一种抗结皮浇注料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及耐火材料领域，尤其涉及一种抗结皮浇注料及其制备方法，所述抗结皮浇注料，按照重量份数计，包括硅砖颗粒49~64份，石英颗粒8~12份，熔融石英6~12份，硅微粉5~8份，碳黑粉8~12份，石墨粉4~8份，金属硅粉2~4份，石墨烯粉1~2份，锰矿粉0.5~1份，铁矿粉0.3~0.8份，聚丙烯纤维0.01~0.03份，硅油0.01~0.02份。本发明专利技术克服了现有技术中的耐火浇注料的抗结皮效果较差的缺陷，本发明专利技术制备的抗结皮浇注料中最终形成的是SiO2—C—SiC复合体系，充分发挥了含碳材料的性能特点，形成的组份高温体积稳定性好，抗热震性和耐蚀性优异，高温强度大，线膨胀系数小，完全不与水泥生料反应，具有良好的抗结皮性。抗结皮性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗结皮浇注料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐火材料领域，尤其涉及一种抗结皮浇注料及其制备方法。

技术介绍

[0002]新型干法生产线分解系统中热气流中携带大量的物料粉尘以及燃料挥发的碱、硫、氯等碱蒸气，对耐火材料侵蚀严重，并且随着碱、硫、氯等挥发性物质循环富集以及在预分解系统器壁发生熔融，黏附粉状物料，产生结皮堵塞，使物料无法通过。水泥窑短流程预烧成技术可以将生料入窑温度升高至900
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1200℃，而且在预烧成炉中加入80
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90%的燃料，从而引起碱、氯、硫挥发特性的改变。虽然控制硫碱比和氯碱比可以改善结皮堵塞情况，但是由于原料和燃料的限制，部分地区无法控制硫碱比和氯碱比在一合理范围内，结皮堵塞在预烧成窑用耐火材料成为首要解决的问题之一。因此研究具有优异的耐碱性能、耐磨性能、不结皮、不堵塞性能的耐火浇注料对于满足分解系统使用要求具有重要的意义。
[0003]为了提高浇注料的抗结皮效果，目前还是主要从内衬耐火材料的材质方面进行解决，从而降低粘附层与耐火材料的结合程度。一些技术通过调节耐火浇注料的原料组成，使浇注料中高硅低铝组分与碱气反应生成钙长石、钾长石高粘度液相，附在浇注料表面，形成釉状保护层，在一定程度上能够阻止碱的侵蚀，增强抗结皮性能。但是钙长石和钾长石的生成会产生较大的体积膨胀效应，导致材料表面产生麻面和剥落，而且产生低共熔物，严重影响使用效果。多数技术采用碳化硅作为抗结皮浇注料的主要原料，利用碳化硅莫氏硬度大，能够抵抗生料的耐冲刷和磨损，而且碳化硅与其他材料黏结和浸润性都比较差，不易形成结皮的优点。
[0004]但在高温下会碳化硅容易产生氧化，初期形成的表面氧化层虽然能够保护本体材料免受碱蒸气的侵蚀，但在水泥窑的使用环境中，随着反应时间的进行，碳化硅会完全被氧化，进而失去抗结皮作用，难以在长时间内起到良好的使用效果。
[0005]申请号为CN201110321097.2的中国专利公开了一种碳化硅抗结皮防堵浇注料及其制备方法，其特征在于是由如下质量份数的物质混合而成：10
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3mm高硅瓷瓶颗粒25~35份、碳化硅颗粒35~50份、320目碳化硅细粉10~15份、碳化硅微分3~6份、水泥5~8份，再加入适量的抗氧化剂、减水剂和水；将上述原料混合均匀后加入模腔中振捣密实，经烘烤护养后得产品。本专利技术材料易施工、高强耐磨、抗结皮，在大中型水泥回转窑的预分解炉锥部、烟室、窑尾斜坡等部位应用，具有使用寿命长、防堵抗结皮的特点，但是其抗结皮效果仅在初期有效果，随着浇注料的使用碳化硅会完全被氧化从而失去抗结皮效果。

