CN101172847B

CN101172847B - 一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料

Info

Publication number: CN101172847B
Application number: CN2007101897372A
Authority: CN
Inventors: 李要现; 化金良
Original assignee: GONGYI HAOYUNXIANG MATERIAL CO Ltd; Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: HENAN HAOYUNXIANG REFRACTORY MATERIAL CO., LTD.
Priority date: 2007-09-30
Filing date: 2007-09-30
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2027-09-30
Also published as: CN101172847A

Abstract

本发明涉及一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其含有粒度为3～5mm的电熔莫来石10～25％，粒度为1～3mm的电熔莫来石20～45％，粒度为0.1mm～1mm的红柱石3～7％，粒度为0.1～1mm的板状刚玉8～25％，300～350目的电熔白刚玉5～20％，粒度＜0.074mm的纯铝酸钙水泥2～10％，硅微粉2～6％，氧化铝微粉2～10％。该浇注料可适用于高炉热风管与送风支管交叉部等热震稳定性要求较高的部位，以其制作的衬体具有热稳定性好、耐高温气流冲刷、抗热震性能好、寿命周期长的优点，而且其制作方法简单，施工周期短，环保无污染，且成本低，易于产业化生产。

Description

一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料

技术领域

本发明涉及一种浇注料，尤其涉及一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料。

背景技术

在冶炼行业，高炉热风管与送风支管交叉部位承载着高温高压气体的输送任务，是需要重点防护的关键部位。传统的高炉热风管与送风管交叉部的防护内衬多采用高铝砖砌筑，接缝处涂抹泥浆(刘全兴.我国高炉热风炉新技术应用地回顾与展望，《山东冶金》，2007年01期)。生产过程中，通过该交叉部位的热风具有温度波动范围大(局部温差可达900～1200℃)、流速高(一般可达100m/s)等特点，加之其含有大量的硬质烟尘，易对砖缝处粘结的泥浆产生强烈的冲蚀作用，造成泥浆的脱落，产生跑风漏气现象，进而导致外部钢板壁温度剧增；其中的高能烟尘也会对高铝砖产生强烈的冲蚀作用，极易在砖体表面产生划痕和化学腐蚀，造成表面粗糙和脆化，由此则进一步加剧衬体的冲蚀和剥落，而烟气剧烈的温度波动会导致低导热系数的高铝砖内部形成极大的温度梯度，形成很高的热应力，高热应力诱导砖体产生裂纹，进而出现剥落或掉块，碎屑的脱落或掉块将导致内衬砖体的加速磨损，导致风管外壁温度升高、承压能力下降，甚至发生管道烧穿漏气事故。由此可以看出，在高炉热风管与送风支管交叉部位所采用传统的内衬体不但易出现跑风发红现象，造成高炉经常性的休风、维护，以至于生产成本居高不下，而且还存在着严重的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以方便快捷的浇注成陶瓷耐磨衬体的浇注料，该衬体具有热稳定性好、耐高温气流冲刷、抗热震性能好、寿命周期长的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

