获得致密浇注料，所述致密浇注料的显气孔率为3.2
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5.8%，所述致密浇注料的体积密度为2.4
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2.6g/cm3。2.根据权利要求1所述的一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，其特征在于：所述复合防爆剂包括金属铝粉发泡剂、偶氮酰胺发泡剂、致裂剂乳酸铝以及防爆纤维。3.根据权利要求2所述的一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，其特征在于：所述致裂剂乳酸铝中，Al2O3与乳酸的摩尔比为1：（2.2
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2.5）。4.根据权利要求2所述的一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，其特征在于：所述致裂剂乳酸铝中，Al2O3与乳酸的摩尔比为1：（3.0
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3.6）。5.根据权利要求1所述的一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，其特征在于：所述复合粘结剂包括凝胶粉和铝酸盐水泥，所述凝胶粉为硅铝凝胶粉、海藻酸钠凝胶粉以及SiO2气凝胶粉中的任意一种或者几种混合物。6.根据权利要求1所述的一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，其特征在于：所述耐火骨料为刚玉颗粒，粒径为6
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10mm，所述耐火粉料为莫来石粉，细度为200
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325目，所述氧化物微粉料为活性硅微粉以及氧化铝微粉中的任意一种或者几种混合物。7.根据权利要求1所述的一种刚玉莫来石凝胶复合耐磨浇注料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许高，山国强，王强，
申请(专利权)人：长兴兴鹰新型耐火建材有限公司，
类型：发明
国别省市：