專利名稱：一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋁硅系范疇對(duì)體積穩(wěn)定和熱震穩(wěn)定性有特殊要求并適合進(jìn)行工業(yè)爐的快速搶修的體積穩(wěn)定性好、熱震穩(wěn)定性好，能快速固化、快速烘烤，且強(qiáng)度高、施工性能極佳的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，高爐爐殼與冷卻壁之間為環(huán)狀縫隙，設(shè)計(jì)間距一般為40_80mm，一段冷卻壁的高度約為2m，有4根進(jìn)出水管，另有電偶保護(hù)管和冷卻壁定位螺栓穿過(guò)。該部位間隙狹小需要由氣密性好、體積穩(wěn)定、固化速度快、施工性能極佳的耐火材料填充。若高爐投產(chǎn)后，所填充的耐火材料產(chǎn)生裂縫，將導(dǎo)致高爐爐殼表面溫度過(guò)高、發(fā)紅和串氣，給正常生產(chǎn)造成安全隱患。同時(shí)風(fēng)口區(qū)產(chǎn)生的煤氣、水蒸汽、堿金屬氣體等將沿該縫隙下行，加速爐缸環(huán)炭侵蝕、縮短高爐一代爐齡壽命，并造成高爐鐵口噴濺、高爐難行。目前該部位一般使用以樹(shù)脂作為結(jié)合劑的無(wú)水壓入料，隨著爐溫的升高，結(jié)合劑固化或受熱分解，該材料產(chǎn)生收縮，容易形成裂縫，導(dǎo)致氣體逸出。按常規(guī)高爐每月休風(fēng)約三小時(shí)用于維修，由此造成的損失和影響是非常可觀的。在高爐運(yùn)行期間，當(dāng)高爐爐殼與冷卻壁之間所填充的耐火材料產(chǎn)生裂縫，造成爐殼表面溫度過(guò)高發(fā)紅、漏氣需要搶修，一般高爐能提供的休風(fēng)時(shí)間最多10小時(shí)左右，在現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有能適應(yīng)如此檢修條件(快速固化、體積穩(wěn)定、施工性能極佳)的耐火材料。加熱爐是對(duì)鋼胚等進(jìn)行加熱處理的加熱設(shè)備，最高使用溫度1300°C 1400°C左右。生產(chǎn)安排是根據(jù)任務(wù)需要進(jìn)行，造成生產(chǎn)、停爐頻繁，加熱爐的加熱段和均熱段溫度變化非常大，如此反復(fù)的溫度變化在加熱爐耐火材料工作襯內(nèi)可產(chǎn)生不可低估的內(nèi)應(yīng)力，力口上設(shè)備震動(dòng)產(chǎn)生的沖擊應(yīng)力，是工作襯損毀的主要原因。該部位現(xiàn)有技術(shù)使用低水泥澆注料，壽命分別為:鍛造加熱爐為1.5 6個(gè)月，其它加熱爐為I 5年左右。對(duì)加熱爐檢修工程，最后成`功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一在于對(duì)工作內(nèi)襯耐火材料的養(yǎng)護(hù)和烘爐，就目前常用耐火材料而言，施工后養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為2 3天左右方可拆模，之后的烘爐時(shí)間為7 10天左右。如何縮短養(yǎng)護(hù)周期和烘爐時(shí)間，是實(shí)現(xiàn)“節(jié)能、減排、增效”的重要舉措。在冶金行業(yè)中，還有許多與上述類似的熱工設(shè)備，現(xiàn)有技術(shù)中工作襯均采用鋁硅系耐火材料(樹(shù)脂結(jié)合無(wú)水泥壓入料、低水泥澆注料等)，本申請(qǐng)人認(rèn)為它們的損毀機(jī)理是:因工作襯耐火材料體積穩(wěn)定性能差，并無(wú)法以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)快速固化(因此，不能用于搶修工程)，導(dǎo)致設(shè)備在檢修或運(yùn)行過(guò)程中工作襯耐火材料中結(jié)合劑揮發(fā)而產(chǎn)生裂縫，或是無(wú)法抵抗過(guò)大的溫度變化內(nèi)應(yīng)力的損毀而開(kāi)裂、剝落(因材料抗熱震穩(wěn)定性能差)，設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，或是強(qiáng)度的增長(zhǎng)需要依賴養(yǎng)護(hù)時(shí)間來(lái)完成(水泥作結(jié)合劑)，且固化養(yǎng)護(hù)后因水泥水化作用，晶粒增長(zhǎng)導(dǎo)致體密增加，排水通道不暢，使施工脫模時(shí)間和烘爐時(shí)間延長(zhǎng)，不適合快速搶修條件。目前，尚無(wú)成功解決上述技術(shù)難題的可用技術(shù)方案和適用于上述條件的體積穩(wěn)定性好和熱震穩(wěn)定性好，能以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)快速固化，快速烘烤，強(qiáng)度高，施工性能極佳(可泵送施工)的耐火材料產(chǎn)品

