【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及窑炉浇注料制备，具体是涉及一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，对于窑炉炉衬损害最大的碱性物质为碱金属钠和钾的化合物，碱金属化合物可在窑炉冶炼过程中发生一系列的物理化学反应，导致碱金属化合物的循环富集，对窑炉产生不利影响。碱金属化合物侵蚀耐火材料引发炉衬开裂和损坏等问题，造成了工业窑炉的停炉和环境污染。
2、碱性物质在窑炉内燃烧的过程中，分解出的碱金属化合物会使炉内的受热面发生高温腐蚀现象。来自化工、制药、制革等行业的废弃物中含有大量的碱金属化合物(如含有钾、钠的化合物等)，而工业危废焚烧炉用耐火材料主要是铬刚玉砖、铬刚玉浇注料和高铝质浇注料。
3、这些耐火材料主要成分均为al2o3，al2o3的中性物质，可与含有k、na的碱性化合物发生反应生成β-a12o3，伴随一定的体积膨胀，新相的生成导致组织结构破坏，出现严重的裂纹、剥落和炉衬基质的损毁，从而引起内部材料被进一步的腐蚀。导致耐火材料的使用寿命大大缩短，给焚烧炉的稳定运行、安全生产带来严重影响。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案为：一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料，按重量百分比计，抗侵蚀浇注料的配比为：25～30％的mgo、65～75％的al2o3、10～15％的辅料、5～15％的功能性填料、0.1～1.5％的减水剂以及余量的主料；
3、所述主料按重量百分比计包
4、所述辅料按重量百分比计包括：25～30％的氧化铝、10～15％碳酸钙、7～8％的过氧化钙、3～5％的铝粉以及余量的四水柠檬酸钙；
5、所述功能性填料按重量百分比计包括：20～30％重质六铝酸钙、15～20％secar71水泥、8～10％活性α-al2o3微粉、1～3％的纤维以及余量的骨料。
6、说明：浇注料中含有mgo和al2o3等成分，能够有效抵抗碱性介质的侵蚀，确保材料在碱性环境下的长期稳定性；主料中的堇青石颗粒、三钙铝酸和二钙铝酸等能够提供良好的抗磨损性能，能够在高磨损环境下保持材料的稳定性；辅料中的氧化铝、碳酸钙、过氧化钙和铝粉等成分，以及功能性填料中的重质六铝酸钙等都具有较好的抗侵蚀性能，能够保护材料免受侵蚀物质的损害；通过添加secar71水泥、活性α-al2o3微粉和纤维等功能性填料，能够提高浇注料的可加工性、流动性和抗裂性能。
7、一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，包括以下步骤：
8、s1、制备主料
9、按配方比例将堇青石颗粒、三钙铝酸、二钙铝酸和水混合，搅拌0.8～1.5h，得到主料；
10、s2、制备辅料
11、按配方比例将氧化铝、碳酸钙、过氧化钙、铝粉以及四水柠檬酸钙称料后，放入研钵中机械混合45～55min，得到混合物，将混合物装入坩埚中，其堆积密度为1～1.2g/cm3，在混合物上放置0.8～1.2mm厚的ti-c片作为引燃剂，随后把坩埚放入燃烧合成反应器中，并使反应器中的w丝和ti-c接触，接通电源使w丝发热引燃ti-c，燃烧合成过程中通过w-3％re/w-25％re热电偶测量反应体系的燃烧温度，在燃烧波蔓延过后得到辅料；
12、s3、制备功能性填料
13、按配方比例将重质六铝酸钙、secar71水泥、活性α-al2o3微粉、纤维以及骨料在1400～1750℃的温度条件下保温3h，搅拌均匀，得到功能性填料；
14、s4、坯体成型和干燥
15、按配方比例将mgo、al2o3、辅料、功能性填料以及主料倒入水泥砂浆搅拌机中进行干混，然后加入减水剂和水进行搅拌5～15min后放入成型试模中，加水量为抗侵蚀浇注料总质量的20～25％；用水泥成型振动台震动2～6min，制得坯体；将坯体潮湿养护48h后，在110～130℃的温度条件下干燥24～36h，得到干燥后的坯体；
16、s5、热处理
