CN101190850A - 炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料 - Google Patents

炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料。以重量百分比表示，原料为高铝矾土65～95％，氧化铝微粉1～10％，二氧化硅超细粉1～10％，水泥0.5～15％，另外加入占原料总重0.01～0.3％的多聚磷酸钠。本发明产品的性能优良，其荷重软化温度T0.6≥1500℃，1350℃×1h高温抗折强度≥3MPa，[1100℃－水冷]的条件下，热震稳定性＞40次。本发明产品通过在Al2O3·SiO2系耐火材料中添加活性ρ－氧化铝，使其在较低的温度下发生原位反应，形成大量的柱状莫来石，从而使浇注料具有高荷软、高热态强度和良好的热震稳定性等特性，使用寿命比低水泥浇注料提高两倍以上。

Description

炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料
一、技术领域：
本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料。
二、背景技术：
本发明产品主要用在采用将蓄热室和炉体有机结合的高效蓄热式燃烧技术的内置通道式加热炉。这种加热炉炉墙内部设有多个蓄热室以及煤气、助燃空气通道，结构复杂而且炉墙出现问题无法维修，因此对耐火材料要求很高。
作为加热炉用浇注料多为高铝质的低水泥浇注料产品，可以满足一般加热炉对炉体耐火材料的需求，却无法满足该种加热炉的要求。原因是以往的低水泥浇注料受结合体系的限制，其在高温下生成钙长石、钙铝黄长石等低熔物，从而降低了其荷重软化温度和高温强度，其参考性能指标为：荷重软化温度T0.6：1300～1350℃，1350℃×1h高温抗折强度：0.5～1MPa，[1100℃-水冷]的条件下，热震稳定性20～25次。
而炉墙内置通道(耐火浇注料制作的)蓄热式加热炉要求耐火浇注料具有高荷重软化温度、重烧线变化小、高热态抗折强度和优良的高温体积稳定性，以往的产品无法满足该性能要求。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是：
克服现有耐火浇注料的缺点，提供一种具有高荷软、高热态强度、使用寿命长的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料。
本发明的技术方案：
一种炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，以重量百分比表示，原料为高铝矾土65～95％，氧化铝微粉1～10％，二氧化硅超细粉1～10％，水泥0.5～15％，另外加入占原料总重0.01～0.3％的多聚磷酸钠。
所述的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其中高铝矾土75～90％，氧化铝微粉3～8％，二氧化硅超细粉2～7％，水泥0.5～10％。
所述的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其中高铝矾土80～90％，氧化铝微粉4～6％，二氧化硅超细粉3～7％，水泥0.5～8％。
所述的高铝矾土粒度为0.044～8mm，其粒度分布为8～5mm∶5～3mm∶3～1mm∶1～0.21mm∶0.088mm.0.044mm＝4∶3∶3∶4∶3∶1；所述的氧化铝微粉为ρ-氧化铝微粉，其粒度为0.005mm；所述的二氧化硅超细粉的粒度为0.002mm；所述的水泥为纯铝酸盐水泥；所述的多聚磷酸钠为六偏磷酸钠或三偏磷酸钠，或为二者任意比的混合物。
各原料的性能要求如下：
1.高铝矾土
  名称 指标
  高铝矾土 AL2O3≥70％，Fe2O3≤3％，Na2O+K2O≤0.8％
  高纯ρ-氧化铝微粉 AL2O3≥93％，Fe2O3≤0.04％，Na2O+K2O≤0.4％
2.二氧化硅超细粉
    项目     一级     粒度
    SiO2     ≥96％     0.02mm
    Fe2O3，％     ≤1.0
3.六偏磷酸钠
    指标名称     数值
    总磷酸盐(以P2O5计)，％     ≥68.0
    非活性磷酸盐(以P2O5计)，％     ≤7.5
    铁(Fe)，％     ≤0.05
