一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段及其制備方法，其按重量百分比計(jì)含有氧化鋁92?95%、碳化鎢0.5?2%、碳酸鈣0.8?3%、碳酸鎂1?1.2%、氮化鈦0.5?2%、二氧化硅1?3%、氧化鋯0.8?1%，形狀為圓柱體、球柱結(jié)合體、紡錘形或上下對(duì)稱的正四棱臺(tái)，采用壓制成型后高溫?zé)Y(jié)的方法制備，包括配料、球磨、噴霧造粒、料倉陳腐、壓型加工、高溫?zé)Y(jié)、清粉拋光、成品干燥等工序。制得的成品密度僅為鋼質(zhì)材料的一半，能有效節(jié)電、節(jié)能、減少碳排放；硬度高，耐磨性好；物耗低，經(jīng)濟(jì)性好；耐高溫，可長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度工作；韌性好，沖擊中不易破碎、崩缺，實(shí)用性好；結(jié)合力好，且更易成型。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及水泥加工領(lǐng)域，尤其涉及一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段及其制備方法。
技術(shù)介紹
制造水泥的主要原料是石灰石、粘土和鐵礦粉，為了控制凝結(jié)時(shí)間，還要在熟料中加入4％以下的石膏。水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，隨后要進(jìn)行原料預(yù)均化。水泥生料制備過程中，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動(dòng)力約占全廠動(dòng)力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，水泥粉磨約占40%。水泥研磨機(jī)具有對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)、能連續(xù)生產(chǎn)、破碎比大、易于調(diào)速粉磨產(chǎn)品的細(xì)度等特點(diǎn)。常用的水泥研磨機(jī)的工作原理為，物料由進(jìn)料裝置經(jīng)入料中空軸螺旋均勻地進(jìn)入磨機(jī)倉內(nèi)，該倉內(nèi)有階梯襯板或波紋襯板，內(nèi)裝不同規(guī)格鋼球或鋼段，筒體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力將鋼球或鋼段帶到一定高度后落下，對(duì)物料產(chǎn)生沖擊和研磨作用，能量的消耗主要是原料和研磨段的提升，其中研磨段的質(zhì)量大小對(duì)于能耗的影響很大。水泥研磨機(jī)研磨段是球磨機(jī)設(shè)備研磨物料介質(zhì)，通過球磨機(jī)研磨段、物料、襯板之間的碰撞摩擦產(chǎn)生磨削作用，從而將物料的粒徑進(jìn)一步減小。因此，研磨段在使用時(shí)的硬度和耐磨性是影響球磨整形效果的主要因素之一，在研磨過程中研磨段與襯板、研磨段與研磨段之間發(fā)生的摩擦不可避免，因此，還要求研磨段有極高的硬度。現(xiàn)有技術(shù)中，水泥研磨機(jī)用研磨段的材質(zhì)多為工具鋼或高碳不銹鋼，材料相互之間、與物料之間磨損較大，表面易剝蝕，損耗率大，更換快；同時(shí)，鋼質(zhì)的磨段質(zhì)量大，工作時(shí)功耗高，帶來的碳排放大，同時(shí)不銹鋼材質(zhì)中的鉻污染對(duì)于水泥來說是非常不利的，影響能量效率和環(huán)保；另外有一部分采用硬質(zhì)合金或陶瓷材料，該類材料能很好適應(yīng)水泥研磨機(jī)的使用工況，但其成本高，易破碎、成型時(shí)尺寸不易控制、成型后表面不規(guī)整一致。綜上所述，如何提高水泥研磨機(jī)研磨段的硬度、耐磨性是研究的重點(diǎn)，水泥粉磨技術(shù)也向高效、節(jié)電方向快速發(fā)展。在國(guó)內(nèi)已申請(qǐng)的相關(guān)專利中，專利《一種球磨機(jī)用高硬度耐磨研磨體的制備工藝》（申請(qǐng)?zhí)枺?01410374668.2，公開日：2014-10-15），公布了一種高硬度高韌性耐磨體的制備方法，向常規(guī)鋼質(zhì)磨段內(nèi)添加鉬鐵等功能輔材提升磨段的各項(xiàng)性能，但鋼質(zhì)磨段本身不耐蝕，由于多種合金無素添加，磨段的耐蝕性還會(huì)下降；另外，仍然是馬氏體型鋼種，不耐高溫。專利《一種低溫?zé)Y(jié)微晶氧化鋁增韌陶瓷研磨球的方法》（申請(qǐng)?zhí)枺?01310109543.2，公開日：2013-06-26），公開了一種同樣采用了陶瓷作為原材料的研磨體，該專利大量采用了高嶺土和碳酸鹽作為燒結(jié)助劑，采用了較多硅微粉作為增韌劑，其本身高強(qiáng)度陶瓷成份僅40%左右，其成型后的研磨體硬度相對(duì)低，耐高溫能力相對(duì)較差，其專利技術(shù)優(yōu)點(diǎn)傾向于降低燒結(jié)溫度提升生產(chǎn)效率，而犧牲了一部分研磨性能，同時(shí)，該研磨體僅適用于球狀，若加工為陶瓷段則難以承受較強(qiáng)的撞擊和磨削；另外，由于大量增韌降溫助劑的加入，強(qiáng)度不夠，該陶瓷磨球可選的成型直徑只能小于10mm，不能適應(yīng)大型球磨機(jī)工況的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本專利技術(shù)旨在提供一種能耗低、物耗低、減少碳排放、高硬度、耐高溫、高壽命、易成型、韌性好、生產(chǎn)的水泥純凈度高的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其按重量百分比計(jì)含有氧化鋁92-95%、碳化鎢0.5-2%、碳酸鈣0.8-3%、碳酸鎂1-1.2%、氮化鈦0.5-2%、二氧化硅1-3%、氧化鋯0.8-1%。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其形狀為中間截面積最大、上下對(duì)稱的正四棱臺(tái)，邊角處倒圓。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其形狀為圓柱體，邊角處倒圓，截面尺寸優(yōu)選為10mm×10mm，15mm×15mm，20mm×20mm，25mm×25mm中的一種。