17、将干燥后的坯体置于马弗炉中，在1100～1750℃的温度条件下进行热处理，保温3～6h后冷却至室温，制得抗侵蚀浇注料。
18、说明：通过精确配比和适当的工艺控制，可以得到具有稳定性高的主料、辅料和功能性填料，这有助于确保浇注料在使用过程中能够保持稳定的性能；制备方法中的辅料部分采用了燃烧合成的方式来得到，这种方法能够形成具有良好抗侵蚀性能的材料。这有助于提高浇注料对侵蚀介质的抵抗能力；制备方法中的步骤相对简单，本方法包括主料、辅料和功能性填料的制备以及坯体成型和干燥等步骤，使制备过程更加容易控制，方法的实用性更高，
19、进一步地，步骤s4所述的mgo和al2o3采用质量百分比为20～30％的氧化镁微粉和余量的多种粒度混合的镁铝尖晶石的形式加入。
20、说明：氧化镁微粉具有较高的碱性抵抗能力，能够增强抗碱侵蚀性能，有助于提高耐碱性；镁铝尖晶石颗粒的加入可以增加浇注料的硬度和抗磨损性能，使其更耐磨；多种粒度混合的镁铝尖晶石具有较大的比表面积和孔隙结构，能够加强与其他成分的结合力，改善材料的致密性和均匀性；镁铝尖晶石对高温具有较好的稳定性，能够在高温环境下保持材料的结构稳定性。
21、进一步地，所述氧化镁微粉的粒度d50为5μm；所述镁铝尖晶石由镁铝尖晶石颗粒、细粉以及微粉组成，其质量比例为：6：3：2；所述镁铝尖晶石颗粒粒度为：5～3mm、3～1mm和≤1mm，其质量比例为：2：1：1；所述镁铝尖晶石细粉的粒度≤0.088mm；所述镁铝尖晶石微粉的粒度≤0.010mm。
22、说明：较小的粒度有助于提高材料的致密性和均匀性，从而增强其耐碱性和耐磨性能，将镁铝尖晶石颗粒、细粉和微粉按照一定比例混合，可以有效调节材料的结构和特性，提高其整体性能，具有多个粒度级别的镁铝尖晶石颗粒混合使用，可以增加材料的孔隙结构和表面积，提高其抗侵蚀和耐磨损性，细粉和微粉的小粒度有助于增强材料的致密性和粘结性，提高浇注料的抗侵蚀性能。
23、进一步地，步骤s2所述热电偶测量反应体系的燃烧温度的方法为：将混合物在钢模具内单轴双向压制成相对密度为60～80％的圆柱形试样；在圆柱试样两侧面分别钻一个小孔，用w-3％re/w-25％re热电偶的一端插入两孔中，热电偶另一端与x-y无纸记录仪相连，在反应室内将试样点燃，利用x-y无纸记录仪测量并记录燃烧波蔓延过程。
24、说明：利用x-y无纸记录仪记录并绘制时间-温度曲线，时间-温度曲线中的温度最大值即为燃烧温度，两条曲线中出现燃烧温度的时间差为△t，燃烧波速率为20mm/△t。
25、进一步地，所述圆柱试样两侧面小孔的直径为2～5mm，深度为7～9mm两孔相距为20～30mm；所述w-3％re/w-25％re热电偶的丝径为0.08～0.12mm。
26、说明：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料，其特征在于，按重量百分比计，抗侵蚀浇注料的配比为：25～30％的MgO、65～75％的Al2O3、10～15％的辅料、5～15％的功能性填料、0.1～1.5％的减水剂以及余量的主料；
2.如权利要求1所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，步骤S4所述的MgO和Al2O3采用质量百分比为20～30％的氧化镁微粉和余量的多种粒度混合的镁铝尖晶石的形式加入。
4.根据权利要求3所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，所述氧化镁微粉的粒度d50为5μm；所述镁铝尖晶石由镁铝尖晶石颗粒、细粉以及微粉组成，其质量比例为：6：3：2；所述镁铝尖晶石颗粒粒度为：5～3mm、3～1mm和≤1mm，其质量比例为：2：1：1；所述镁铝尖晶石细粉的粒度≤0.088mm；所述镁铝尖晶石微粉的粒度≤0.010mm。
5.根据权利要求2所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述热电偶测量反应体