技术实现思路

[0006]本专利技术是为了克服现有技术中的耐火浇注料的抗结皮效果较差的缺陷，提供了一种抗结皮浇注料及其制备方法，以克服上述缺陷。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种抗结皮浇注料，按照重量份数计，包括硅砖颗粒49~64份，石英颗粒8~12份，熔
融石英6~12份，硅微粉5~8份，碳黑粉8~12份，石墨粉4~8份，金属硅粉2~4份，石墨烯粉1~2份，锰矿粉0.5~1份，铁矿粉0.3~0.8份，聚丙烯纤维0.01~0.03份，硅油0.01~0.02份。
[0008]本专利技术中的抗结皮浇注料采用回收后的硅砖作为抗结皮浇注料的主要原料，其为主要由鳞石英、方石英以及少量残余石英和玻璃相组成的酸性耐火材料，硅砖的二氧化硅含量94%以上，其真密度2.35g/cm3，具有抗酸性渣侵蚀性能，并且较高的高温强度，荷重软化开始温度1620～1670℃，因此在高温下长期使用不变形。本专利技术采用回收后的硅砖作为主要原料 ，不但降低了原料成本，而且还实现了固体废弃物的回收利用。
[0009]在常规条件下，硅砖中的SiO2的晶形会在高温下发生变化，从而导致硅砖颗粒的体积发生膨胀，导致其存在稳定性较低的缺陷。但是，本专利技术在浇注料中加入了一定量的铁矿粉作为矿化稳定剂，其能够对硅砖中的SiO2的晶型起到稳定作用，避免了晶型的变化而产生的体积膨胀。此外，由于熔融石英中的SiO2晶型不随温度变化，不会产生体积膨胀效应，因此能够提高浇注料的体积稳定性。
[0010]硅微粉在抗结皮浇注料中起到分散作用，能够提高浇注料的流动性，并且在流动过程中由于石墨粉的添加，因而能够对浇注料起到润滑作用，降低了浇注料中各组分颗粒之间的摩擦阻力，也能提高浇注料的流动性。同时利用含碳材料难以浸润的特点提高窑内附着熔融物与浇注料的润湿角，降低了附着物与浇注料之间的粘附力，从而使得其抗结皮效果大大提升。
[0011]本专利技术在浇注料中加入有一定量的炭黑粉，其能够在浇注料中形成还原气氛，从而为金属硅粉和石墨烯粉的反应创造条件，而且锰矿粉作为反应的催化剂能够降低反应的活化能，促进原位反应生成碳化硅，从而提高浇注料的抗结皮效果。
[0012]因此，本专利技术制备的抗结皮浇注料中最终形成的是SiO2—C—SiC复合体系，充分发挥了含碳材料的性能特点，形成的组份高温体积稳定性好，抗热震性和耐蚀性优异，高温强度大，线膨胀系数小，完全不与水泥生料反应，具有良好的抗结皮性。而硅油作为一种有机液态添加剂，一方面能够降低抗结皮浇注料生产过程产生的扬尘，另一方面提高了含碳材料的分散性，提高了石英与碳的结合性。
[0013]此外，聚丙烯纤维能够在抗结皮浇注料中形成透气孔，有利于升温过程中水蒸气的排出。
[0014]作为优选，所述硅砖颗粒包括：粒度为10~6mm硅砖颗粒22~26份；粒度为6~2mm硅砖颗粒12~18份；粒度为2~0mm硅砖颗粒15~20份。
[0015]本专利技术中的硅砖颗粒采用粒径大小不同的颗粒组合物，其中粒度为10~6mm的数量最多，其作为骨料能够有效提高浇注料的结构强度以及耐磨性，而粒度为6~2mm的硅砖颗粒数量最少，其能够填充在粒度为10~6mm的骨料中间，而粒度最小的硅砖颗粒的含量则介于粒度为10~6mm以及粒度为10~6mm的骨料之间，从而能够使得浇注料之间能够形成最紧密的堆积。
[0016]此外，现有的浇注料中一般情况下粒度都是呈现两头少，中间多的分布，而本专利技术则是通过两头多中间少的特点，提升了浇注料的流动性，使得其泵送性能更加优异。
[0017]作为优选，硅砖颗粒中SiO2的质量百分含量不小于94%。
[0018]作为优选，所述石英颗粒的粒度为2~0mm，熔融石英的粒度≤320目。
[0019]作为优选，石英颗粒和熔融石英中SiO2的质量百分含量不小于99%。
[0020]作为优选，硅微粉中SiO2的质量百分含量不小于94%。
[0021]一种抗结皮浇注料的制备方法，包括以下步骤：（S.1）将回收的硅砖破碎并加工成10~6mm、2~6mm、2~0mm的颗粒；（S.2）按照配比称取各原料，并混合均匀；（S.3）向混合物料中加入硅溶胶，搅拌均匀后即得所述抗结皮浇注料。
[0022]本专利技术在称取各原料之后，向混合物料中加入硅溶胶，由于硅凝胶中的固体成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗结皮浇注料，其特征在于，按照重量份数计，包括硅砖颗粒49~64份，石英颗粒8~12份，熔融石英6~12份，硅微粉5~8份，碳黑粉8~12份，石墨粉4~8份，金属硅粉2~4份，石墨烯粉1~2份，锰矿粉0.5~1份，铁矿粉0.3~0.8份，聚丙烯纤维0.01~0.03份，硅油0.01~0.02份。2.根据权利要求1所述的一种抗结皮浇注料，其特征在于，所述硅砖颗粒包括：粒度为10~6mm硅砖颗粒22~26份；粒度为6~2mm硅砖颗粒12~18份；粒度为2~0mm硅砖颗粒15~20份。3.根据权利要求1或2所述的一种抗结皮浇注料，其特征在于，硅砖颗粒中SiO2的质量百分含量不小于94%。4.根据权利要求1所述的一种抗结皮浇注料，其特征在于，所述石英颗粒的粒度为2~0mm，熔融石英的粒度≤320目。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国平，王立旺，李新明，王琪，彭晶晶，方利华，
申请(专利权)人：浙江锦诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：