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水泥窯用耐磨耐火澆注料的研制

添加時(shí)間:2018年4月19日  瀏覽次數(shù):

耐磨耐火澆注料主要用在水泥窯燃燒器前端,由于該部位在窯內(nèi)始終受到氣流的沖刷,尤其是下部受到的沖刷更嚴(yán)重,而且該氣流夾著窯內(nèi)的熟料粉塵,會(huì)對(duì)燃燒器前端撞擊引起強(qiáng)烈的沖蝕磨損,從而降低設(shè)備的使用壽命;在窯頭罩頂部靠近三次風(fēng)管處,粉塵氣流沖刷相對(duì)比較嚴(yán)重;篦冷機(jī)前端頂部不僅受到熟料的反彈熱沖擊,工作溫度相對(duì)較高、變化較大,篦冷機(jī)前端兩側(cè)矮墻長期通過窯口下來的高溫熟料,隨受著一定的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的損壞;還有就是三次風(fēng)管的拐彎處,在粉塵氣流的沖刷下也比較容易磨損。因此在這些部位應(yīng)該選用耐磨耐火性好的材料,為了便于施工,應(yīng)該首選耐磨耐火澆注料。

實(shí)驗(yàn)原料研制中選用亞白剛玉顆粒做骨料,采用的是五級(jí)粒度級(jí)配,即1 mm〜3 mm、3 mm〜5 mm、5 mm〜8 mm、8 mm〜12 mm及細(xì)粉,選用鋁酸街水泥作結(jié)合劑,并加入純度達(dá)98%的碳化硅粉以及外加劑硅微粉,硅微粉的添加,主要是代替并減少水泥的用量。為了減少施工加水量并保證有一定的流動(dòng)度,滿足施工要求,外加減水劑三聚磷酸鈉,主要原料的化學(xué)組成見表1。經(jīng)優(yōu)化配方設(shè)計(jì),制備試樣。

表1 原材料的化學(xué)成分(%)

實(shí)驗(yàn)方法:(1)按照配比準(zhǔn)確稱量所需原料,倒入攪拌機(jī)中干拌均勻后,加水?dāng)嚢? min,施工加水量為7°%,使原料混拌均勻后分2~3次倒入40 mmX 40 mmX160 mm的三聯(lián)試模中,用搗棒充分搗實(shí),抹平表面。

(2) 試塊成型后放在室內(nèi)自然養(yǎng)護(hù)24 h后脫模,脫模后的試樣在保濕情況下養(yǎng)護(hù)2 d。然后經(jīng)110 °CX22 h的烘干處理,放入電阻爐中在600 °C、1 100 °C、1 500 °C燒成,保溫4 h處理,然后自然冷卻后進(jìn)行性能測試。

(3)所要測試的物理性能:常溫、燒后耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、線變化率、耐磨性,以及試樣的顯微結(jié)構(gòu)。

 結(jié)果與討論:試樣的性能指標(biāo)見表2。

表2試樣的性能指標(biāo)

由表2我們可以看出,試樣在常溫以及燒后的耐壓、抗折強(qiáng)度都很高,是由于本實(shí)驗(yàn)選用的亞白剛玉是在高品質(zhì)棕剛玉基礎(chǔ)上生產(chǎn)的,它是以優(yōu)質(zhì)鋁礬土直接制取的一種高純度電熔剛玉,其韌性大,顯氣孔率低,該產(chǎn)品具有白剛玉的硬度,同時(shí)兼有棕剛玉的韌性,是理想的高級(jí)耐火材料和耐磨材料;原料碳化硅不僅具有非常好的抗化學(xué)侵蝕性能,而且在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng),在材料表面產(chǎn)生SiO2玻璃狀光滑物質(zhì)層,更加有效地阻止了有害氣體對(duì)耐磨澆注料的化學(xué)侵蝕,此外碳化硅具有很強(qiáng)的耐磨性,以亞白剛玉、碳化硅作基體骨架,從而確保了澆注料具有強(qiáng)度高、耐火度高、用水量少等優(yōu)點(diǎn),大大提高了耐磨澆注料制品的機(jī)械強(qiáng)度,熱穩(wěn)定性和耐磨損沖刷性,提高了連續(xù)使用壽命。水泥窯用耐磨澆注料的性能與許多物理性能有關(guān),一般來講,耐壓強(qiáng)度越大,其耐磨性能越優(yōu)異。水泥窯的下料管、燃燒器前端、篦冷機(jī)前端頂部等部位選用該耐磨耐火澆注料都會(huì)滿足使用要求。

另外,耐磨材料的骨料與基質(zhì)的匹配型和結(jié)合性對(duì)材料的耐磨性具有重要影響:骨料與基質(zhì)失配后會(huì)導(dǎo)致成型后材料本體出現(xiàn)裂紋,而骨料與基質(zhì)的結(jié)合性 差,則會(huì)導(dǎo)致沖刷時(shí)基質(zhì)先被沖蝕,然后骨料被孤立起來,進(jìn)而脫落,所以說,最佳的耐磨材料是基質(zhì)和骨料以相同的速度被磨損,產(chǎn)生均勻沖蝕。本次實(shí)驗(yàn)?zāi)湍バ阅艿臋z測是將試樣制作按照耐磨耐火澆注料試件制作方法進(jìn)行,試樣在磨損實(shí)驗(yàn)前經(jīng)600 °C處理,先在200 N負(fù)荷下磨40轉(zhuǎn),以測定試件表面層的磨損量,接著再磨40轉(zhuǎn)以測定內(nèi)層的磨損量。經(jīng)測定,外層磨損量為1.44 kg/m2,內(nèi)層磨損量為1.78 kg/m2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明,耐磨耐火澆注料具有優(yōu)越的耐磨性能,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

水泥窯用耐磨耐火澆注料的研制成功,使很多企業(yè)獲得了很大的經(jīng)濟(jì)收益。

(1)耐磨耐火澆注料具有施工簡單、節(jié)省勞力和工時(shí)的優(yōu)點(diǎn),施工性能好;

(2)由于加入高分子聚合物,使其基層混凝土粘結(jié)也很牢固;

(3)耐磨耐火澆注料滿足了在升溫過程中保持高強(qiáng)特性,耐磨損和耐沖刷性能極其優(yōu)越,特別適用于使用條件苛刻、其他耐磨材料不能承受的部位,而且與其他材料的粘結(jié)性能非常好。

關(guān)鍵詞:耐磨耐火澆注料      
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