一种六方莫桑防结皮新材料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种六方莫桑防结皮新材料及其制备方法和应用 (Novel anti-skinning material for mulberry leaves and preparation method and application thereof ) 是由 殷付忠 于 2021-03-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于水泥生产技术领域,解决了现有技术中水泥生产过程中结皮现象严重的技术问题,提供了一种六方莫桑防结皮新材料及其制备方法和应用,所述六方莫桑防结皮新材料按质量百分比计包括：六方晶体粉15％～33％；莫桑粉4％～12％；锆粉20～50％；纳米粉4％～8％,将上述材料加水搅拌混合均匀后获得初混物,将初混物采用成型工艺制成坯体,采用一次烧成工艺,在1600℃的温度下高温反应,形成六方莫桑防结皮新材料。本发明所述的一种六方莫桑防结皮新材料具有有效防止水泥生产过程中产生结皮的优点。(The invention belongs to the technical field of cement production, solves the technical problem of serious skinning phenomenon in the cement production process in the prior art, and provides a novel hexagonal Morus bombycis skinning-preventing material, a preparation method and application thereof, wherein the novel hexagonal Morus bombycis skinning-preventing material comprises the following components in percentage by mass: 15% -33% of hexagonal crystal powder; 4 to 12 percent of mulberry powder; 20-50% of zirconium powder; 4% -8% of nano powder, adding water into the above materials, stirring and mixing uniformly to obtain a primary mixture, preparing the primary mixture into a blank by adopting a forming process, and performing high-temperature reaction at 1600 ℃ by adopting a one-step firing process to form the novel hexagonal Morus alba anti-skinning material. The novel hexagonal mulberry anti-skinning material has the advantage of effectively preventing skinning in the cement production process.)
技术领域
本发明涉及水泥生产技术领域，尤其涉及一种六方莫桑防结皮新材料及其制备方法和应用。
背景技术
由于新型干法熟料生产线由于其特殊的工艺性质，分解炉缩口及烟室、预热器下料管道等结皮较多，使系统通风减少，严重影响窑系统的热工稳定，对产质量造成一定的影响。
由于烟室温度高，工人只能通过经验对内部结皮进行清理，当系统用风与燃煤量不匹配或燃煤性能发生较大变化时，极易在烟室形成顽固性结皮，不但增加了现场工人的劳动强度，如处置不得当，甚至会造成生产线停机的严重后果。预热器下料管结皮堵塞，必须停窑进行清理，严重影响回转窑的正常运行。
