專利名稱：耐火噴射澆注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱工窯爐用耐火材料，具體地指一種耐火噴射澆注料。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)硫酸行業(yè)的焚硫爐、沸騰爐等熱工窯爐爐襯所用的耐火材料熱震穩(wěn)定 性較差，不僅使得爐襯在燒后容易變形，熱剝落嚴重，而且爐襯松脫后修復(fù)難度較大，修復(fù) 部分與殘留砌磚的結(jié)合強度較低，易導(dǎo)致爐襯再度松脫，存在熱工窯爐大修周期短、耐火 爐襯料使用成本高的問題，嚴重影響熱工窯爐的正常周轉(zhuǎn)與調(diào)配。專利號為03113433. 5 的中國專利介紹了一種組份重量配比為一級礬土骨料< 5mm 65 60%，一級礬土粉料 < 0. 088mm 16 20% ，活性氧化鎂< 0. 088mm 2 3%，燒結(jié)一級鎂砂< 0. 088mm5 6%， 二氧化硅微粉5 6%，外加多聚磷酸鈉鹽O. 15 0. 3%的耐火澆注料。該專利通過在 A1203 Si02系耐火材料中添加活性氧化鎂以及無水泥分散劑，形成的澆注料具有抗氧化特 性，耐垃圾熔融物侵蝕且熱穩(wěn)定性較好的特點。但由于礬土骨料在高溫條件下的熱震性能 不高，使得該澆注料高溫條件下結(jié)合強度仍然偏低、容易松脫，并且，在實際使用過程中該 澆注料連續(xù)施工的性能較差，附著性能和抗沖刷性能仍不能滿足熱工窯爐爐襯的澆注和修 補的需要，特別是不能滿足對爐頂大面積高厚度修補工作的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種粘附性好、回彈率小、無模具連續(xù)施工厚 度大、熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕性能好、造價低廉的耐火噴射澆注料。 本發(fā)明的耐火噴射澆注料各組分重量百分比為礬土顆粒25 45%、礬土細粉 5 20 % 、莫來石顆粒5 30 % 、莫來石細粉5 20 % 、剛玉細粉5 25 % 、鋁酸鈣水泥1 15%、硅微粉2 8%、 a-Al203微粉2 10%、0203微粉1 10^、SiC粉2 10%和復(fù) 合外加劑0. 1 2. 5%，其中，所述復(fù)合外加劑包括減水劑、粘合劑和速凝劑。
在上述方案中 所述減水劑為多聚磷酸鈉，所述粘合劑為耐熱鋼纖維、羥甲基纖維素鈉中的一種 或兩種，所述速凝劑為偏硅酸鈉、氫氧化鈣中的一種或兩種。 進一步的，所述砜土顆粒和砜土細粉中A1203的重量百分含量均為60 85%。
再進一步，所述砜土顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒 級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在礬土顆粒中的重量百分比依次為25 50%、25 45%和 15 35%，所述砜土細粉的粒度《0. 088mm。 更進一步，所述莫來石顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆 粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在莫來石顆粒中的重量百分比依次為25 50% 、25 45% 和15 35%，所述莫來石細粉的粒度《0. 088mm，所述剛玉細粉的粒度《0. 076mm。
將上述原料按所述重量百分比稱量，加入到攪拌器內(nèi)攪拌均勻，即可得到所需的 耐火噴射澆注料。
