一种陶瓷结合高强耐磨浇注料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷结合高强耐磨浇注料的制备方法。其技术方案是：先以30～70wt％电熔莫来石颗粒、5～25wt％红柱石、5～20wt％板状刚玉颗粒、2～15wt％氧化铝微粉、3～12wt％纯铝酸盐水泥和1～5wt％二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料0.2～3wt％长石族矿物细粉、1～3wt％耐热不锈钢纤维、0.02～0.1wt％聚丙烯纤维、0.1～0.5wt％减水剂和3～12wt％水，搅拌均匀，浇注成型，室温养护24小时，空气中静置24小时，于110℃～300℃条件下保温8～24小时，即得陶瓷结合耐磨浇注料。本发明专利技术制备的复合材料具有高强度和良好的耐磨性，能更好的适应温度变化幅度较大的使用环境，可用作水泥、电力、石化、冶金、煤炭和机械等行业中设备易磨损部位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐火材料
尤其涉及。
技术介绍
浇注成型耐火材料在耐火材料的研究和应用中占有重要的比重。莫来石刚玉质浇注料主要是由莫来石颗粒、刚玉颗粒和微粉以及其它外加剂、结合剂等混合而制成。具有良好的耐磨性能和一定的热震稳定性能，在1400°C左右的使用条件下具有较高的强度及很好的耐磨性，被广泛应用于水泥、电力、石化、冶金、煤炭、机械等行业中设备易磨损部位。随着节能减排及低碳经济的发展，我们需要提高耐火材料的使用寿命，以减少原材料的消耗，以满足国家可持续发展战略的要求。对于工作温度变化幅度较大的使用环境，由温度变化产生的热应力对材料的损毁非常严重，在现有的耐磨浇注料设计中，往往是通过引入热震稳定性好的原材料来提高浇注料抵抗热应力作用的能力，而忽视了材料基质中液相的作用。 随着使用温度变化频率的增加，材料中形成的微裂纹会发生扩展并最终导致材料的开裂， 从而限制了材料在温度波动较大环境中的服役时间。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提出一种具有强度高、耐磨性高、热震稳定性优良和能更好适应温度变化较大的使用环境的陶瓷结合高强耐磨浇注料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是先以30 70wt%的电熔莫来石颗粒、5 25wt%的红柱石、5 20wt%的板状刚玉颗粒、2 15wt %的氧化铝微粉、3 12wt%的纯铝酸盐水泥和1 5wt%的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料0. 2 3wt%的长石族矿物细粉、1 3wt%的耐热不锈钢纤维、0. 02 0. Iwt %的聚丙烯纤维、 0. 1 0. 5wt%的减水剂和3 12wt%的水，搅拌均勻，浇注成型，室温养护M小时，空气中静置M小时，然后于110°C 300°C条件下保温8 M小时，即得陶瓷结合耐磨浇注料。上述技术方案中长石族矿物细粉为钾长石细粉、或为钠长石细粉、或为钾长石细粉和钠长石细粉的混合物，其粒径为3 88um ；电熔莫来石颗粒的粒径为0. 5 12mm ；红柱石的颗粒级配粒径是0. 5 2mm的颗粒为40 80wt%，粒径是3 88um的细粉为20 60wt% ；板状刚玉颗粒的粒径为0. 1 2mm ；氧化铝微粉的粒径为1 8um ；二氧化硅微粉的粒径为1 5um ；耐热不锈钢纤维的长度为15 25mm，宽度为1 3mm ；聚丙烯纤维的长度为3 22mm，直径10 SOum ；减水剂为聚磷酸盐、磺酸盐、聚羧酸盐、三聚氰胺中的一种以上。由于采用上述技术方案，本专利技术将少量钾长石、钠长石或其混合物引入莫来石刚玉质材料中，通过控制钾长石、钠长石或二者混合物的含量，使耐火材料内部在使用温度下有分布均勻的少量的孤立的液相生成，提高了材料的热震稳定性，同时少量和具有一定粘度的液相的存在并不会对其高温强度和耐磨性能产生明显影响。在传统的耐火材料中，含钾、钠等氧化物的矿物常被视为耐火材料的有害组分，因为其在较低温度下(1200°C左右)，这些矿物便会与材料中的其它物相反应生成液相，从而降低材料的高温强度。本专利技术中的耐火材料中生成少量的液湘对于提高材料的热震稳定性是有帮助的，一定数量液相的存在能够有效减缓并消除部分由于温度变化所引起的热应力对材料的热冲击，在材料内部形成对热应力的缓冲机制，从而可以提高材料的热震稳定性能。本专利技术与以往同类材料的显著区别是，在基质中引入了长石族矿物，目的是在高温下，基质中能形成一定数量的液相，从而缓冲热应力对材料的损伤，并优化了材料的显微结构。本专利技术所制备的复合材料具有高强度及良好的耐磨性，同时能更好的适应温度变化幅度较大的使用环境，应用前景广泛，该材料可用作水泥、电力、石化、冶金、煤炭、机械等行业中设备易磨损部位。