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2019-5
耐材之窗耐火原料指數
綜合指數
  • 綜合指數:208.43
  • 上月:214.01
  • 環比: -2.60%
  • 去年同期:247.83
  • 同比: -15.90%
耐材之窗耐火原料2019年5月月報.pdf 下載
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不同助磨劑對尖晶石細粉細度的影響
  瀏覽量:19339 發布時間:2016-02-04

概述:

   在實驗室條件下對比了木質素磺酸鈣(木鈣)、FDN減水劑、乙醇、油酸、乙二醇五種助磨劑對尖晶石粉磨細度的影響,以及用其制成的剛玉(尖晶石)質耐火澆注料的相關性能的影響,選取了助磨效果和綜合指標最好的乙二醇為助磨劑,試驗了其不同添加量對粉磨細度的影響,找出了較佳添加量。同時在1000升振動磨進行了生產性試驗,經濟效益明顯。

試驗:

1.      試驗原料及設備

選取傾倒爐生產的0-0.3mm電熔尖晶石為入磨料,稱取4kg加入φ30×30cm陶瓷試驗磨罐內進行粉磨,研磨體為φ15-35mm剛玉球,研磨體重15kg粉磨時間22小時對比添加不同助磨劑對磨制細粉細度的影響

電熔尖晶石化學組成見表1

1 入磨尖晶石原料的化學組成

Al2O3

SiO2

Fe2O3

CaO

MgO

TiO2

Na2O

灼減

73.36

0.28

0.29

0.30

25.03

-

0.19

-

2.  粉磨細度測試

2.1  細度

粉磨細度測試

 

助磨劑

種類

加入量

%

研磨

時間

h

粒度分布%

備注

+0.5mm

+0.3

mm

+0.21

mm

+0.10

mm

-0.075

mm

-0.045

mm

D50 um

-

-

-

-

0

6.0

30.7

64.8

23.2

8.5

-

入磨料0-0.5mm顆粒

0

-

22

0

0.8

4.0

19.2

71.2

54.8

-

有料球粘磨壁現象

1

木鈣

0.4

22

0

1.0

3.8

17.6

68.9

53.8

-

料球磨壁之間不粘附

2

FDN

0.4

22

0

0.2

1.3

6.7

83.5

66.0

-

料球磨壁之間不粘附

3

乙醇

0.3

22

0

0.1

0.5

7.2

84.3

62.3

-

料球磨壁之間不粘附,研磨球光滑,料流動性好 

4

油酸

0.1

22

0

0

0.1

0.2

99.5

99.0

1.37

料球磨壁之間有所粘附,與粉較細有關

5

乙二醇

0.1

22

0

0

0.1

0.3

98.0

97.7

1.88

料球磨壁間有所粘附,與粉較細有關

分析:

通過上述實驗,可以得出以下結論:

1.     除木鈣外,四種助磨劑對尖晶石粉磨細度均有促進作用;

2.     五種助磨劑助磨效果以油酸、乙二醇最為顯著,FDN減水劑、乙醇稍差;

3.     在同等研磨時間條件下,助磨劑中油酸、乙二醇添加0.1% 使細粉中325目篩下物分別增加了80.6% 78.3% FDN減水劑添加0.4%、乙醇添加0.3% 使325目篩下物分別增加了20.4% 13.7% 。 【篩下物計算方法:例如乙二醇添加0.1%325篩下物增加量=97.7-54.8/54.8×100=78.28%≈78.3%】

2.2 選取磨制的0#2#3#4#5#尖晶石細粉配制的剛玉(尖晶石)質耐火澆注料的相關性能以電熔白剛玉為骨料,采用 a- Al2O3微粉(安邁CL370C)、磨制的尖晶石細粉為基質料,電熔70鋁酸鈣水泥做結合劑,以分散氧化鋁ADS1為外加劑,按照表3配料。成型自然養護2d后在110干燥24h11001500煅燒保溫3h測其強度及線變化,指標見表4

3    澆注料的組成

原料

粒度

 編號

A0

A2

A3

A4

A5

 

電熔白剛玉

 

3-5mm

26

26

26

26

26

1-3mm

20

20

20

20

20

0.5-1mm

12

12

12

12

12

0-0.3mm

4

4

4

4

4

尖晶石

0-0.3mm

-

-

-

10

10

尖晶石細粉

0-325#

220號)

222號)

223號)

124號)