6.根据权利要求5所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，所述圆柱试样两侧面小孔的直径为2～5mm，深度为7～9mm两孔相距为20～30mm；所述W-3％Re/W-25％Re热电偶的丝径为0.08～0.12mm。
7.根据权利要求1所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，所述功能性填料中的骨料为烧结或电熔的合成尖晶石、烧结或电熔的镁砂、SiC、石英、铬铁矿、AZS、Silons、钙铝酸盐、蛭石、泡沫铝、珍珠岩、钙铝酸盐多孔聚合材料的其中一种或多种组合而成。
8.根据权利要求1所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，按质量百分比计，所述功能性填料中的纤维包括：4～6％的有机纤维以及余量的钢纤维；所述有机纤维采用聚丙烯纤维。
9.根据权利要求1所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，步骤S3所述功能性填料还包括耐火辅料，所述耐火辅料的制备方法为：按质量百分比计，将5～9％的鳞片石墨、3～5％的酚醛树脂、1～2％的Si粉、1～2％的Al粉、0～8％的六铝酸钙细粉以及余量的电熔镁砂细粉在聚氨酯桶中预混2～4h，得到耐火原料，将耐火原料混碾后得到耐火辅料。
10.根据权利要求9所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，所述混碾方法为：先将电熔镁砂细粉加入搅拌机内干混4～10min，再倒入占总酚醛树脂质量比60～70％的酚醛树脂混合4～10min，将耐火原料分为等质量比的四份，分批次倒入搅拌机中，每次加入一份时均混合4～10min，最后加入剩余酚醛树脂结合剂，混合3～4h，成型后于200～240℃下固化24h得到耐火辅料。
...【技术特征摘要】
1.一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料，其特征在于，按重量百分比计，抗侵蚀浇注料的配比为：25～30％的mgo、65～75％的al2o3、10～15％的辅料、5～15％的功能性填料、0.1～1.5％的减水剂以及余量的主料；
2.如权利要求1所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，步骤s4所述的mgo和al2o3采用质量百分比为20～30％的氧化镁微粉和余量的多种粒度混合的镁铝尖晶石的形式加入。
4.根据权利要求3所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，所述氧化镁微粉的粒度d50为5μm；所述镁铝尖晶石由镁铝尖晶石颗粒、细粉以及微粉组成，其质量比例为：6：3：2；所述镁铝尖晶石颗粒粒度为：5～3mm、3～1mm和≤1mm，其质量比例为：2：1：1；所述镁铝尖晶石细粉的粒度≤0.088mm；所述镁铝尖晶石微粉的粒度≤0.010mm。
5.根据权利要求2所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，步骤s2所述热电偶测量反应体系的燃烧温度的方法为：将混合物在钢模具内单轴双向压制成相对密度为60～80％的圆柱形试样；在圆柱试样两侧面分别钻一个小孔，用w-3％re/w-25％re热电偶的一端插入两孔中，热电偶另一端与x-y无纸记录仪相连，在反应室内将试样点燃，利用x-y无纸记录仪测量并记录燃烧波蔓延过程。
6.根据权利要求5所述的一种耐碱耐磨抗侵蚀浇注料的制备方法，其特征在于，所述圆柱...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶平，邵飞，李鑫，
申请(专利权)人：宜兴市海科窑炉工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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