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，本灌注料的體積穩(wěn)定性和熱震穩(wěn)定性好，能以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)快速固化，快速烘烤，強(qiáng)度高，施工性能極佳，能適于工業(yè)爐快速搶修。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，所述的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料由以下原料組份及重量百分?jǐn)?shù)組成:莫來(lái)石顆粒料50 60%;莫來(lái)石粉10 20%;白剛玉粉5 10%;α-活性氧化鋁微粉4 15% ;氧化鎂粉 0.6 1.0% ；糊精0.5 0.7%;硅溶膠10 16%;分散性氧化鋁I 2%。本發(fā)明的原料均為現(xiàn)有技術(shù)的耐料原料產(chǎn)品，所述的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。所述的莫來(lái)石顆粒料符合以下要求:AL20358 72 %、Si0227 41 %、Fe2O3 ( 0.5%;莫來(lái)石顆粒料的吸水率< 1.2%;莫來(lái)石顆粒料的顆粒度為0.088mm 8_。所述的莫來(lái)石粉符合以下要求:AL20358 72%、Si022 7 41%、Fe2O3 ^ 0.5% ；莫來(lái)石粉的粒度為< 0.074mm。所述的白剛玉粉粒度為彡0.074mm。所述的α -活性氧化鋁微粉粒度< 2 μ m。所述的氧化鎂粉粒度為< 0.074_。所述的硅溶膠符合以下要求=SiO2彡30%，R2O ^ 0.3% ;硅溶膠的pH為8.5
10;硅溶膠的平均粒徑為10 20nm。所述的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料中的硅溶膠單獨(dú)包裝；其余組份按配比稱重后經(jīng)機(jī)械攪拌混合成干狀均勻集料；在施工現(xiàn)場(chǎng)，將單獨(dú)包裝的硅溶膠和干狀均勻集料按配比稱重，混合并攪拌均勻后用泵送施工。本發(fā)明的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料理化性能優(yōu)異，施工性能良好，能采用泵送施工，節(jié)約人力物力，能滿足各種工業(yè)爐的快速檢修需要，是一種適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)檢修耐材。本灌注料以硅溶膠作結(jié)合劑和載體，它以其獨(dú)到的特性，在與其它原材料(鋁硅系)的共同作用下，具有以下特點(diǎn):I)本灌注料是一種以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)快速固化的耐火材料，能在采用鋁硅系耐火材料作為設(shè)備工作襯的搶修工程中贏得脫模和烘爐時(shí)間，施工后材料襯體在3小時(shí)內(nèi)固化，12小時(shí)后便可進(jìn)行拆模烘烤，烘烤僅需24小時(shí)即可投入正常生產(chǎn)運(yùn)行，相比現(xiàn)有技術(shù)提前投入生產(chǎn)運(yùn)行至少10天以上，本灌注料成為搶修工程中的首選耐火材料。2)本灌注料是體積穩(wěn)定和熱震穩(wěn)定性良好的耐火材料,有效地克服了傳統(tǒng)內(nèi)襯材料因溫差變化產(chǎn)生膨脹、收縮內(nèi)應(yīng)力而開(kāi)裂、剝落現(xiàn)象的缺陷，本灌注料是凈化環(huán)境、節(jié)能創(chuàng)效、延長(zhǎng)熱工設(shè)備一代爐齡的新型“綠色耐材”。3)本灌注料是施工性能極佳的耐火材料，可適應(yīng)于泵送施工，簡(jiǎn)化了材料的施工工藝，克服了現(xiàn)有技術(shù)材料或不能適應(yīng)機(jī)械化泵送要求，或采用泵送則不能同時(shí)兼顧物理性能的缺陷，采用本灌注料是實(shí)現(xiàn)“節(jié)能、減排、增效”行之有效的措施。4)本灌注料是在各溫度段的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均好，性能優(yōu)良的耐火材料，特別是在800 1100°C時(shí)可形成莫來(lái)石化反應(yīng)，提高了材料的中溫強(qiáng)度，避免了水泥結(jié)合材料和樹(shù)脂結(jié)合材料中溫強(qiáng)度低的缺陷，本灌注料具有優(yōu)良的耐磨性能和抗熱震性能。5)本灌注料的原材料取材于國(guó)內(nèi)的耐火材料，成本適中，符合我國(guó)國(guó)情，適合大面積推廣使用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。