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    2019-3
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    不同助磨剂对尖晶石细粉细度的影响
      浏览量:14095 发布时间:2016-02-04

    广西快乐十分 www.klh29.com 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,1100、1500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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