125號)

a- Al2O3微粉

 CL370C

10

10

10

10

10

70鋁酸鈣水泥

5

5

5

5

5

分散氧化鋁ADS1

1

1

1

1

1

4    澆注料的性能

編號

 A0

A2

A3

A4

A5

溫度OC

14

14

14

14

14

加水量(重量比)%

4.2

4.4

4.2

4.2

4.2

流動值(跳臺30次)mm

170

180

200

120

165

凝結時間(min

20

25

25

18

12

/

強度MPa

110OC*24h

108.7/14.1

88.1/14.9

98.4/14.7

102.8/14.7

118.1/16.3

1100OC*3h

183.7/24.6

165.0/23.6

175.9/26.9

163.4/23.6

176.9/24.1

1500OC*3h

179.1/38.8

138.4/30.4

122.8/30.9

136.6/30.6

115.6/31.6

燒后線變化

%

1100OC*3h

+0.01

-0.02

+0.01

-0.03

+0.03

1500OC*3h

+0.67

+1.15

+1.84

+1.85

+2.19


注:1. 澆注料的編號與所磨制的尖晶石細粉編號相一致;

    2. 2#、3#4#5# 1500OC燒后微有變形。



分析:

1.     幾種不同尖晶石粉配制的剛玉尖晶石質澆注料用水量無大的差異;

2.     添加油酸的尖晶石粉流動性較差(120mm,其它幾種振動流動值都在165-180mm間,對流動性沒有負作用;

3.     添加油酸、乙二醇的尖晶石粉凝結時間略快于其它幾種細粉,分析原因一是該兩種細粉細度較細,二是過多的油酸和乙二醇可能對澆注料具有促凝作用,應在保證助磨效果前提下盡量減少添加量;

4. 添加助磨劑的試樣1500OC燒后微有變形,強度有所降低,膨脹大,以助磨效果最好的乙二醇最為嚴重,應在保證助磨效果的同時盡量降低其用量。

 

3.助磨劑較佳添加量的試驗

在澆注料試驗的基礎上,選取綜合效果較好的乙二醇做助磨劑,比較了不同添加量對細粉細度的影響,詳見表5 

5

助磨劑

種類

PH

加入量

%

研磨

時間

h

粒度分布%

 

備注

+0.075mm

-0.045mm

D50 um

6

乙二醇

6

0.05

22

0.6

99.2

3.40

料球磨壁之間粘附不嚴重

7

乙二醇

-

0.04

22

0.4

99.2

3.13

料球磨壁之間粘附

8

乙二醇

-

0.03

22

10.8

69.6

-

料球磨壁之間粘附,球光滑

9

油酸

5

0.05

22

6.0

80.0

-

料球磨壁之間不粘附,球光滑

 

分析:

油酸降至0.05%時助磨效果明顯下降,僅僅磨到200目以細;而乙二醇降至0.04-0.05 %時,助磨效果仍然很好,再降至0.03%時助磨效果明顯下降;由此乙二醇

添加量應在0.04-0.05%為較佳。

 

4.在滿足細度要求前提下,尋求較佳助磨劑添加量的基礎上,同條件下再次對比驗證了油酸、乙二醇對澆注料性能的影響。詳見表6、7:

6    澆注料的組成

原料

粒度

A0

A6

A9

 

電熔白剛玉

 

3-6mm

26

26

26

1-3mm

20

20

20

0-1mm

12

12

12

0-0.3mm

4

4

4

尖晶石砂

0-0.3mm

-

10

7

尖晶石細粉

0-325#

220號)

126號)

159號)

a- Al2O3微粉

 CL370C

10

10

10

70鋁酸鈣水泥

5

5

5

分散氧化鋁ADS1

1

1

1

 

7   澆注料的性能

編號

 A0

A6

A9

溫度OC

17.5

17.5

17.5

加水量(重量比)%

4.4

4.4

4.4

流動值(自流)mm

180

180

160

凝結時間(min

29

15

20

/

強度MPa

110OC*24h

104.06/13.52

110.94/15.56

98.12/15.68

1100OC*3h

174.37/23.16

175.94/23.16

169.69/23.4

1500OC*3h

184.37/30.65

171.87/33.69

193.12/36.04

燒后線變化

%

1100OC*3h

+0.07

+0.07

+0.05

1500OC*3h

+0.68

+0.96

+0.61

注: 1. 澆注料的編號與所磨制的尖晶石細粉編號一致;

2. 6#、9#澆注料配比與0#不同是為了使三個配方具有同樣的尖晶石含量和基質組成,因為三種尖晶石細粉325目篩下物含量不等;

3. 試樣1500OC燒后無變形。

分析: 1.從流動性能來看,同用水量情況下,細粉中添加油酸0.05%的配方流動性相比最差,添加乙二醇0.05%的配方對流動性無不良影響,這與前面實驗相一致;

2.細粉中添加油酸、乙二醇作助磨劑都對澆注料具有促凝作用,乙二醇此作用稍強烈一些,這也與前面實驗相一致,應進一步進行實驗分析其原因;

