纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了一种纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板，特别涉及一种主要成分包 括碳化硅、硅石、金属硅、金属铝粉、含碳粉料和含氧化钛的天然矿料纯低温余热发电用超 耐磨陶瓷衬板的制备方法。
【背景技术】
[0002] 纯低温余热发电利用水泥生产过程中多余的热能转换为电能的技术，余热发电不 仅节能，还有利于环境保护。在干法水泥生产线中的窑尾预热器排出的废气设置窑尾余热 锅炉，利用窑头熟料冷却机排出的废气设置窑头余热锅炉，四台余热锅炉产生的过热蒸汽 供汽轮机进行发电，达到综合利用、节能环保的目的；采用的压力为〇. 69-1. 25Mpa，温度为 280-340°C，出口的废气风量高达82000-180000m3/h，温度在90-360°C，并且废气粉尘粒度 较大，这些对余热锅炉和各种管道产生剧烈的冲刷和磨损，目前，纯低温余热发电系统所用 的是耐磨浇注料，由于耐磨浇注料是涂抹粘结到纯低温余热发电系统的内壁上，容易在蒸 汽、高风量、熟料颗粒的冲击和腐蚀下，掉块、磨损和腐蚀，需要经常修补或更换，使整个纯 低温余热发电系统成本增高、寿命降低。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的上述技术问题是提供了一种有以下特点的纯低温余热发电用超 耐磨陶瓷衬板，从而代替了目前所用的耐磨浇注料：该高强耐磨陶瓷衬板具有寿命长、耐高 温、耐氧化，高温强度高、耐磨性好、易安装等优点。
[0004] 本发明的纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板为解决上述技术问题，本发明的技 术方案如下：一种水泥窑纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板，原始料为碳料为碳化硅、 硅石、金属硅、金属铝粉、含碳粉料和含氧化钛的天然矿料，充分混合后，把制得的混合料 在1300-1600°c下，在氮气气氛中烧制，烧制后，将烧制后的混合料与添加剂均匀混合， 倒入事先组装好的模具内，进行高压成型，将成型好的砖坯放入干燥器烘干，烘干温度常 温-220°C，时间大于25小时；保温结束后，逐渐降温，时间为4-10小时，硬化后出炉，制成 水泥窑纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板。
[0005] 本发明原始料的配比为：
[0006] 碳化硅加入量占原始料总重量的百分比为15-50%，
[0007] 硅石加入量占原始料总重量的百分比为4-15%，
[0008] 金属硅加入量占原始料总重量的百分比为5-10%，
[0009] 金属铝粉加入量占原始料总重量的百分比为3-20%，
[0010] 含碳粉料加入量占原始料总重量的百分比为20-30%
[0011] 另外加添加剂加入量占原始料总重量的百分比为6-8%。
[0012] 所述的碳化娃具有不同的粒度等级，其粒度分布在0-0. 044mm、0. 044mm-0. 074mm、 0· 074-lmm、l-3mm、3-5mm中的两个或两个以上的粒度区间。
[0013] 所述的金属硅粉、金属铝粉、含碳粉料和含氧化钛的天然矿料具有不同的粒度等 级，其粒度分布在〇 _〇. 02mm、0. 02mm-0. 044mm、和0. 044mm-0. 074mm中的1个或1个以上的 区间。
[0014] 含氧化钛的天然矿料为金红石粉、钛铁矿一种或两种结合使用。
[0015] 含碳粉料为石墨、废电极、炭黑和焦炭一种、两种或几种结合使用。
[0016] 其中添加剂包括糊精、亚硫酸纸浆废液、聚合氧化铝、硫酸铝、多聚磷酸钠、硅酸钠 中的一种、两种或几种结合使用。
[0017] 本发明的制备方法为：
[0018] 步骤一、混料及搅拌，按配比配好原料，碳化硅加入量占原始料总重量的百分比 为15-50%，硅石加入量占原始料总重量的百分比为4-15%，金属硅加入量占原始料总重 量的百分比为5-10%，金属铝粉加入量占原始料总重量的百分比为3-20%，含碳粉料加入 量占原始料总重量的百分比为20-30%，另外加添加剂加入量占原始料总重量的百分比为 6-8 %，在砂浆搅拌机进行均匀搅拌，搅拌5分钟，把制得的混合料在1300-1600°C下，在氮 气气氛中烧制；
[0019] 步骤二、烧制后，将烧制后的混合料与添加剂均匀混合，倒入事先组装好的模具 内，进行高压成型；
[0020] 步骤三、将成型好的砖坯放入干燥器烘干，烘干温度常温-220°C，时间大于25小 时；保温结束后，逐渐降温，时间为4-10小时，硬化后出炉，制成水泥窑纯低温余热发电用 超耐磨陶瓷衬板。
