[发明专利]一种水泥球磨机用陶瓷研磨球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泥加工领域，尤其涉及一种水泥球磨机用陶瓷研磨球其制备方法。

背景技术

水泥球磨机具有对物料适应性强、能连续生产、破碎比大、易于控制粉磨产品的细度等特点。常用的水泥球磨机的工作原理为，物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机仓内，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生冲击和研磨作用。水泥球磨机研磨球是球磨机的研磨物料介质，通过球磨机研磨球、物料、衬板之间的碰撞摩擦产生磨削作用，从而将物料的粒径进一步减小。因此，研磨球在使用时的硬度和耐磨性是影响球磨粉磨效果的主要因素之一，同时因为被长时间不停地撞击，对于研磨球的抗冲击性能有极高要求。

现有技术中，水泥球磨机用研磨球的材质多为工具钢或高碳不锈钢，材料相互之间、与物料之间磨损较大，表面易剥蚀，损耗率大，更换快；同时，钢质的磨球质量大，工作时功耗高，带来的碳排放大，影响能量效率和环保；另外，钢质磨球易变形、相互间易粘联，影响水泥平均粒度的一致性，水泥强度波动大、后期易发生不规则变形；目前常用钢质磨球均为马氏体型磨球，其金相组织在250℃以上就会发生相变，机械性能迅速下降，同时也更易变形、粘连，因此难以适应长时间、高强度的磨制工作；钢质材料易被多种盐、酸、碱腐蚀，其本身在氧化+水环境下也会发生腐蚀，损耗大，同时影响制备水泥的纯净度。

陶瓷作为一种新型的水泥球磨机用陶瓷研磨球材料，具备高硬度、耐高温、耐腐蚀等显而易见的优点，能基本克服上述缺点。

本发明人同日申请的专利中，公开了一种水泥球磨机用陶瓷研磨球，其配方在传统的Al2O3-CaO-MgO-SiO2四元体系的基础上新增了立方氮化硼、二氧化钛、二硫化钼等添加剂，其具有较低的成本和低密度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、运转能耗低、物耗低、结合力好、撞击能力强、抗冲击抗爆震、生产的水泥细度和后期强度高等一系列优异的综合性能，但其在极限工作条件下的抗震、耐磨、抗冲击方面还稍有欠缺。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供比传统陶瓷材料具有更优良的抗震、耐磨、抗冲击性能的水泥球磨机用陶瓷研磨球。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水泥球磨机用陶瓷研磨球，其成分按重量百分比计含有氧化铝92-95%、立方氮化硼0.5-2%、碳化钽0.8-3%、碳化钛1-3%、二硫化钼0.5-2%、纳米碳化硼0.8-1%、高岭土1-1.2%。

上述的水泥球磨机用陶瓷研磨球，其为实心球体，粒度值优选为10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm中的一种或多种的组合。

上述的水泥球磨机用陶瓷研磨球，其为实心椭球形，优选为实心橄榄形；

上述的水泥球磨机用陶瓷研磨球，其表面有类似足球表面区块的规则凸起或类似西瓜纹路的条状凸起；

上述的水泥球磨机用陶瓷研磨球的制备方法，包括以下步骤：

(a)配料：按重量百分比计取所有成分，混合并搅拌均匀，制得混合物料；同时配置PVA溶液，配比为PVA:水=(7-10):100；

(b)球磨：

(b1)初磨：将步骤(a)中计取的配料加入初磨研磨设备，并加入球石和水，比例为料:球:水=1:2.5:(0.7-0.75)，至浆料细度D90≤8微米停磨，过40目筛出磨；

(b2)细磨：将步骤(b1)得到的浆料加入细磨研磨设备，并加入球石和水，比例为料:球:水=1:（2-3）:(0.7-0.75)，至浆料细度D50≤1.5微米、D90≤3.2微米后停磨；

(b3)混磨：将步骤(b2)得到的浆料中按重量比加入步骤(a)中配置的PVA溶液9-12%，混磨0.5-1h，过150目筛出磨，并进行除铁；

(c)喷雾造粒：将步骤(b3)得到的浆料中加入适量步骤(a)中配置的PVA溶液，并打入高位浆罐，控制喷雾干燥塔的热风温度、出风温度及压差，选用合适的喷雾喷片直径，进行喷雾造粒，造粒粉过20目筛；

(d)料仓陈腐：将步骤(c)得到的造粒粉进行陈腐，陈腐时间不少于48h；

(e)压型加工：将步骤(d)得到的粉料通过模具压型成坯，压型粉料水份控制在0.5%以下；

(f)高温烧结：将步骤(e)得到的生坯放入高温匣钵，撒上隔离砂，送入高温窑内，温度1350-1700℃，烧成周期24-36h；

(g)清粉抛光：把产品在烧成过程中的粘附的隔离砂及毛刺除掉；