[發明專利]一種水泥粉磨系統專用氧化鋁陶瓷球及其制備方法

有效

• 申請號: 201610676983.X
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106282722B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 阮和平;董舜杰;李歡;唐榮;劉坤
• 申請（專利權）人: 安徽瑞泰新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C29/12
• 分類號: C22C29/12;C22C1/05;B02C17/20;B22F3/105
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙)34119
• 代理人: 程篤慶,黃樂瑜

技術領域

本發明涉及耐磨球技術領域，尤其涉及一種水泥粉磨系統專用氧化鋁陶瓷球及其制備方法。

背景技術

近年以來，國家相關部門一直在提倡“節能降耗”，力爭降低企業的運營成本，減少各生產企業對資源的浪費。作為我國經濟發展重要組成部分的水泥企業，也逐漸進入“節能降耗”的行列。在水泥生產過程中，“兩磨”過程中的能源消耗占整個水泥生產過程中的絕大比例，因此在國家“節能降耗”的相關政策之下，如何提高粉磨效率、降低粉磨電耗、提高球磨機時產量一直都是我國水泥技術工作者研究的課題。而另一方面，由于水泥磨技術對水泥性能有著重要的影響，綜合考慮能耗與水泥性能之間的關系，促進粉磨技術理性發展也越來越受業內人士的關注。

如何降低“兩磨”能耗的關鍵在提升球磨機的效率，降低球磨機中鋼球的磨損率。在目前“兩磨”過程中，對鋼球的磨損率非常大，鋼球需要頻繁的更換和補加，僅增加了水泥企業的運營成本，而且降低了水泥企業的工作效率。氧化鋁陶瓷球由于具有合適的硬度、適中的密度、耐磨、耐腐蝕、價格低，因此被認為是替換鋼球的最佳選擇，但是在數十年的發展過程中，人們對氧化鋁陶瓷球仍不是很了解，現有的氧化鋁陶瓷球抗沖擊性和耐磨性能不是很理想，在使用的過程中，存在破損率高，穩定性欠佳的缺陷。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種水泥粉磨系統專用氧化鋁陶瓷球及其制備方法，所述制備方法過程簡單，條件溫和，得到的氧化鋁陶瓷球抗沖擊性能優異，耐磨性好，用于水泥粉磨系統中，能耗小，穩定性好，破損率低。

本發明提出的一種水泥粉磨系統專用氧化鋁陶瓷球，其原料按重量份包括：氧化鋁粉末60-80份、碳氮化鈦5-8份、釔鋁石榴石5-12份、硅酸鋯2-10份、硅灰石1-5份、膨潤土2-5份、高嶺土5-15份、碳化鎢2-5份、碳酸鈣0.5-1.5份、碳酸鋰0.1-0.8份、氧化鈰0.1-0.5份、氧化銪0.1-0.5份、七氧化四鋱0.5-1.5份、氧化釤0.2-1份、氧化亞銅0.1-1份、鈷鎳合金3-8份。

優選地，其原料按重量份包括：氧化鋁粉末68-75份、碳氮化鈦5.9-7.1份、釔鋁石榴石7.6-8.7份、硅酸鋯5.3-6.2份、硅灰石2.8-3.9份、膨潤土3-4份、高嶺土7.3-8.1份、碳化鎢3-4份、碳酸鈣0.9-1.3份、碳酸鋰0.38-0.5份、氧化鈰0.27-0.38份、氧化銪0.2-0.4份、七氧化四鋱0.8-1.3份、氧化釤0.5-0.8份、氧化亞銅0.55-0.72份、鈷鎳合金4.8-5.3份。

優選地，其原料按重量份包括：氧化鋁粉末70份、碳氮化鈦6.5份、釔鋁石榴石8份、硅酸鋯5.7份、硅灰石3.5份、膨潤土3.6份、高嶺土7.5份、碳化鎢3.6份、碳酸鈣1份、碳酸鋰0.4份、氧化鈰0.3份、氧化銪0.28份、七氧化四鋱1份、氧化釤0.6份、氧化亞銅0.7份、鈷鎳合金5份。

優選地，所述碳氮化鈦的平均粒徑為0.8-1.5μm。

優選地，所述高嶺土為煅燒高嶺土，且煅燒高嶺土的粒度為350-450目，且鐵含量不超過0.5wt％。

優選地，所述鈷鎳合金中，鈷和鎳的重量比為1:2-5。

本發明還提出的一種所述水泥粉磨系統專用氧化鋁陶瓷球的制備方法，包括以下步驟：

S1、按配比將各原料放入球磨機中，加入水、聚丙烯酸胺和聚乙二醇后球磨8-10h得到泥漿，將泥漿脫水，并烘至含水量為0.5-1.2wt％，然后送入噴霧造粒塔中進行造粒得到粒料；

S2、將粒料成型后在45-55℃下干燥15-20h，然后加入微波燒結爐中進行兩次微波燒結得到所述水泥粉磨系統專用氧化鋁陶瓷球，其中一次微波燒結的溫度為1200-1350℃，一次微波燒結的時間為0.5-1.3h，二次微波燒結的溫度為1550-1630℃，二次微波燒結的時間為2-3.5h；在燒結的過程中，選擇了微波燒結，并控制了燒結的工藝參數，使陶瓷顯微組織均勻促進了致密化，使陶瓷球的力學性能最佳，其中，相對密度達到99.6％，抗彎強度達到1150MPa以上，斷裂韌性為10.8MPa·m1/2以上，維氏硬度可達1920HV以上，壓碎強度為2.895kN以上，自磨損率小于5.56ppm/h。

優選地，在S1中，聚丙烯酸胺的重量為各原料總重量的0.5-1％，聚乙二醇的重量為各原料總重量的1-2％。

優選地，在S2中，將粒料放入冷等靜壓機中進行成型，其中成型的壓力為80-95MPa，保壓的時間為15-25min。