[发明专利]一种水泥粉磨系统专用氧化铝陶瓷球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨球技术领域，尤其涉及一种水泥粉磨系统专用氧化铝陶瓷球及其制备方法。

背景技术

近年以来，国家相关部门一直在提倡“节能降耗”，力争降低企业的运营成本，减少各生产企业对资源的浪费。作为我国经济发展重要组成部分的水泥企业，也逐渐进入“节能降耗”的行列。在水泥生产过程中，“两磨”过程中的能源消耗占整个水泥生产过程中的绝大比例，因此在国家“节能降耗”的相关政策之下，如何提高粉磨效率、降低粉磨电耗、提高球磨机时产量一直都是我国水泥技术工作者研究的课题。而另一方面，由于水泥磨技术对水泥性能有着重要的影响，综合考虑能耗与水泥性能之间的关系，促进粉磨技术理性发展也越来越受业内人士的关注。

如何降低“两磨”能耗的关键在提升球磨机的效率，降低球磨机中钢球的磨损率。在目前“两磨”过程中，对钢球的磨损率非常大，钢球需要频繁的更换和补加，仅增加了水泥企业的运营成本，而且降低了水泥企业的工作效率。氧化铝陶瓷球由于具有合适的硬度、适中的密度、耐磨、耐腐蚀、价格低，因此被认为是替换钢球的最佳选择，但是在数十年的发展过程中，人们对氧化铝陶瓷球仍不是很了解，现有的氧化铝陶瓷球抗冲击性和耐磨性能不是很理想，在使用的过程中，存在破损率高，稳定性欠佳的缺陷。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种水泥粉磨系统专用氧化铝陶瓷球及其制备方法，所述制备方法过程简单，条件温和，得到的氧化铝陶瓷球抗冲击性能优异，耐磨性好，用于水泥粉磨系统中，能耗小，稳定性好，破损率低。

本发明提出的一种水泥粉磨系统专用氧化铝陶瓷球，其原料按重量份包括：氧化铝粉末60-80份、碳氮化钛5-8份、钇铝石榴石5-12份、硅酸锆2-10份、硅灰石1-5份、膨润土2-5份、高岭土5-15份、碳化钨2-5份、碳酸钙0.5-1.5份、碳酸锂0.1-0.8份、氧化铈0.1-0.5份、氧化铕0.1-0.5份、七氧化四铽0.5-1.5份、氧化钐0.2-1份、氧化亚铜0.1-1份、钴镍合金3-8份。

优选地，其原料按重量份包括：氧化铝粉末68-75份、碳氮化钛5.9-7.1份、钇铝石榴石7.6-8.7份、硅酸锆5.3-6.2份、硅灰石2.8-3.9份、膨润土3-4份、高岭土7.3-8.1份、碳化钨3-4份、碳酸钙0.9-1.3份、碳酸锂0.38-0.5份、氧化铈0.27-0.38份、氧化铕0.2-0.4份、七氧化四铽0.8-1.3份、氧化钐0.5-0.8份、氧化亚铜0.55-0.72份、钴镍合金4.8-5.3份。

优选地，其原料按重量份包括：氧化铝粉末70份、碳氮化钛6.5份、钇铝石榴石8份、硅酸锆5.7份、硅灰石3.5份、膨润土3.6份、高岭土7.5份、碳化钨3.6份、碳酸钙1份、碳酸锂0.4份、氧化铈0.3份、氧化铕0.28份、七氧化四铽1份、氧化钐0.6份、氧化亚铜0.7份、钴镍合金5份。

优选地，所述碳氮化钛的平均粒径为0.8-1.5μm。

优选地，所述高岭土为煅烧高岭土，且煅烧高岭土的粒度为350-450目，且铁含量不超过0.5wt％。

优选地，所述钴镍合金中，钴和镍的重量比为1:2-5。

本发明还提出的一种所述水泥粉磨系统专用氧化铝陶瓷球的制备方法，包括以下步骤：

S1、按配比将各原料放入球磨机中，加入水、聚丙烯酸胺和聚乙二醇后球磨8-10h得到泥浆，将泥浆脱水，并烘至含水量为0.5-1.2wt％，然后送入喷雾造粒塔中进行造粒得到粒料；

S2、将粒料成型后在45-55℃下干燥15-20h，然后加入微波烧结炉中进行两次微波烧结得到所述水泥粉磨系统专用氧化铝陶瓷球，其中一次微波烧结的温度为1200-1350℃，一次微波烧结的时间为0.5-1.3h，二次微波烧结的温度为1550-1630℃，二次微波烧结的时间为2-3.5h；在烧结的过程中，选择了微波烧结，并控制了烧结的工艺参数，使陶瓷显微组织均匀促进了致密化，使陶瓷球的力学性能最佳，其中，相对密度达到99.6％，抗弯强度达到1150MPa以上，断裂韧性为10.8MPa·m1/2以上，维氏硬度可达1920HV以上，压碎强度为2.895kN以上，自磨损率小于5.56ppm/h。

优选地，在S1中，聚丙烯酸胺的重量为各原料总重量的0.5-1％，聚乙二醇的重量为各原料总重量的1-2％。

优选地，在S2中，将粒料放入冷等静压机中进行成型，其中成型的压力为80-95MPa，保压的时间为15-25min。