同时可有效的降低相关材料的消耗。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述，并非对本专利技术保护范围的限制为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料参数统一描述如下，具体实施例中不再赘述钾长石细粉和钠长石细粉的粒径均为3 88um ；电熔莫来石颗粒的粒径为0. 5 12mm ；红柱石的颗粒级配粒径是0. 5 2mm的颗粒为40 80wt %，粒径是3 88um的细粉为20 60wt% ；板状刚玉颗粒的粒径为0. 1 2mm ；氧化铝微粉的粒径为1 8um ；二氧化硅微粉的粒径为1 5um ；耐热不锈钢纤维的长度为15 25mm，宽度为1 3mm ；聚丙烯纤维的长度为3 22mm，直径10 80um。实施例1。先以30 40wt%的电熔莫来石颗粒、 20 25wt %的红柱石、15 20wt %的板状刚玉颗粒、13 15wt %的氧化铝微粉、3 5wt % 的纯铝酸盐水泥和3 5wt%的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料0. 2 0. 5wt% 的长石族矿物细粉、1 1. 5wt%的耐热不锈钢纤维、0. 02 0. (Mwt %的聚丙烯纤维、0. 1 0. 2wt%的减水剂和3 5wt%的水，搅拌均勻，浇注成型，室温养护M小时，空气中静置M 小时，然后于110°C 150°C条件下保温12 M小时，即得陶瓷结合耐磨浇注料。本实施例中长石族矿物细粉为钾长石和钠长石的混合物，减水剂为聚羧酸盐。实施例2。本实施例除减水剂为聚羧酸盐和三聚氰胺的混合物外，其余同实施例1。实施例3。先以40-50wt%的电熔莫来石颗粒、 15 20wt %的红柱石、10 15wt %的板状刚玉颗粒、13 15wt %的氧化铝微粉、5 7wt % 的纯铝酸盐水泥和2 3wt%的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料0. 5 1. Owt % 的长石族矿物细粉、1. 5 2. Owt %的耐热不锈钢纤维、0. 04 0. 06衬％的聚丙烯纤维、 0. 2 0. 3wt%的减水剂和5 7wt%的水，搅拌均勻，浇注成型，室温养护M小时，空气中静置M小时，然后于150°C 200°C条件下保温12 M小时，即得陶瓷结合耐磨浇注料。本实施例中长石族矿物细粉为钠长石；减水剂为三聚氰胺减水剂。实施例4。本实施例除减水剂为聚磷酸盐和磺酸盐的混合物外，其余同实施例3。实施例5。先以50-60wt%的电熔莫来石颗粒、 10 15wt%的红柱石、5 10wt%的板状刚玉颗粒、10 13衬％的氧化铝微粉、7 9wt% 的纯铝酸盐水泥和3 的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料1 2wt%的长石族矿物细粉、2 2. 5wt%的耐热不锈钢纤维、0. 06 0. 08衬％的聚丙烯纤维、0. 3 0. 的减水剂和7 9wt%的水，搅拌均勻，浇注成型，室温养护M小时，空气中静置24 小时，然后于200°C 250°C条件下保温12 M小时，即得陶瓷结合耐磨浇注料。本实施例中长石族矿物细粉为钠长石；减水剂为聚磷酸盐。实施例6—种陶瓷结合高强耐磨浇注料的制备方法。本实施例除减水剂为聚磷酸盐、聚羧酸盐和三聚氰胺的混合物外，其余同实施例 3。实施例7。先以60-70wt%的电熔莫来石颗粒、 5 10wt%的红柱石、5 10wt%的板状刚玉颗粒、2 10衬％的氧化铝微粉、9 12wt% 的纯铝酸盐水泥和4 5wt%的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料2 3wt%的长石族矿物细粉、2. 5 3. 0wt%的耐热不锈钢纤维、0. 0本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种陶瓷结合高强耐磨浇注料的制备方法，其特征在于先以３０～７０ｗｔ％的电熔莫来石颗粒、５～２５ｗｔ％的红柱石、５～２０ｗｔ％的板状刚玉颗粒、２～１５ｗｔ％的氧化铝微粉、３～１２ｗｔ％的纯铝酸盐水泥和１～５ｗｔ％的二氧化硅微粉为原料混合，再外加上述原料０．２～３ｗｔ％的长石族矿物细粉、１～３ｗｔ％的耐热不锈钢纤维、０．０２～０．１ｗｔ％的聚丙烯纤维、０．１～０．５ｗｔ％的减水剂和３～１２ｗｔ％的水，搅拌均匀，浇注成型，室温养护２４小时，空气中静置２４小时，然后于１１０℃～３００℃条件下保温８～２４小时，即得陶瓷结合耐磨浇注料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏耀武，王艳龙，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：83