以电熔莫来石、高纯致密刚玉、电熔白刚玉等高纯原料为主料，辅以高硬度材料配制成浇注料，以此料可浇注成高温超强耐磨陶瓷衬体。

一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料含有如下原料组分：

原料粒度分布重量百分比

电熔莫来石 3mm～5mm 10％～25％

电熔莫来石 1mm～3mm 20％～45％

红柱石 0.1mm～1mm 3％～7％

板状刚玉 0.1mm～1mm 8％～25％

电熔白刚玉 300目～350目 5％～20％

纯铝酸钙水泥＜0.074mm 2％～10％

硅微粉＜1.0μm 2％～6％

氧化铝微粉＜1.0μm 2％～10％

减水剂 0.1％～0.3％。

所述减水剂为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、腐植酸钠、水玻璃中的至少一种。

所述浇注料含有如下原料组分：

原料粒度分布重量百分比

电熔莫来石 3mm～5mm 12％～20％

电熔莫来石 1mm～3mm 25％～40％

红柱石 0.1mm～1mm 4％～6％

板状刚玉 0.1mm～1mm 10％～20％

电熔白刚玉 300目～350目 5％～15％

纯铝酸钙水泥＜0.074mm 5％～10％

硅微粉＜1.0μm 4％～6％

氧化铝微粉＜1.0μm 4％～8％

减水剂 0.1％～0.2％。

所述浇注料含有如下原料组分：

原料粒度分布重量百分比

电熔莫来石 3mm～5mm 14％～17％

电熔莫来石 1mm～3mm 29％～36％

红柱石 0.1mm～1mm 4.5％～5.8％

板状刚玉 0.1mm～1mm 13％～17％

电熔白刚玉 300目～350目 7％～12％

纯铝酸钙水泥＜0.074mm 6.5％～8.5％

硅微粉＜1.0μm 4.5％～5.5％

氧化铝微粉＜1.0μm 5.5％～7％

减水剂 0.12％～0.18％。

所述浇注料含有如下原料成组分：

原料粒度分布重量百分比

电熔莫来石 3mm～5mm 11.5％～16.5％

电熔莫来石 1mm～3mm 35％～43％

红柱石 0.1mm～1mm 4％～5.8％

板状刚玉 0.1mm～1mm 10％～15％

电熔白刚玉 300目～350目 14％～18％

纯铝酸钙水泥＜0.074mm 4％～6％

硅微粉＜1.0μm 3.5％～5.8％

氧化铝微粉＜1.0μm 7％～9.5％

减水剂 0.15％～0.3％。

本发明具有积极有益的效果：

1.选用优质高纯原料，提高了以其浇注成的衬体的耐火性能。采用高纯原料可以有效减少衬体在高温下所产生的液相量，减少高温变形，而且塑性相减少，高温条件下刚性相对增加，耐磨性能也更加优良。

2.以该浇注料制备的衬体具有优良的高温力学性能。利用刚玉、莫来石网络结构赋予材料良好的高温力学性能和体积稳定性，由于加入了强化的硬质粒子，形成颗粒增强机制，有效地抵御热应力和机械应力诱导的裂纹，提高了内衬体材料的韧性和抗疲劳性能，增强了材料的积极稳定性和整体性能，可大大延长衬体的使用寿命。

3.以该浇注料制备的衬体具有良好的高温化学稳定性。浇注料中的材料成分在高温烟气环境中，借助于扩散和固相烧结，形成刚玉、莫来石网络镶嵌结构，硬质粒子强化，而且刚玉、莫来石、耐磨材料的具有很高的化学稳定性，与烟气、烟尘中的相容性好，能有效降低其化学腐蚀性，提高内衬材料的热态稳定性。

4.以该浇注料浇注成的衬体表面光滑、无缝，具有整体均一性。提高衬体表面的光洁度和整体性，可以减少高温烟气的流动阻力，摩擦系数降低，整体性能提高，有效减少缝隙，降低了烟尘的沉积化学腐蚀相应减少，耐磨性能大大提高。

5.该浇注料还具有施工方便快捷，整体性能好，施工周期短，对环境污染等特点，是传统的砖砌材料的理想替代品。

6.该浇注料所制备的陶瓷耐磨超强衬体，可适用于高炉热风管与送风支管交叉部位等热震稳定性要求较高的部位，其主要理化指标如下：

Al₂O₃(％) ≥70

耐火温度(℃) ＞1790

耐压强度(MPa) ≥60(110℃×24h)；≥140(1450℃×3h)

抗折强度(Mpa) ≥10(110℃×24h)；≥14(1450℃×3h)

烧后线变化(％) ±0.1(110℃×24h)；±0.1(1450℃×3h)

热震稳定性(次) ＞30(1100℃水冷)

具体实施方式

实施例1一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表1：

按表1中所述比例称取各种物料，放入强制式搅拌机中混合搅拌3～5分钟，再加水(加水量为物料总重量的4～6％)混合搅拌均匀后，注入已固定好的模具中震动成型，浇注厚料层时应采用震动棒分层浇注，待表面泛浆后即可。浇注成型后养护3天，在110℃下进行烘烤，即得高温超强耐磨陶瓷衬体，其可用在高炉热风管与送风管交叉部作衬体，也可用在其他类似环境场合处作衬体。该衬体所达到的主要技术指标如下：

Al₂O₃(％) ≥70

耐火温度(℃) ＞1790

耐压强度(MPa) 63(110℃×24h)；160(1450℃×3h)

