2019-7
        耐材之窗耐火原料指数
        综合指数
        • 综合指数:202.37
        • 上月:201.84
        • 环比: +0.26%
        • 去年同期:237.83
        • 同比: -14.91%
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        不同助磨剂对尖晶石细粉细度的影响
          浏览量:25772 发布时间:2016-02-04

        概述:

           在实验室条件下对比了木质素磺酸钙(木钙)、FDN减水剂、乙醇、油酸、乙二醇五种助磨剂对尖晶石粉磨细度的影响,以及用其制成的刚玉(尖晶石)质耐火浇注料的相关性能的影响,选取了助磨效果和综合指标最好的乙二醇为助磨剂,试验了其不同添加量对粉磨细度的影响,找出了较佳添加量。同时在1000升振动磨进行了生产性试验,经济效益明显。

        试验:

        1.      试验原料及设备

        选取倾倒炉生产的0-0.3mm电熔尖晶石为入磨料,称取4kg加入φ30×30cm陶瓷试验磨罐内进行粉磨,研磨体为φ15-35mm刚玉球,研磨体重15kg,粉磨时间22小时,对比添加不同助磨剂对磨制细粉细度的影响

        电熔尖晶石化学组成见表1

        1 入磨尖晶石原料的化学组成

        Al2O3

        SiO2

        Fe2O3

        CaO

        MgO

        TiO2

        Na2O

        灼减

        73.36

        0.28

        0.29

        0.30

        25.03

        -

        0.19

        -

        2.  粉磨细度测试

        2.1  细度

        粉磨细度测试

         

        助磨剂

        种类

        加入量

        %

        研磨

        时间

        h

        粒度分布%

        备注

        +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颗粒

        0

        -

        22

        0

        0.8

        4.0

        19.2

        71.2

        54.8

        -

        有料球粘磨壁现象

        1

        木钙

        0.4

        22

        0

        1.0

        3.8

        17.6

        68.9

        53.8

        -

        料球磨壁之间不粘附

        2

        FDN

        0.4

        22

        0

        0.2

        1.3

        6.7

        83.5

        66.0

        -

        料球磨壁之间不粘附

        3

        乙醇

        0.3

        22

        0

        0.1

        0.5

        7.2

        84.3

        62.3

        -

        料球磨壁之间不粘附,研磨球光滑,料流动性好 

        4

        油酸

        0.1

        22

        0

        0

        0.1

        0.2

        99.5

        99.0

        1.37

        料球磨壁之间有所粘附,与粉较细有关

        5

        乙二醇

        0.1

        22

        0

        0

        0.1

        0.3

        98.0

        97.7

        1.88

        料球磨壁间有所粘附,与粉较细有关

        分析:

        通过上述实验,可以得出以下结论:

        1.     除木钙外,四种助磨剂对尖晶石粉磨细度均有促进作用;

        2.     五种助磨剂助磨效果以油酸、乙二醇最为显著,FDN减水剂、乙醇稍差;

        3.     在同等研磨时间条件下,助磨剂中油酸、乙二醇添加0.1% 使细粉中325目筛下物分别增加了80.6% 78.3% ,FDN减水剂添加0.4%、乙醇添加0.3% 使325目筛下物分别增加了20.4% 13.7% 。 【筛下物计算方法:例如乙二醇添加0.1%,325筛下物增加量=97.7-54.8/54.8×100=78.28%≈78.3%】

        2.2 选取磨制的0#2#3#4#5#尖晶石细粉配制的刚玉(尖晶石)质耐火浇注料的相关性能以电熔白刚玉为骨料,采用 a- Al2O3微粉(安迈CL370C)、磨制的尖晶石细粉为基质料,电熔70铝酸钙水泥做结合剂,以分散氧化铝ADS1为外加剂,按照表3配料。成型自然养护2d后在110干燥24h,11001500煅烧保温3h测其强度及线变化,指标见表4

        3    浇注料的组成

        原料

        粒度

         编号

        A0

        A2

        A3

        A4

        A5

         

        电熔白刚玉

         

        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

        尖晶石细粉

        0-325#

        220号)