      3.強度線變化方面,烘干強度以添加乙二醇的為最高,添加油酸的略低一些;1100 OC

       1500 OC強度基本相差不大,但加乙二醇的1500 OC膨脹較大一些,需進一步進行實驗分析造成高溫膨脹量增大的原因。

4.       為證實上述分析,在同環境條件下,實驗了純剛玉質和尖晶石質澆注料在細粉基質細度基本相同情況下,采用外加和磨入基質細粉中兩種不同添加方法進行澆注料性能對比,實驗配方和結果如表8、表9

8    澆注料的組成

原料

B0

B0*

B1

B2

B3

B4

 B5

電熔

剛玉

 

 

3-6mm

26

26

26

26

26

26

26

1-3mm

20

20

20

20

20

20

20

0-1mm

12

12

12

12

12

12

12

0-0.3mm

14

14

14

14

14

14

14

0-325#

12

12

0

0

0

0

0

尖晶石細粉

0

 0

12

D50

1.92um

12

D50

1.92um

12

D50

1.92um

12

D50

1.37um

12

D50

1.88um

a- Al2O3  CL370C

10

10

10

10

10

10

10

70鋁酸鈣水泥

5

5

5

5

5

5

5

分散氧化鋁ADS1

1

1

1

1

1

1

1

助磨劑添加方式

助磨劑

澆注料外加乙二醇0.02%

助磨劑

澆注料外加乙二醇0.02%

澆注料外加油酸0.02%

粉磨的4#尖晶石粉含油酸0.1%

粉磨的5#尖晶石粉含乙二醇0.1%

 

9   澆注料的性能

編號

B0

B0*

B1

B2

B3

B4

B5

溫度OC

20.5

20.5

20.5

20.5

20.5

20.5

20.5

加水量(重量比)%

4.4

4.4

4.4

4.4

4.4

4.4

4.4

流動值(自流)mm

160

155

195

200

170

120

180

凝結時間(min

20

15

15

18

18

13

12

/

強度MPa

110*

24h

77.5/

9.59

80.94/

13.1

104.37/

15.44

105.0/

15.68

110.31/

16.38

100.94/

18.95

118.75/

17.55

1500*3h

171.25/

29.84

167.19/

29.48

230.00/

36.62

235.00/

32.29

218.75/

32.99

134.69/

29.48

167.19/

29.48

燒后線變化

%

110*

24h

-0.03

-0.03

-0.03

-0.02

-0.03

-0.03

-0.02

1500*3h

+0.45

+0.40

+0.25

+0.26

+0.26

+1.86

+2.08

分析:1. 從流動性能來看,同用水量情況下,添加油酸的配方B3B4流動性均不同程度有所下降,與前面實驗相一致;乙二醇對流動性無不良影響;

2. 純剛玉質的澆注料不加乙二醇的B0 與外加0.02%乙二醇的B0*相比較,除了凝結時間略快外,對強度和1500燒后線變化并無不良影響;

      3. 更換同細度尖晶石細粉后外加乙二醇和油酸0.02%,對強度和1500燒后線變化均無不良影響,由此可以判斷造成前面試驗高溫膨脹量增大的原因,是由尖晶石細粉的問題造成的,與助磨劑無關。

結論:1.  以油酸、乙二醇做助磨劑助磨效果顯著,大大優于乙醇、FDN等添加劑;2.  使用油酸做助磨劑磨制的尖晶石細粉會明顯降低澆注料的流動性;4.   乙二醇做助磨劑磨制尖晶石細粉對澆注料性能無不良影響,其較佳添加量為 0.04-0.05%;5.   以上實驗成果已推廣應用于各種細粉的生產中,經濟效益明顯。


附:添加助磨劑后尖晶石細粉粉磨成本分析


 1000振動磨生產0-325目尖晶石細粉成本分析(電機功率按照9KW計)


原料

入磨粒度mm

h

325# 篩余

%

備注

電熔尖晶石

0-1

17

5

無助磨劑

電熔尖晶石

0-1

14

5

添加乙醇

電熔尖晶石

0-1

8.5

5

工業級乙二醇0.05 %

l      工業級乙二醇價格:18/公斤

l      毎磨裝料300kg

l      助磨劑噸增加成本:噸消耗0.05%*1000=0.5公斤 0.5*18=9

l      加新助磨劑后使得0-325#尖晶石細粉產量比目前提高1.65

l      噸產品節電=(原研磨時間-添加助磨劑后研磨時間)×3.33×磨機電機功率

=148.5)×3.33 ×9=165°

l      噸產品節約電費165×0.4=66

l      噸產品新增綜合效益1.65×66= 108.9. 除去助磨劑噸增加成本9元,

實際噸產品新增綜合效益=99.9

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