抗折强度(Mpa) 12(110℃×24h)；14(1450℃×3h)

烧后线变化(％) ±0.1(110℃×24h)；±0.1(1450℃×3h)

热震稳定性(次) 38(1100℃水冷)

实施例2一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表1：

以该浇注料制作衬体的方法同实施例1，该衬体所达到的主要技术指标如下：

Al₂O₃(％) ≥70

耐火温度(℃) ＞1790

耐压强度(MPa) 63(110℃×24h)；160(1450℃×3h)

抗折强度(Mpa) 12(110℃×24h)；14(1450℃×3h)

烧后线变化(％) ±0.1(110℃×24h)；±0.1(1450℃×3h)

热震稳定性(次) 38(1100℃水冷)

实施例3一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表1：

Al₂O₃(％) ≥70

耐火温度(℃) ＞1790

耐压强度(MPa) 62(110℃×24h)；149(1450℃×3h)

抗折强度(Mpa) 12(110℃×24h)；16(1450℃×3h)

烧后线变化(％) ±0.1(110℃×24h)；±0.1(1450℃×3h)

热震稳定性(次) 34(1100℃水冷)

实施例4一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表1：以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

实施例5一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表1：以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

实施例6一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表2：以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

实施例7一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表2：以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

实施例8一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表2：以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

实施例9一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表2：以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

实施例10一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其原料配方见表2：以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

实施例11至实施例15所述制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料的配方见表3，以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

实施例16至实施例20所述制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料的配方见表3，以该浇注料制作衬体的方法同实施例1。

表1实施例1～5的原料配方表

单位：重量百分比(％)

表2实施例6～10的原料配方表

单位：重量百分比(％)

表3实施例11～15的原料配方表

单位：重量百分比(％)

表4实施例16～20的原料配方表

单位：重量百分比(％)

Claims

1.一种制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料组分：

原料粒度分布重量百分比

电熔莫来石 3mm～5mm 10％～25％

电熔莫来石 1mm～3mm 20％～45％

红柱石 0.1mm～1mm 3％～7％

板状刚玉 0.1mm～1mm 8％～25％

电熔白刚玉 300目～350目 5％～20％

纯铝酸钙水泥＜0.074mm 2％～10％

硅微粉＜1.0μm 2％～6％

氧化铝微粉＜1.0μm 2％～10％

减水剂 0.1％～0.3％。

2.根据权利要求1所述的制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料组分：

原料粒度分布重量百分比

电熔莫来石 3mm～5mm 12％～20％

电熔莫来石 1mm～3mm 25％～40％

红柱石 0.1mm～1mm 4％～6％

板状刚玉 0.1mm～1mm 10％～20％

电熔白刚玉 300目～350目 5％～15％

纯铝酸钙水泥＜0.074mm 5％～10％

硅微粉＜1.0μm 4％～6％

氧化铝微粉＜1.0μm 4％～8％

减水剂 0.1％～0.2％。

3.根据权利要求1或2所述的制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料组分：

原料粒度分布重量百分比

电熔莫来石 3mm～5mm 14％～17％

电熔莫来石 1mm～3mm 29％～36％

红柱石 0.1mm～1mm 4.5％～5.8％

板状刚玉 0.1mm～1mm 13％～17％

电熔白刚玉 300目～350目 7％～12％

纯铝酸钙水泥＜0.074mm 6.5％～8.5％

硅微粉＜1.0μm 4.5％～5.5％

氧化铝微粉＜1.0μm 5.5％～7％

减水剂 0.12％～0.18％。

4.根据权利要求1或2所述的制备高温陶瓷耐磨衬体的浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料成组分：

原料粒度分布重量百分比

电熔莫来石 3mm～5mm 11.5％～16.5％

电熔莫来石 1mm～3mm 35％～43％

红柱石 0.1mm～1mm 4％～5.8％

板状刚玉 0.1mm～1mm 10％～15％

电熔白刚玉 300目～350目 14％～18％

纯铝酸钙水泥＜0.074mm 4％～6％

硅微粉＜1.0μm 3.5％～5.8％

氧化铝微粉＜1.0μm 7％～9.5％

减水剂 0.15％～0.3％。