        222号)

        223号)

        124号)

        125号)

        a- Al2O3微粉

         CL370C

        10

        10

        10

        10

        10

        70铝酸钙水泥

        5

        5

        5

        5

        5

        分散氧化铝ADS1

        1

        1

        1

        1

        1

        4    浇注料的性能

        编号

         A0

        A2

        A3

        A4

        A5

        温度OC

        14

        14

        14

        14

        14

        加水量(重量比)%

        4.2

        4.4

        4.2

        4.2

        4.2

        流动值(跳台30次)mm

        170

        180

        200

        120

        165

        凝结时间(min

        20

        25

        25

        18

        12

        /

        强度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

        烧后线变化

        %

        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. 浇注料的编号与所磨制的尖晶石细粉编号相一致;

            2. 2#、3#4#5# 1500OC烧后微有变形。



        分析:

        1.     几种不同尖晶石粉配制的刚玉尖晶石质浇注料用水量无大的差异;

        2.     添加油酸的尖晶石粉流动性较差(120mm,其它几种振动流动值都在165-180mm间,对流动性没有负作用;

        3.     添加油酸、乙二醇的尖晶石粉凝结时间略快于其它几种细粉,分析原因一是该两种细粉细度较细,二是过多的油酸和乙二醇可能对浇注料具有促凝作用,应在保证助磨效果前提下尽量减少添加量;

        4. 添加助磨剂的试样1500OC烧后微有变形,强度有所降低,膨胀大,以助磨效果最好的乙二醇最为严重,应在保证助磨效果的同时尽量降低其用量。

         

        3.助磨剂较佳添加量的试验

        在浇注料试验的基础上,选取综合效果较好的乙二醇做助磨剂,比较了不同添加量对细粉细度的影响,详见表5 

        5

        助磨剂

        种类

        PH

        加入量

        %

        研磨

        时间

        h

        粒度分布%

         

        备注

        +0.075mm

        -0.045mm

        D50 um

        6

        乙二醇

        6

        0.05

        22

        0.6

        99.2

        3.40

        料球磨壁之间粘附不严重

        7

        乙二醇

        -

        0.04

        22

        0.4

        99.2

        3.13

        料球磨壁之间粘附

        8

        乙二醇

        -

        0.03

        22

        10.8

        69.6

        -

        料球磨壁之间粘附,球光滑

        9

        油酸

        5

        0.05

        22

        6.0

        80.0

        -

        料球磨壁之间不粘附,球光滑

         

        分析:

        油酸降至0.05%时助磨效果明显下降,仅仅磨到200目以细;而乙二醇降至0.04-0.05 %时,助磨效果仍然很好,再降至0.03%时助磨效果明显下降;由此乙二醇

        添加量应在0.04-0.05%为较佳。

         

        4.在满足细度要求前提下,寻求较佳助磨剂添加量的基础上,同条件下再次对比验证了油酸、乙二醇对浇注料性能的影响。详见表6、7:

        6    浇注料的组成

        原料

        粒度

        A0

        A6

        A9

         

        电熔白刚玉

         

        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

        尖晶石细粉

        0-325#

        220号)

        126号)

        159号)

        a- Al2O3微粉

         CL370C

        10

        10

        10

        70铝酸钙水泥

        5

        5

        5

        分散氧化铝ADS1

        1

        1

        1

         

        7   浇注料的性能

        编号

         A0

        A6

        A9

        温度OC

        17.5

        17.5

        17.5

        加水量(重量比)%

        4.4

        4.4

        4.4

        流动值(自流)mm

        180

        180

        160

        凝结时间(min

        29

        15

        20

        /

        强度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

        烧后线变化

        %

        1100OC*3h

        +0.07

        +0.07

        +0.05

        1500OC*3h

        +0.68

        +0.96

        +0.61

        注: 1. 浇注料的编号与所磨制的尖晶石细粉编号一致;

        2. 6#、9#浇注料配比与0#不同是为了使三个配方具有同样的尖晶石含量和基质组成,因为三种尖晶石细粉325目筛下物含量不等;