本申請(qǐng)人在作出本發(fā)明之前，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的高爐爐殼與冷卻壁之間環(huán)狀縫隙及加熱爐等工業(yè)爐設(shè)備內(nèi)襯使用壽命短以及搶修工程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了大量的調(diào)查研究，現(xiàn)舉例說(shuō)明。以下是三個(gè)廠所生產(chǎn)的高爐爐殼與冷卻壁之間環(huán)狀縫隙所填充的壓入料、煅造加熱爐內(nèi)襯材料和無(wú)料鐘齒輪底襯搶修用澆注料性能和使用情況。表1、 某廠高爐壓入料、澆注料、煅造加熱爐澆注料性能和使用情況
權(quán)利要求
1.一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，其特征在于所述的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料由以下原料組份及重量百分?jǐn)?shù)組成: 莫來(lái)石顆粒料50 60%; 莫來(lái)石粉10 20%; 白剛玉粉5 10%; α -活性氧化鋁微粉4 15 % ; 氧化鎂粉0.6 1.0%; 糊精0.5 0.7%; 硅溶膠10 16%; 分散性氧化招I 2% 。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，其特征在于所述的莫來(lái)石顆粒料符合以下要求:AL20358 72%、Si022 7 41%、Fe203 ^ 0.5%；莫來(lái)石顆粒料的吸水率< 1.2% ;莫來(lái)石顆粒料的顆粒度為0.088mm 8_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，其特征在于所述的莫來(lái)石粉符合以下要求:AL20358 72%、Si022 7 41%、Fe2O3 ( 0.5% ;莫來(lái)石粉的粒度為< 0.074mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，其特征在于:所述的白剛玉粉粒度為< 0.074mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，其特征在于:所述的α -活性氧化鋁微粉粒度< 2 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，其特征在于:所述的氧化鎂粉粒度為< 0.074mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，其特征在于所述的硅溶膠符合以下要求=SiO2彡30%, R2O ( 0.3% ;硅溶膠的pH為8.5 10 ;硅溶膠的平均粒徑為10 20nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，其特征在于:所述的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料中的硅溶膠單獨(dú)包裝；其余組份按配比稱重后經(jīng)機(jī)械攪拌混合成干狀均勻集料；在施工現(xiàn)場(chǎng)，將單獨(dú)包裝的硅溶膠和干狀均勻集料按配比稱重，混合并攪拌均勻后用泵送施工。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適于工業(yè)爐快速搶修的硅溶膠結(jié)合莫來(lái)石灌注料，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。灌注料由以下原料組份及重量百分?jǐn)?shù)組成莫來(lái)石顆粒料50～60％；莫來(lái)石粉10～20％；白剛玉粉5～10％；α-活性氧化鋁微粉4～15％；氧化鎂粉0.6～1.0％；糊精0.5～0.7％；硅溶膠10～16％；分散性氧化鋁1～2％。硅溶膠單獨(dú)包裝；其余組份按配比稱重后經(jīng)機(jī)械攪拌混合成干狀均勻集料；在施工現(xiàn)場(chǎng)，將單獨(dú)包裝的硅溶膠和干狀均勻集料按配比稱重，混合并攪拌均勻后用泵送施工。本發(fā)明灌注料理化性能優(yōu)異，施工性能良好，能采用泵送施工，節(jié)約人力物力，能滿足各種工業(yè)爐的快速檢修需要，是一種適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)檢修耐材。
文檔編號(hào)C04B35/66GK103224399SQ20121006806
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者謝大勇, 彭云濤, 方昌榮, 代潔, 劉繼峰, 李文天, 趙波, 熊繼全, 毛雪松, 董麗 申請(qǐng)人:中冶武漢冶金建筑研究院有限公司