结皮的形成原因很多，如原燃材料质量、危废有害成分、系统用风、系统用煤、温度控制以及工艺操作都可能引起结皮。众所周知在熟料烧成过程中挥发的有害成分只有少量排入大气，其余部分随窑内烟气向窑低温区域运动时，会凝结在温度较低的生料上。温度升高时又挥发，这样就产生了循环富集。当循环富集到一定程度时，就会生产氯化碱(RCl)和硫酸碱(R2SO4)等低熔点化合物包裹部分生料粉粘附在烟室内壁及最低两级预热器锥体部分或下料管上，形成结皮，严重时造成窑内通风面积减小，通风量不足，不利于煤粉的正常燃烧，从而对生产产生较大影响。
目前结皮形成原因主要为R2O、SO3、Cl以及危废的其他有害成分在高温状态下、以气态形式和窑尾废气一起与生料换热，挥发物冷凝在生料表面，附着在烟室内壁、分解炉缩口以及下料管形成结皮。由此可见，烟室温度越高，原燃材料中硫碱氯及有害成分含量越高，结皮越严重，结皮又导致窑内通风降低，煤粉后燃，加剧结皮形成，形成恶性循环。
发明内容
本发明实施例提供了一种六方莫桑防结皮新材料，用以解决水泥生产过程中结皮现象严重的技术问题。
本发明实施例提供一种六方莫桑防结皮新材料，所述六方莫桑防结皮新材料按质量百分比计包括：六方晶体粉15％～33％；莫桑粉4％～12％；锆粉20～50％；纳米粉4％～8％。
进一步的，所述六方莫桑防结皮新材料为多元复合特种陶瓷，即碳氮硅(CNSi)基复合相耐磨防腐防结皮材料。
一种六方莫桑防结皮新材料的制备方法，将上述材料加水搅拌混合均匀后获得初混物，将初混物采用成型工艺制成坯体，采用一次烧成工艺，在1600℃的温度下高温反应，形成六方莫桑防结皮新材料。
进一步的，加入水的质量百分比为17％～27％。
进一步的，所述搅拌混合的时间为15-30min。
进一步的，所述成型工艺为注浆成型和压制成型中的一种。
进一步的，所述坯体的形状为管状和板状中的一种。
一种六方莫桑防结皮新材料在水泥生产过程中的应用。
进一步的，在应用时，使用六方莫桑管的同时，采用新型的纳米隔热材料为隔热层，弥补了六方莫桑管和耐火浇注料的隔热性能不足的问题，隔热层是采用纳米技术，采取特殊的工艺生产出来的纳米级微孔隔热材料，相比较于传统陶瓷纤维和微孔硅酸钙板这类微米级气孔隔热材料，纳米隔热材料的气孔在20纳米左右，导致其导热系数成为迄今为止最低的隔热材料，同样温度下的隔热性能比传统隔热材料要好4倍，制作直径D1150mm铁质外筒，内部安装内径为Φ900mm六方莫桑管，在外筒内壁上焊接耐热钢扒钉，然后在内壁的锚固件之间使用纳米隔热层，填充浇注料，在合适部位预留清灰孔(观察孔)，施工中要求上下的每节六方莫桑管必须卡入自身的端头卡槽内，接缝处无爬台现象；确保纳米隔热板镶贴严密、浇注料厚度均匀。
进一步的，在应用时，制成的六方莫桑板的规为格100mm*200mm、200mm*200mm、300mm*400mm，陶瓷板四角有4个螺栓孔，用Ф12*220mm的螺栓将多元复合特种陶瓷板固定后，将保温材料进行预安装，然后将螺栓的头部与烟室壳体焊接牢固，内部锚固件可由钯钉改为不锈钢钢筋，将每行六方莫桑板固定螺栓连接起来，形成网状结构，这样不但起到了固定浇注料的作用，而且达到了降低安装难度和节约成本的目的，多元复合特种陶瓷板与壳体之间的缝隙，用浇注料填充，这样即便是板子脱落，也不影响系统的正常运行。
综上所述，本发明的有益效果如下：
1、重量轻：六方莫桑防结皮新材料的密度只有3.0g/cm3，与耐火材料密度相当；
2、耐高温：六方莫桑防结皮新材料的长时间耐高温温度是1200℃，短时间耐高温可达到1300℃，随着温度的升高,性能有所下降；
3、热稳定性好：六方莫桑防结皮新材料耐急冷急热性实验在750℃(次数)水冷＞10次不破坏，实际应用温度是1200℃至100℃度交互作用不破坏；
4、高耐磨：六方莫桑防结皮新材料具有优异的耐磨性能,磨耗量为0.03g/cm2，因此说多元复合新材的耐磨性是铸石(0.09g/cm2)的3倍；
5、耐酸碱：六方莫桑防结皮新材料既耐酸又耐碱，特别是在高温下也能在酸碱交替的环境下使用；
6、防潮性——六方莫桑防结皮新材料的吸水性可以和玻璃相媲美，因此不会受天气变化和潮气的影响，也不会腐坏或产生霉菌；
7、抗紫外线——六方莫桑防结皮新材料不受天气变化的影响，不管是日晒雨淋，还是气温急剧变化，六方莫桑防结皮新材料的核心和外观都不会改变；
8、防火性——六方莫桑防结皮新材料表面对燃烧的火焰有极强的防护能力。该材料阻燃，面板不会融化，能长期保持特性；
9、防静电——六方莫桑防结皮新材料为防静电材料，这使得非常适用于无尘区域，光学工业和计算机工业；
