[发明专利]一种陶瓷结合高强耐磨浇注料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域。尤其涉及一种陶瓷结合高强耐磨浇注料的制备方法。

背景技术

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℃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。

发明内容

本发明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，本发明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、0.02～0.1wt％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。

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10～80um；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，本发明将少量钾长石、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匀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℃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。本发明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。

本发明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。

本发明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。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制：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