[0021 ] 在本发明中原始料为碳化硅、硅石、金属硅、金属铝粉、含碳粉料和含氧化钛的天 然矿料，在1300-1600°C下，在氮气气氛中烧制，在烧制的过程中硅石中的二氧化硅脱氧和 碳化，形成碳化硅、氮化硅，从而减少了原始料中的碳化硅的用量；在烧制的过程中加热、脱 氧并氮化，从而含氧化钛的天然矿料生成氮化钛，由于耐材中含有氮化钛，具有较好的耐腐 蚀性，而且不是在原料中直接引入，而是用来源方便的含氧化钛的天然矿料在制备过程中 形成，从而不仅提高了产品的性能，而且降低了成本，因为氮化钛的价格极高。由于在产品 中共同存在钛和碳化硅，在产品上形成了耐氧化的薄膜，结果大大抑制碳化硅的氧化，同时 也抑制氮化钛的氧化；在原始料中含有金属硅、金属铝粉、含碳粉料，这些粉料具有较高的 脱氧性能，在产品内部能维持住强还原气氛，来形成氮化钛、碳化硅、氮化硅的一些陶瓷增 强晶须；并且本发明制备方法简单易行，非常有利于产业化生产制造和节能降耗。
[0022] 在用本发明施工时，只需把制品通过焊孔焊接到所需衬体的部位上，缝隙用高效 粘结剂密封即可。
【具体实施方式】
[0023] 以下所述实施例详细说明本发明，在这些实施例中，除另有说明外，所有份数和百 分比均按重量计算。
[0024] 实施例1
[0025]
[0031] 实施例1、2、3的制备工艺流程：
[0032] 本发明的制备方法为：
[0033] 步骤一、混料及搅拌，按配比配好原料，在砂浆搅拌机进行均匀搅拌，搅拌5分钟， 把制得的混合料在1300-1600°C下，在氮气气氛中烧制；
[0034] 步骤二、烧制后，将烧制后的混合料与添加剂均匀混合，倒入事先组装好的模具 内，进行高压成型；
[0035] 步骤三、将成型好的砖坯放入干燥器烘干，烘干温度常温-220°C，时间大于25小 时；保温结束后，逐渐降温，时间为4-10小时，硬化后出炉，制成水泥窑纯低温余热发电用 超耐磨陶瓷衬板。
[0036] 在施工时，只需把制品通过焊孔焊接到所需衬体的部位上，缝隙用高效粘结剂密 封即可。
【主权项】
1. 一种纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板的制备方法，其特征在于：步骤一、混料及 搅拌，按配比配好原料，碳化硅加入量占原始料总重量的百分比为15-50%，硅石加入量占 原始料总重量的百分比为4-15%，金属硅加入量占原始料总重量的百分比为5-10%，金属 铝粉加入量占原始料总重量的百分比为3-20%，含碳粉料加入量占原始料总重量的百分比 为20-30%，另外加添加剂加入量占原始料总重量的百分比为6-8%，在砂浆搅拌机进行均 匀搅拌，搅拌5分钟，把制得的混合料在1300-1600°C下，在氮气气氛中烧制；步骤二、烧制 后，将烧制后的混合料与添加剂均匀混合，倒入事先组装好的模具内，进行高压成型；步骤 三、将成型好的砖坯放入干燥器烘干，烘干温度常温-220°C，时间大于25小时；保温结束 后，逐渐降温，时间为4-10小时，硬化后出炉，制成水泥窑纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬 板。2. 根据权利要求1所述的纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板的制备方法，其特征在 于：碳化娃具有不同的粒度等级，其粒度分布在〇-〇. 044mm、0. 044mm_0. 074mm、0. 074-lmm、 l-3mm、3-5mm中的两个或两个以上的粒度区间。3. 根据权利要求1所述的纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板的制备方法，其特征在 于：金属硅粉、金属铝粉、含碳粉料和含氧化钛的天然矿料具有不同的粒度等级，其粒度分 布在 〇-〇. 02mm、0. 02mm-0. 044mm、和 0. 044mm-0. 074mm中的 1 个或 1 个以上的区间。
【专利摘要】本发明是提供一种具有寿命长、耐高温、耐氧化，高温强度高、耐磨性好、易安装等优点的纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板，本发明的技术方案如下：原始料为碳化硅、硅石、金属硅、金属铝粉、含碳粉料和含氧化钛的天然矿料，充分混合后，把制得的混合料在1300-1600℃下，在氮气气氛中烧制，烧制后，将烧制后的混合料与添加剂均匀混合，倒入事先组装好的模具内，进行高压成型，将成型好的砖坯放入干燥器烘干，保温结束后，逐渐降温，时间为4-10小时，硬化后出炉，制成纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板。
【IPC分类】C04B35/622, C04B35/565
【公开号】CN105418073
【申请号】CN201410527566
【发明人】付延峰, 鲁轶
【申请人】洛阳地拓机械有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年9月19日