CN103964868B - 磁性材料烧成窑用推板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁性材料烧成窑用推板及其制备方法。该窑用推板的组分主要包括3-0.1mm烧结莫来石6-8份、325目以下电熔白刚玉1-2份、游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土0.5-2份以及结合粘土0.3-0.6份。该窑用推板的制备方法包括预混合料的制备、混合料的制备、坯体成型、烘干和烧成。本发明的优点为该窑用推板的抗热震稳定性高、强度高、延长了使用寿命，由此获得经济效益较为客观；本发明窑用推板的制备方法简单易行、容易实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种窑用推板及其制备方法，尤其涉及一种磁性材料烧成窑用推板及其制备方法。
背景技术
推板窑是化工领域常用的热工设备，目前磁性材料大多在推板窑炉中烧结完成。窑炉的工作温度在1100℃-1450℃之间，并采取充氮保护。窑用推板是窑炉中极为重要的部件之一，其采用刚玉-莫来石制成，使用寿命通常在6个月以上，同时，其在使用过程中不能出现断裂、变形或者掉块等现象，否则将会发生拱窑事故，即推板卡死通道，推板机推不动，由此导致的后果轻则停窑修理，重则要拆窑处理，给使用单位造成严重损失。究其原因：推板窑是循环生产的，窑用推板需经受室温—高温—室温等较为频繁的热冲击，所以窑用推板的抗热震稳定性能是决定其使用寿命的主要原因，而现有的窑用推板正是在此方面存在缺陷，由此引出了亟待解决的技术问题。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种能提高抗热震稳定性能的磁性材料烧成窑用推板；本发明的第二目的是提供该推板的制备方法。
技术方案：本发明所述磁性材料烧成窑用推板，其特征在于包括如下重量份的组分：
其中，所述烧结莫来石为3-1mm3份、1-0.5mm2份、0.5-0.1mm2份。
所述游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土的粒度在200目以下。
所述电熔白刚玉为200目以下1.5份。
所述结合粘土为广西结合粘土。
本发明所述磁性材料烧成窑用推板的制备方法，包括如下步骤：
(1)预混合料的制备：称取1-2份200目以下电熔白刚玉、0.5-2份游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土和0.3-0.6份结合粘土，经搅拌混合后备用；
(2)混合料的制备：称取6-8份3-0.1mm烧结莫来石，经混合后依次加入预混合料和水，然后混碾出料；
(3)坯体成型：将混合料在290-320Mpa条件下压制成型得到坯体；
(4)烘干：将坯体烘干至残留水分低于0.5％；
(5)烧成：坯体经1500-1600℃烧成5-6h即得到磁性材料烧成窑用推板。
其中，步骤(1)中，所述搅拌是在锥形搅拌混合机中进行，搅拌速度控制在30-40转/min，搅拌时间为1-1.5h。
步骤(2)中，所述烧结莫来石的混合时间为5-6min，加水量为0.3-0.5份，混碾时间为25-30分钟，所述混碾在行星式泥碾混合机中进行。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明磁性材料烧成窑用推板的抗热震稳定性高、强度高、延长了使用寿命，由此获得经济效益较为客观；本发明窑用推板的制备方法简单易行、容易实现。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作详细说明。
本发明的窑用推板主要包括烧结莫来石、电熔白刚玉、煅烧瓷土以及结合粘土。其中，在推板中加入煅烧瓷土的目的在于：一是促进推板烧结，提高其强度；二是减少推板在烧成过程中产生的体积效应，提高成品率；三是提高推板的抗热震稳定性。参考表1中的数据，现有推板不加煅烧瓷土，其在烧成过程中出现膨胀现象，推板次品率高达10％，同时由于烧结程度不好，使用中容易掉角，且抗热震稳定性为60次(1100℃水冷)，不能满足使用厂家日益增长的使用要求。后来我们采用主晶相为莫来石、游离SiO2为方石英的煅烧瓷土进行试验，发现推板的烧结程度虽有所提高，即常温耐压强度可达110Mpa，但抗热震稳定性提高不大，即抗热震稳定性只有65次。经过研究分析，我们发现煅烧瓷土中游离的SiO2大多是以α-石英(即方石英)形式存在，只有极少量的SiO2以玻璃态形式存在，在经受室温—高温—室温温度变化时，方石英向鳞石英转化，且方向是可逆的，引起了体积变化，故对提高推板的抗热震稳定性作用不大。经过进一步探索分析，我们采用主晶相为莫来石、游离的SiO2以玻璃态形式存在的煅烧瓷土进行试验，发现制得的推板烧结程度较好，常温耐压强度高达120Mpa，抗热震稳定性高达90次，产品的成品率提高到98％。究其原因，这种煅烧瓷土在经受室温—高温—室温温度变化时，不但其自身体积几乎没有变化，而且还可以部分抵消其它晶体因温度变化产生的体积变化，从而使整个材料的体积稳定，抗热震稳定性能好。
其次，煅烧瓷土的粒径和加入量也有考究，瓷土粒度优选为200目以下，加入量为0.5-2份，所占比例相应较少，粒度选择过粗，不能分散均匀，影响产品的外观，且达不到促进产品烧结的目的；粒度过细达不到坯体密度最大化的原料粒度配比要求，影响产品的体积密度。除了煅烧瓷土，推板中烧结莫来石粒度控制在3-0.1mm，加入量为6-8份；电熔白刚玉的粒度为200目以下，加入量为1-2份；结合粘土为0.3-0.6份(优选为广西结合粘土，该粘土利于成型，价格适宜)。这些组分及其数量的选取都是为了使推板得到最大的密度，提高了推板的常温耐压强度和抗热稳定性，符合耐火材料原料级配原理。
另外，本发明推板制备方法中的相关步骤和参数的设置也相当重要，例如：搅拌速度、搅拌时间、泥碾/混碾时间、压制压强、烧成温度时间等。这些数据是我们通过无数的试验分析总结得出的，具有突出的实质性特点，取得了有益的进步。