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本發(fā)明上述各組分的選擇及限定原理如下 莫來石是一種優(yōu)質(zhì)的耐火材料，在高溫達180(TC時仍很穩(wěn)定，但是，單采用莫來石做骨料成本很高而且在高溫下耐還原氣氛性較差；耐火級礬土價格較低且高溫化學穩(wěn)定性好，但在高溫下其熱震性能較差。本發(fā)明采用一定比例的耐火級礬土和具有高熱震性能的莫來石搭配后的組合物作骨料，既能提高耐火噴射澆注料整體抗熱震性能，增大燒結(jié)溫度范圍，又能確保耐火噴射澆注料的強度和抗化學腐蝕性能。其中，當?shù)\土顆粒和礬土細粉均選用含A1203的重量百分為60 85%的原材料后，由于其雜質(zhì)含量低，燒結(jié)性更好、吸水率更低、性能更穩(wěn)定，能顯著提高耐火噴射澆注料的整體性能。 加入適量硅微粉能夠填充礬土和莫來石基質(zhì)間的孔隙，加入的鋁酸鈣水泥與水化產(chǎn)物生成凝膠體，可顯著提高耐火噴射澆注料的抗壓、抗沖擊性能以及粘附性能，能提高單次噴層厚度，延長爐襯的使用壽命。 本發(fā)明耐火噴射澆注料采用具有強韌和耐久性及調(diào)和性好的剛玉，能增強噴補后耐火噴射澆注料的穩(wěn)固性，從而增強耐火噴射澆注料一次施工的厚度，特別適合爐頂較大面積的修補。添加的0203微粉經(jīng)過灼燒之后具有不溶于酸和堿的性能，從而增強本發(fā)明耐火噴射澆注料的抗酸堿腐蝕性能。 進一步的，選擇粒度為0. 1 6mm的礬土顆粒和莫來石顆粒，既可保證耐火噴射澆注料原材料的性能要求，又可改善澆注料的使用性能；采用粒度《0. 088mm的礬土細粉和莫來石細粉以及粒度《0. 076mm的剛玉細粉的混合配料，可提高粉料的填充密實度與力學性能，降低澆注料的氣孔率，改善澆注料的抗熔渣的滲透性能。采用上述適當?shù)墓橇吓R界尺寸、骨料級配以及澆注料原材料配比，可以進一步改善澆注料的抗熱震性能，提高澆注料的附著性能與結(jié)合強度。 為了更進一步完善耐火噴射澆注料施工性能與使用性能，本發(fā)明在上述基料中合理添加具有提高強度、改善粘結(jié)性、促進凝聚等功能的減水劑、粘合劑和速凝劑組成的復(fù)合外加劑。其中，選用多聚磷酸鈉作為減水劑，能使耐火噴射澆注料的顆粒分散均勻密實，增強抗?jié)B性和抗侵蝕性；選用耐熱鋼纖維和/或羥甲基纖維素鈉作為粘合劑，可改善耐火噴射澆注料的粘附性，增強粘度和密實性，使耐火噴射澆注料使用時回彈率小、致密度高，但存在凝聚時間較長的不足；適當添加偏硅酸鈉和/或氫氧化鈣作為速凝劑則可以加快耐火噴射澆注料的凝聚速度，保障在無模具條件下可連續(xù)施工，并且可以在厚度較大的場所施工。 本發(fā)明的耐火噴射澆注料有益技術(shù)效果為該耐火噴射澆注料具有很好的粘附性能，施工時回彈率小、無模具連續(xù)施工厚度大、具備施工條件時可在線維修，修補時能較好的與原爐襯結(jié)合，不易再松脫；還具有很好的熱抗震性能、很好的抗侵蝕性能，并且，其制造和使用成本低。 實踐證明，本發(fā)明的耐火噴射澆注料加水高速混合好后可快速絮凝，在爐頂大于200mm厚度處可不使用錨固件進行無模具連續(xù)施工，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中在熱窯爐爐頂較厚度大面積修補工作難的問題?？蓮V泛適用于高爐、焚硫爐、沸騰爐、造氣爐和加熱爐等熱工窯爐爐襯整體澆注或局部快修用，其澆注或修補后的爐襯的使用壽命比市售普通澆注料的使用壽命要長30 45%。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的耐火噴射澆注料。 實施例1 :耐火噴射澆注料的原料組成及重量百分比為礬土顆粒25%、礬土細 粉5 % 、莫來石顆粒5 % 、莫來石細粉20 % 、剛玉細粉19 % 、鋁酸鈣水泥1 % 、硅微粉2 % 、 a -AIA微粉10%、0203微粉1X、SiC粉10%及由多聚磷酸鈉、耐熱鋼纖維、偏硅酸鈉和氫 氧化鈣構(gòu)成的復(fù)合外加劑共2. 0%，其中，所述礬土顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和 1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在砜土顆粒中的重量百分比依次為50%、 25%和25%，所述礬土細粉的粒度《0. 088mm，所述剛玉細粉的粒度《0. 076mm。