        3. 试样1500OC烧后无变形。

        分析: 1.从流动性能来看,同用水量情况下,细粉中添加油酸0.05%的配方流动性相比最差,添加乙二醇0.05%的配方对流动性无不良影响,这与前面实验相一致;

        2.细粉中添加油酸、乙二醇作助磨剂都对浇注料具有促凝作用,乙二醇此作用稍强烈一些,这也与前面实验相一致,应进一步进行实验分析其原因;

              3.强度线变化方面,烘干强度以添加乙二醇的为最高,添加油酸的略低一些;1100 OC

               1500 OC强度基本相差不大,但加乙二醇的1500 OC膨胀较大一些,需进一步进行实验分析造成高温膨胀量增大的原因。

        4.       为证实上述分析,在同环境条件下,实验了纯刚玉质和尖晶石质浇注料在细粉基质细度基本相同情况下,采用外加和磨入基质细粉中两种不同添加方法进行浇注料性能对比,实验配方和结果如表8、表9

        8    浇注料的组成

        原料

        B0

        B0*

        B1

        B2

        B3

        B4

         B5

        电熔

        刚玉

         

         

        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

        尖晶石细粉

        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铝酸钙水泥

        5

        5

        5

        5

        5

        5

        5

        分散氧化铝ADS1

        1

        1

        1

        1

        1

        1

        1

        助磨剂添加方式

        助磨剂

        浇注料外加乙二醇0.02%

        助磨剂

        浇注料外加乙二醇0.02%

        浇注料外加油酸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   浇注料的性能

        编号

        B0

        B0*

        B1

        B2

        B3

        B4

        B5

        温度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

        流动值(自流)mm

        160

        155

        195

        200

        170

        120

        180

        凝结时间(min

        20

        15

        15

        18

        18

        13

        12

        /

        强度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

        烧后线变化

        %

        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. 从流动性能来看,同用水量情况下,添加油酸的配方B3B4流动性均不同程度有所下降,与前面实验相一致;乙二醇对流动性无不良影响;

        2. 纯刚玉质的浇注料不加乙二醇的B0 与外加0.02%乙二醇的B0*相比较,除了凝结时间略快外,对强度和1500烧后线变化并无不良影响;

              3. 更换同细度尖晶石细粉后外加乙二醇和油酸0.02%,对强度和1500烧后线变化均无不良影响,由此可以判断造成前面试验高温膨胀量增大的原因,是由尖晶石细粉的问题造成的,与助磨剂无关。

        结论:1.  以油酸、乙二醇做助磨剂助磨效果显著,大大优于乙醇、FDN等添加剂;2.  使用油酸做助磨剂磨制的尖晶石细粉会明显降低浇注料的流动性;4.   乙二醇做助磨剂磨制尖晶石细粉对浇注料性能无不良影响,其较佳添加量为 0.04-0.05%;5.   以上实验成果已推广应用于各种细粉的生产中,经济效益明显。


        附:添加助磨剂后尖晶石细粉粉磨成本分析


         1000振动磨生产0-325目尖晶石细粉成本分析(电机功率按照9KW计)


        原料

        入磨粒度mm

        h

        325# 筛余

        %

        备注

        电熔尖晶石

        0-1

        17

        5

        无助磨剂

        电熔尖晶石

        0-1

        14

        5

        添加乙醇

        电熔尖晶石

        0-1

        8.5

        5

        工业级乙二醇0.05 %

        l      工业级乙二醇价格:18/公斤

        l      毎磨装料300kg

        l      助磨剂吨增加成本:吨消耗0.05%*1000=0.5公斤 0.5*18=9

        l      加新助磨剂后使得0-325#尖晶石细粉产量比目前提高1.65

        l      吨产品节电=(原研磨时间-添加助磨剂后研磨时间)×3.33×磨机电机功率

        =148.5)×3.33 ×9=165°

        l      吨产品节约电费165×0.4=66

        l      吨产品新增综合效益1.65×66= 108.9. 除去助磨剂吨增加成本9元,

        实际吨产品新增综合效益=99.9

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