表1：煅烧瓷土加入前后1500℃×6h烧成推板物理性能对比表(平均值)
其中，煅烧瓷土1为主晶相为莫来石、游离SiO2为方石英的煅烧瓷土；煅烧瓷土2为主晶相为莫来石、游离的SiO2以玻璃态形式存在的煅烧瓷土，购自法国达姆瑞克公司。
实施例1：
产品配方：烧结莫来石为3份3-1mm、2份1-0.5mm和2份0.5-0.1mm；电熔白刚玉为1.5份200目以下；游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土为1份200目以下，广西结合粘土0.5份。
生产工艺：
(1)预混合料的制备：按上述配比称取电熔白刚玉、游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土和广西结合粘土，经搅拌混合后备用；其中，搅拌是在锥形搅拌混合机中进行，搅拌时间为40转/min，搅拌时间为1.5h。
(2)混合料的制备：按上述比例称取烧结莫来石，经泥碾后依次加入预混合料和水，然后混碾出料；所述泥碾和混碾在行星式泥碾混合机中进行，泥碾时间为5分钟，混碾时间为25分钟；所述水的加入量为0.3份。
(3)坯体成型：将混合料在290Mpa条件下压制成型得到坯体；
(4)烘干：将坯体烘干至残留水分低于0.5％；
(5)烧成：坯体经1500℃烧成6h即得到磁性材料烧成窑用推板。
实施例2：
产品配方：烧结莫来石为6份0.1-3mm；电熔白刚玉为1份325目以下；游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土为0.5份200目以下，普通结合粘土0.3份。
按照实施例1的方法步骤重复试验，但是搅拌时间为30转/min，搅拌时间为1h；颗粒料混合时间为6分钟，加入预混料和水后，混碾时间为30分钟；所述水的加入量为0.5份；坯体成型的压强为320Mpa；坯体烧成温度为1500℃，烧成时间为5小时。
实施例3：
产品配方：烧结莫来石为8份0.1-2mm；电熔白刚玉为2份200目以下；游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土为2份150目以下，广西结合粘土0.6份。
按照实施例1的方法步骤重复试验，但是搅拌时间为35转/min，搅拌时间为1.2h；颗粒料混合时间为5.5分钟，加入预混料和水后，混碾时间为38分钟；所述水的加入量为0.4份；坯体成型的压强为300Mpa；坯体烧成温度为1550℃，烧成时间为5.5小时。
实施例4：
产品配方：烧结莫来石为2份3-1mm、3份1-0.5mm和2份0.5-0.1mm；电熔白刚玉为0.5份200目以下、1份325目以下和0.5份150目以下；游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土为1.8份200目以下，广西结合粘土0.5份。
按照实施例1的方法步骤重复试验。
对上述实施例制得的推板进行性能测试，结果见表2。
表2为实施例1-4制得推板的物理性能对比表
Claims (8)
1.一种磁性材料烧成窑用推板，其特征在于包括如下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述磁性材料烧成窑用推板，其特征在于：所述烧结莫来石为3-1mm3份、1-0.5mm2份、0.5-0.1mm2份。
3.根据权利要求1所述磁性材料烧成窑用推板，其特征在于：所述游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土的粒度在200目以下。
4.根据权利要求1所述磁性材料烧成窑用推板，其特征在于：所述电熔白刚玉为200目以下1.5份。
5.根据权利要求1所述磁性材料烧成窑用推板，其特征在于：所述结合粘土为广西结合粘土。
6.一种磁性材料烧成窑用推板的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)预混合料的制备：称取1-2份200目以下电熔白刚玉、0.5-2份游离SiO2呈玻璃态的煅烧瓷土和0.3-0.6份结合粘土，经搅拌混合后备用；
(2)混合料的制备：称取6-8份3-0.1mm烧结莫来石，经混合后依次加入预混合料和水，然后混碾出料；
(3)坯体成型：将混合料在290-320MPa条件下压制成型得到坯体；
(4)烘干：将坯体烘干至残留水分低于0.5％；
(5)烧成：坯体经1500-1600℃烧成5-6h即得到磁性材料烧成窑用推板。
7.根据权利要求6所述磁性材料烧成窑用推板的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述搅拌是在锥形搅拌混合机中进行，搅拌速度控制在30-40转/min，搅拌时间为1-1.5h。
8.根据权利要求6所述磁性材料烧成窑用推板的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述烧结莫来石的混合时间为5-6min，加水量为0.3-0.5份，混碾时间为25-30分钟，所述混碾在行星式泥碾混合机中进行。
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| CN103664153A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 长兴宏业高科高温耐火材料有限公司 | 一种高温抗蠕变莫来石-堇青石制品及其制备方法 |
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| 莫来石-高硅氧玻璃复相材料的研制;李红霞等;《耐火材料》;19971231;第31卷(第1期);第16页左栏第1段，右栏第1-2段，第17页左栏第2段及第18页右栏第1段 * |
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