專利名稱：一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料的制作方法
技術領域：
本發明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種用于鋁硅系范疇對體積穩定和熱震穩定性有特殊要求并適合進行工業爐的快速搶修的體積穩定性好、熱震穩定性好，能快速固化、快速烘烤，且強度高、施工性能極佳的硅溶膠結合莫來石灌注料。
背景技術：
現有技術中，高爐爐殼與冷卻壁之間為環狀縫隙，設計間距一般為40_80mm，一段冷卻壁的高度約為2m，有4根進出水管，另有電偶保護管和冷卻壁定位螺栓穿過。該部位間隙狹小需要由氣密性好、體積穩定、固化速度快、施工性能極佳的耐火材料填充。若高爐投產后，所填充的耐火材料產生裂縫，將導致高爐爐殼表面溫度過高、發紅和串氣，給正常生產造成安全隱患。同時風口區產生的煤氣、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脂作為結合劑的無水壓入料，隨著爐溫的升高，結合劑固化或受熱分解，該材料產生收縮，容易形成裂縫，導致氣體逸出。按常規高爐每月休風約三小時用于維修，由此造成的損失和影響是非常可觀的。在高爐運行期間，當高爐爐殼與冷卻壁之間所填充的耐火材料產生裂縫，造成爐殼表面溫度過高發紅、漏氣需要搶修，一般高爐能提供的休風時間最多10小時左右，在現有技術中還沒有能適應如此檢修條件(快速固化、體積穩定、施工性能極佳)的耐火材料。加熱爐是對鋼胚等進行加熱處理的加熱設備，最高使用溫度1300°C 1400°C左右。生產安排是根據任務需要進行，造成生產、停爐頻繁，加熱爐的加熱段和均熱段溫度變化非常大，如此反復的溫度變化在加熱爐耐火材料工作襯內可產生不可低估的內應力，力口上設備震動產生的沖擊應力，是工作襯損毀的主要原因。該部位現有技術使用低水泥澆注料，壽命分別為:鍛造加熱爐為1.5 6個月，其它加熱爐為I 5年左右。對加熱爐檢修工程，最后成`功的關鍵環節之一在于對工作內襯耐火材料的養護和烘爐，就目前常用耐火材料而言，施工后養護時間一般為2 3天左右方可拆模，之后的烘爐時間為7 10天左右。如何縮短養護周期和烘爐時間，是實現“節能、減排、增效”的重要舉措。在冶金行業中，還有許多與上述類似的熱工設備，現有技術中工作襯均采用鋁硅系耐火材料(樹脂結合無水泥壓入料、低水泥澆注料等)，本申請人認為它們的損毀機理是:因工作襯耐火材料體積穩定性能差，并無法以網架結構快速固化(因此，不能用于搶修工程)，導致設備在檢修或運行過程中工作襯耐火材料中結合劑揮發而產生裂縫，或是無法抵抗過大的溫度變化內應力的損毀而開裂、剝落(因材料抗熱震穩定性能差)，設備無法正常運行，或是強度的增長需要依賴養護時間來完成(水泥作結合劑)，且固化養護后因水泥水化作用，晶粒增長導致體密增加，排水通道不暢，使施工脫模時間和烘爐時間延長，不適合快速搶修條件。目前，尚無成功解決上述技術難題的可用技術方案和適用于上述條件的體積穩定性好和熱震穩定性好，能以網架結構快速固化，快速烘烤，強度高，施工性能極佳(可泵送施工)的耐火材料產品
發明內容
針對現有技術的上述不足，本發明要解決的技術問題是提供一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，本灌注料的體積穩定性和熱震穩定性好，能以網架結構快速固化，快速烘烤，強度高，施工性能極佳，能適于工業爐快速搶修。本發明的技術方案是:一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，所述的硅溶膠結合莫來石灌注料由以下原料組份及重量百分數組成:莫來石顆粒料50 60%;莫來石粉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%。本發明的原料均為現有技術的耐料原料產品，所述的百分數均為質量百分數。所述的莫來石顆粒料符合以下要求:AL20358 72 %、Si0227 41 %、Fe2O3 ( 0.5%;莫來石顆粒料的吸水率< 1.2%;莫來石顆粒料的顆粒度為0.088mm 8_。所述的莫來石粉符合以下要求:AL20358 72%、Si022 7 41%、Fe2O3 ^ 0.5% ；莫來石粉的粒度為< 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。所述的硅溶膠結合莫來石灌注料中的硅溶膠單獨包裝；其余組份按配比稱重后經機械攪拌混合成干狀均勻集料；在施工現場，將單獨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。本發明的硅溶膠結合莫來石灌注料理化性能優異，施工性能良好，能采用泵送施工，節約人力物力，能滿足各種工業爐的快速檢修需要，是一種適應性強的優質檢修耐材。本灌注料以硅溶膠作結合劑和載體，它以其獨到的特性，在與其它原材料(鋁硅系)的共同作用下，具有以下特點:I)本灌注料是一種以網架結構快速固化的耐火材料，能在采用鋁硅系耐火材料作為設備工作襯的搶修工程中贏得脫模和烘爐時間，施工后材料襯體在3小時內固化，12小時后便可進行拆模烘烤，烘烤僅需24小時即可投入正常生產運行，相比現有技術提前投入生產運行至少10天以上，本灌注料成為搶修工程中的首選耐火材料。