制備工藝將上述原料按上述重量百分比稱量，加入攪拌器內(nèi)攪拌均勻，按袋包裝 即得到所需的耐火噴射澆注料。 采用本發(fā)明耐火噴射澆注料與市售耐火噴射澆注料進行工業(yè)性對比試驗，試驗結(jié) 果表明，單次澆注后，采用本發(fā)明耐火噴射澆注料的罐底的使用壽命比采用市售耐火噴射 澆注料的罐底的使用壽命提高30%。 實施例2 :耐火噴射澆注料的原料組成及重量百分比為礬土顆粒45%、礬土細粉 6 % 、莫來石顆粒8 % 、莫來石細粉5 % 、剛玉細粉5 % 、鋁酸鈣水泥3 % 、硅微粉8 % 、 a -A1203 微粉2%、 0203微粉7.9%、 SiC粉10%及由多聚磷酸鈉、耐熱鋼纖維和氫氧化鈣組成的 復(fù)合外加劑共0. 1%，其中，所述礬土顆粒和礬土細粉含八1203的重量百分含量均為60 75%，所述礬土顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述 三種顆粒級配在礬土顆粒中的重量百分比依次為40%、45%和15%，所述礬土細粉的粒度 《0. 088mm，所述剛玉細粉的粒度《0. 076mm，所述莫來石顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在莫來石顆粒中的重量百分比依次 為25%、40%和35%，所述莫來石細粉的粒度《0. 088mm。
制備工藝同實施例l。 采用本發(fā)明耐火噴射澆注料的罐底的使用壽命比采用市售耐火噴射澆注料的罐 底的使用壽命提高40%。 實施例3 :耐火噴射澆注料的原料組成及重量百分比為礬土顆粒25%、礬土細 粉20%、莫來石顆粒10%、莫來石細粉6%、剛玉細粉10%、鋁酸鈣水泥15%、硅微粉2%、 a -A1203微粉3% 、Cr203微粉5% 、 SiC粉2%以及由多聚磷酸鈉、羥甲基纖維素和氫氧化牽丐 組成的復(fù)合外加劑2%，其中，所述礬土顆粒和礬土細粉含A1203的重量百分含量均要求為 75 85%，所述砜土顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu) 成，上述三種顆粒級配在礬土顆粒中的重量百分比依次為40 % 、30 %和30 % ;所述礬土細粉 的粒度《0. 088mm，所述剛玉細粉粒度《0. 076mm，所述莫來石顆粒由粒度分別為6 3mm、 3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在莫來石顆粒中的重量百分比 依次為50%、25%和25%，所述莫來石細粉的粒度《0. 088mm。
制備工藝同實施例l。 采用本發(fā)明耐火噴射澆注料的罐底的使用壽命比采用市售耐火噴射澆注料的罐 底的使用壽命提高42%。 實施例4 :耐火噴射澆注料的原料組成及重量百分比為礬土顆粒25%、礬土細 粉5 % 、莫來石顆粒17 % 、莫來石細粉5 % 、剛玉細粉25 % 、鋁酸鈣水泥5 % 、硅微粉3 % 、a -A1203微粉2% 、Cr203微粉10% 、SiC粉2%以及由多聚磷酸鈉、羥甲基纖維素和偏硅酸鈉組成的復(fù)合外加劑1%，其中，所述礬土顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在礬土顆粒中的重量百分比依次為25%、40%和35%，所述砜土細粉的粒度《0. 088mm ;所述剛玉細粉的粒度《0. 076mm，所述莫來石顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在莫來石顆粒中的重量百分比依次為40%、45%和15%，所述莫來石細粉的粒度《0. 088mm。
制備工藝同實施例l。 采用本發(fā)明耐火噴射澆注料的罐底的使用壽命比采用市售耐火噴射澆注料的罐底的使用壽命提高37%。 實施例5 :耐火噴射澆注料的原料組成及重量百分比為礬土顆粒25%、礬土細粉6 % 、莫來石顆粒30 % 、莫來石細粉6 % 、剛玉細粉10 % 、鋁酸鈣水泥2 % 、硅微粉7 % 、a -A1203微粉5 % 、Cr203微粉3. 5 % 、SiC粉3 %以及由多聚磷酸鈉、耐熱鋼纖維、羥甲基纖維素鈉、偏硅酸鈉組成的復(fù)合外加劑共2. 5%，其中，所述礬土顆粒和礬土細粉含A1203的重量百分含量均要求為60 80%，所述礬土顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在礬土顆粒中的重量百分比依次為50%、30%和20%，所述砜土細粉的粒度《0. 088mm，所述剛玉細粉的粒度《0. 076mm，所述莫來石顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在莫來石顆粒中的重量百分比依次為40%、30%和30%，所述莫來石細粉的粒度《0. 088mm。