六方莫桑板(多元复合新材)具有的耐高温、耐腐蚀、热稳定性好等优良性能,非常适合在水泥行业易结皮、需耐磨、需高温的部位应用，尤其是在烟室高温、酸碱变化，高低温变化频繁的部位尤为合适。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本发明的保护范围内。
图1为本发明所述的六方莫桑防结皮新材料的理化性能表；
图2为本发明所述的六方莫桑板的理化性能表。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本发明以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
实施例1：
一种六方莫桑防结皮新材料，按质量百分比计包括：六方晶体粉15％；莫桑粉12％；锆粉50％；纳米粉8％。
所述六方莫桑防结皮新材料为多元复合特种陶瓷，即碳氮硅(CNSi)基复合相耐磨防腐防结皮材料。
一种六方莫桑防结皮新材料的制备方法，将上述材料加水搅拌混合均匀后获得初混物，加入水的质量百分比为17％～27％；搅拌混合的时间为15-30min。本实施例中加入水的质量百分比为20％，搅拌混合的时间选用30min。
将初混物采用成型工艺制成坯体，采用一次烧成工艺，在1600℃的温度下高温反应，形成六方莫桑防结皮新材料。
成型工艺为注浆成型，坯体的形状为管状。
实施例2：
一种六方莫桑防结皮新材料，按质量百分比计包括：六方晶体粉15％；莫桑粉4％；锆粉50％；纳米粉8％。
制备方法参照实施例1实施，此处不再赘述。
成型工艺为浇筑成型，坯体的形状为管状。
实施例3：
一种六方莫桑防结皮新材料，按质量百分比计包括：六方晶体粉33％；莫桑粉12％；锆粉50％；纳米粉8％。
制备方法参照实施例1实施，此处不再赘述。
成型工艺为压制成型，坯体的形状为板状。
实施例4：
一种六方莫桑防结皮新材料，按质量百分比计包括：六方晶体粉33％；莫桑粉5％；锆粉50％；纳米粉8％。
制备方法参照实施例1实施，此处不再赘述。
成型工艺为压制成型，坯体的形状为板状。
上述实施例中制备的六方莫桑管和六方莫桑板均可以应用在水泥生产过程领域中。
如图1所示，在应用时，使用六方莫桑管的同时，采用新型的纳米隔热材料为隔热层，弥补了六方莫桑管和耐火浇注料的隔热性能不足的问题，隔热层是采用纳米技术，采取特殊的工艺生产出来的纳米级微孔隔热材料，相比较于传统陶瓷纤维和微孔硅酸钙板这类微米级气孔隔热材料，纳米隔热材料的气孔在20纳米左右，导致其导热系数成为迄今为止最低的隔热材料，同样温度下的隔热性能比传统隔热材料要好4倍，制作直径D1150mm铁质外筒，内部安装内径为Φ900mm六方莫桑管，在外筒内壁上焊接耐热钢扒钉，然后在内壁的锚固件之间使用纳米隔热层，填充浇注料，在合适部位预留清灰孔(观察孔)，施工中要求上下的每节六方莫桑管必须卡入自身的端头卡槽内，接缝处无爬台现象；确保纳米隔热板镶贴严密、浇注料厚度均匀。
如图1和图2所示，在应用时，制成的六方莫桑板的规为格100mm*200mm、200mm*200mm、300mm*400mm，陶瓷板四角有4个螺栓孔，用Ф12*220mm的螺栓将多元复合特种陶瓷板固定后，将保温材料进行预安装，然后将螺栓的头部与烟室壳体焊接牢固，内部锚固件可由钯钉改为不锈钢钢筋，将每行六方莫桑板固定螺栓连接起来，形成网状结构，这样不但起到了固定浇注料的作用，而且达到了降低安装难度和节约成本的目的，多元复合特种陶瓷板与壳体之间的缝隙，用浇注料填充，这样即便是板子脱落，也不影响系统的正常运行。螺栓型号为10*220mm、镍含量20％的耐热钢螺栓。
系统运行期间，通过系统数据观察，烟室压力比较平稳，没有出现过压力增大的现象。通过现场实际情况来看，烟室内结皮生长速度很慢，对生产影响甚微，将清烟室的频次由原来的每班两次降为每班一次，且基本为检查性质的气管清理。不仅增加了系统的稳定性，而且大大降低了工人的劳动强度和安全风险。
针对六方莫桑板和六方莫桑管的安装位置建议：
1、烟室全部、烟室下料斜坡。
2、烟室与分解炉结合部缩口。
3、五级筒下料管。
4、一级筒出口拐弯管道。
5、窑门罩顶盖。
6、篦冷机矮墙和篦冷机壳体。
7、各抗耐磨下料管内壁。
8、需要抗耐酸、耐碱、耐冲刷、抗结皮等部位。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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