2)本灌注料是體積穩定和熱震穩定性良好的耐火材料,有效地克服了傳統內襯材料因溫差變化產生膨脹、收縮內應力而開裂、剝落現象的缺陷，本灌注料是凈化環境、節能創效、延長熱工設備一代爐齡的新型“綠色耐材”。3)本灌注料是施工性能極佳的耐火材料，可適應于泵送施工，簡化了材料的施工工藝，克服了現有技術材料或不能適應機械化泵送要求，或采用泵送則不能同時兼顧物理性能的缺陷，采用本灌注料是實現“節能、減排、增效”行之有效的措施。4)本灌注料是在各溫度段的結構強度均好，性能優良的耐火材料，特別是在800 1100°C時可形成莫來石化反應，提高了材料的中溫強度，避免了水泥結合材料和樹脂結合材料中溫強度低的缺陷，本灌注料具有優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內的耐火材料，成本適中，符合我國國情，適合大面積推廣使用。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的描述。本申請人在作出本發明之前，對現有技術中所存在的高爐爐殼與冷卻壁之間環狀縫隙及加熱爐等工業爐設備內襯使用壽命短以及搶修工程中存在的問題進行了大量的調查研究，現舉例說明。以下是三個廠所生產的高爐爐殼與冷卻壁之間環狀縫隙所填充的壓入料、煅造加熱爐內襯材料和無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
權利要求
1.一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，其特征在于所述的硅溶膠結合莫來石灌注料由以下原料組份及重量百分數組成: 莫來石顆粒料50 60%; 莫來石粉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.根據權利要求1所述的一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，其特征在于所述的莫來石顆粒料符合以下要求:AL20358 72%、Si022 7 41%、Fe203 ^ 0.5%；莫來石顆粒料的吸水率< 1.2% ;莫來石顆粒料的顆粒度為0.088mm 8_。
3.根據權利要求1所述的一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，其特征在于所述的莫來石粉符合以下要求:AL20358 72%、Si022 7 41%、Fe2O3 ( 0.5% ;莫來石粉的粒度為< 0.074mm。
4.根據權利要求1所述的一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，其特征在于:所述的白剛玉粉粒度為< 0.074mm。
5.根據權利要求1所述的一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，其特征在于:所述的α -活性氧化鋁微粉粒度< 2 μ m。
6.根據權利要求1所述的一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，其特征在于:所述的氧化鎂粉粒度為< 0.074mm。
7.根據權利要求1所述的一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，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.根據權利要求1所述的一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，其特征在于:所述的硅溶膠結合莫來石灌注料中的硅溶膠單獨包裝；其余組份按配比稱重后經機械攪拌混合成干狀均勻集料；在施工現場，將單獨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
本發明公開了一種適于工業爐快速搶修的硅溶膠結合莫來石灌注料，屬于耐火材料技術領域。灌注料由以下原料組份及重量百分數組成莫來石顆粒料50～60％；莫來石粉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％。硅溶膠單獨包裝；其余組份按配比稱重后經機械攪拌混合成干狀均勻集料；在施工現場，將單獨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。本發明灌注料理化性能優異，施工性能良好，能采用泵送施工，節約人力物力，能滿足各種工業爐的快速檢修需要，是一種適應性強的優質檢修耐材。
文檔編號C04B35/66GK103224399SQ20121006806
公開日2013年7月31日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者謝大勇, 彭云濤, 方昌榮, 代潔, 劉繼峰, 李文天, 趙波, 熊繼全, 毛雪松, 董麗 申請人:中冶武漢冶金建筑研究院有限公司