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其形狀為紡錘形。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其形狀為球柱結(jié)合體，中間為圓柱體，兩頭分別為球狀。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段的制備方法，其包括以下步驟：(a)配料：按重量百分比計(jì)取所有成分，混合并攪拌均勻，制得混合物料；同時(shí)配置PVA溶液，配比為PVA:水=(7-10):100；(b)球磨：(b1)初磨：將步驟(a)中計(jì)取的配料加入初磨研磨設(shè)備，并加入球石和水，比例為料:球:水=1:2.5:(0.7-0.75)，至漿料細(xì)度D90≤8微米停磨，過40目篩出磨；(b2)細(xì)磨：將步驟(b1)得到的漿料加入細(xì)磨研磨設(shè)備，并加入球石和水，比例為料:球:水=1:（2-3）:(0.7-0.75)，至漿料細(xì)度D50≤1.5微米、D90≤3.2微米后停磨；(b3)混磨：將步驟(b2)得到的漿料中按重量比加入步驟(a)中配置的PVA溶液9-12%，混磨0.5-1h，過150目篩出磨，并進(jìn)行除鐵；(c)噴霧造粒：將步驟(b3)得到的漿料中加入適量步驟(a)中配置的PVA溶液，并打入高位漿罐，控制噴霧干燥塔的熱風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度及壓差，選用合適的噴霧噴片直徑，進(jìn)行噴霧造粒，造粒粉過20目篩；(d)料倉陳腐：將步驟(c)得到的造粒粉進(jìn)行陳腐，陳腐時(shí)間不少于48h；(e)壓型加工：將步驟(d)得到的粉料通過模具壓型成坯，壓型粉料水份控制在0.5%以下；(f)高溫?zé)Y(jié)：將步驟(e)得到的生坯放入高溫匣缽，撒上隔離砂，送入高溫窯內(nèi)，溫度1350-1700℃，燒成周期24-36h；(g)清粉拋光：把產(chǎn)品在燒成過程中的粘附的隔離砂及毛刺除掉；(h)成品干燥：對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到成品。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段的制備方法，其中：步驟(c)中加入PVA溶液的同時(shí)，還加入適量的消泡劑。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段的制備方法，其中：步驟(e)用于壓型成坯的粉料顆粒大小控制為30-80目；步驟(f)中所述隔離砂為40目以下的白剛玉。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段的制備方法，其中：步驟(f)中所述高溫窯為隧道窯，溫度為1350-1550℃，燒成周期為24-30h。上述的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段的制備方法，其中：步驟(f)中所述高溫窯為梭式窯，溫度為1450-1700℃，燒成周期為30-36h。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本專利技術(shù)的水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，由于采用了上述方案，首先構(gòu)建了Al2O3-CaO-MgO-SiO2四元體系，其中CaO來自碳酸鈣、MgO來自碳酸鎂，并且在傳統(tǒng)的Al2O3-CaO-MgO-SiO2四元體系的基礎(chǔ)上新增了碳化鎢、氮化鈦、氧化鋯作為添加劑，氮化鈦熔點(diǎn)高、密度較低本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其特征在于：其按重量百分比計(jì)含有氧化鋁92?95%、碳化鎢0.5?2%、碳酸鈣0.8?3%、碳酸鎂1?1.2%、氮化鈦0.5?2%、二氧化硅1?3%、氧化鋯0.8?1%。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其特征在于：其按重量百分比計(jì)含有氧化鋁92-95%、
碳化鎢0.5-2%、碳酸鈣0.8-3%、碳酸鎂1-1.2%、氮化鈦0.5-2%、二氧化硅1-3%、氧化鋯0.8-
1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其特征在于：其形狀為中間截
面積最大、上下對(duì)稱的正四棱臺(tái)，邊角處倒圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其特征在于：其形狀為圓柱
體，邊角處倒圓，截面尺寸優(yōu)選為10mm×10mm，15mm×15mm，20mm×20mm，25mm×25mm中的一
種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其特征在于：其形狀為紡錘
形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段，其特征在于：其形狀為球柱結(jié)
合體，中間為圓柱體，兩頭分別為球狀。
6.一種上述任一權(quán)利要求所述的一種水泥研磨機(jī)用陶瓷研磨段的制備方法，其特征在
于，包括以下步驟：
(a)配料：按重量百分比計(jì)取所有成分，混合并攪拌均勻，制得混合物料；同時(shí)配置PVA
溶液，配比為PVA:水=(7-10):100；
(b)球磨：
(b1)初磨：將步驟(a)中計(jì)取的配料加入初磨研磨設(shè)備，并加入球石和水，比例為料:
球:水=1:2.5:(0.7-0.75)，至漿料細(xì)度D90≤8微米停磨，過40目篩出磨；
(b2)細(xì)磨：將步驟(b1)得到的漿料加入細(xì)磨研磨設(shè)備，并加入球石和水，比例為料:球:
水=1:（2-3）:(0.7-0.75)，至漿料細(xì)度D50≤1.5微米、D90≤3.2微米后停磨；
(b3)混磨：將步驟(b2)得...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周俊華，尹方勇，王峰，王征，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：東阿東昌天匯科技有限公司，山東天匯研磨耐磨技術(shù)開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東;37