制備工藝同實施例l。 采用本發(fā)明耐火噴射澆注料的罐底的使用壽命比采用市售耐火噴射澆注料的罐底的使用壽命提高40%。
權(quán)利要求
一種耐火噴射澆注料，其特征在于該澆注料的組分重量百分比為礬土顆粒25～45％、礬土細粉5～20％、莫來石顆粒5～30％、莫來石細粉5～20％、剛玉細粉5～25％、鋁酸鈣水泥1～15％、硅微粉2～8％、α-Al2O3微粉2～10％、Cr2O3微粉1～10％、SiC粉2～10％和復(fù)合外加劑0.1～2.5％，其中，所述復(fù)合外加劑包括減水劑、粘合劑和速凝劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的耐火噴射澆注料，其特征在于所述減水劑為多聚磷酸鈉，所述粘合劑為耐熱鋼纖維和羥甲基纖維素鈉中的一種或兩種，所述速凝劑為偏硅酸鈉和氫氧化鈣中的一種或兩種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火噴射澆注料，其特征在于所述礬土顆粒和礬土細粉中A1203的重量百分含量均為60 85%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的耐火噴射澆注料，其特征在于所述礬土顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在礬土顆粒中的重量百分比依次為25 50%、25 45%和15 35%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的耐火噴射澆注料，其特征在于所述莫來石顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在莫來石顆粒中的重量百分比依次為25 50%、25 45%和15 35%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的耐火噴射澆注料，其特征在于所述礬土細粉的粒度《0. 088mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的耐火噴射澆注料，其特征在于所述莫來石細粉的粒度《0. 088mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的耐火噴射澆注料，其特征在于所述剛玉細粉的粒度《0. 076mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐火噴射澆注料，其特征在于所述莫來石顆粒由粒度分別為6 3mm、3 lmm和1 0. lmm三種顆粒級配構(gòu)成，上述三種顆粒級配在莫來石顆粒中的重量百分比依次為25 50%、25 45%和15 35%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐火噴射澆注料，其組分按重量百分比為礬土顆粒25～45％、礬土細粉5～20％、莫來石顆粒5～30％、莫來石細粉5～20％、剛玉細粉5～25％、鋁酸鈣水泥1～15％、硅微粉2～8％、α-Al2O3微粉2～10％、Cr2O3微粉1～10％、SiC粉2～10％和復(fù)合外加劑0.1～2.5％，所述復(fù)合外加劑包括減水劑、粘合劑和速凝劑。實踐證明，本發(fā)明的耐火噴射澆注料具有黏附性好、回彈率小、無模具連續(xù)施工厚度大、具備施工條件時可在線維修、抗侵蝕好、制造和使用成本低的特點。
文檔編號C04B35/66GK101747070SQ20091027339
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者潘波 申請人:武漢市博澤高溫新材料有限責任公司