    水不溶物，％     ≤0.06
    PH值     5.8-6.5
4.纯铝酸钙水泥
    Al2O3     CaO     SiO2     Fe2O3  粒度
    ＞70     ＜28     ＜1.0     ＜1.0  0.072～0.088mm
5.三聚磷酸钠
    指标名称     数值
    外观     白
    三聚磷酸钠，％     ≥85
    总磷量(以五氧化二磷计)，％     ≥55
    钙值     ≥9
    PH值(1％水溶液)     9.2～9.8
    水不溶物(％)     ≤0.15
6.ρ-氧化铝微粉的性能要求
  名称 指标
  高纯ρ-氧化铝微粉 AL2O3≥93％，Fe2O3≤0.04％，Na2O+K2O≤0.4％
本发明的积极有益效果：
(1)本发明产品的荷重软化温度T0.6≥1500℃，1350℃×1h高温抗折强度≥3MPa，[1100℃-水冷]的条件下，热震稳定性＞40次。
(2)本发明产品通过在Al2O3·SiO2系耐火材料中添加活性ρ-氧化铝，使其在较低的温度下发生原位反应，形成大量的柱状莫来石，从而使浇注料具有高荷软、高热态强度和良好的热震稳定性等特性，使用寿命比低水泥浇注料提高两倍以上。
四、具体实施方式：
实施例一：一种内置通道式加热炉用浇注料，以重量百分比表示，原料为高铝矾土95％，氧化铝微粉2％，二氧化硅超细粉2％，纯铝酸盐水泥1％，另外加入占原料总重0.3％的六聚磷酸钠。
其中高铝矾土粒度为0.044mm～8mm，其粒度分布为8～5mm∶5～3mm∶3～1mm∶1～0.21mm：0.088mm∶0.044mm＝4∶3∶3∶4∶3∶1。
氧化铝微粉为粒度0.01mm的ρ-氧化铝，二氧化硅超细粉的粒度为0.02mm。
各原料的性能指标和要求见本发明的技术方案中的要求，生产时将各原料经捡选、破碎、筛分，按比例混合、包装，即得成品。
实施例二：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土75％，氧化铝微粉5％，二氧化硅超细粉5％，纯铝酸盐水泥15％，另外加入占原料总重0.1％的六聚磷酸钠。
其中，高铝矾土中粒度小于5mm的二级矾土骨料占70％，小于0.088mm的一级矾土粉料占30％。
实施例三：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土67％，氧化铝微粉8％，二氧化硅超细粉10％，纯铝酸盐水泥15％，另外加入占原料总重0.2％的六聚磷酸钠。
其中高铝矾土粒度小于5mm的二级矾土骨料占65％，小于0.088mm的一级矾土粉料占35％。
实施例四：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土70％，氧化铝微粉10％，二氧化硅超细粉8％，纯铝酸盐水泥12％，另外加入占原料总重0.05％的三聚磷酸钠。
实施例五：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土80％，氧化铝微粉7％，二氧化硅超细粉6％，纯铝酸盐水泥7％，另外加入占原料总重0.15％的三聚磷酸钠。
实施例六：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土85％，氧化铝微粉3％，二氧化硅超细粉3％，纯铝酸盐水泥9％，另外加入占原料总重0.25％的三聚磷酸钠。
实施例七：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土88％，氧化铝微粉1％，二氧化硅超细粉9％，纯铝酸盐水泥2％，另外加入占原料总重0.08％的三聚磷酸钠。
实施例八：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土93％，氧化铝微粉2％，二氧化硅超细粉2％，纯铝酸盐水泥3％，另外加入占原料总重0.28％的三聚磷酸钠。
实施例九：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土83.5％，氧化铝微粉9％，二氧化硅超细粉7％，纯铝酸盐水泥0.5％，另外加入占原料总重0.01％的三聚磷酸钠。
实施例十：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土80％，氧化铝微粉3％，二氧化硅超细粉4％，纯铝酸盐水泥13％，另外加入占原料总重0.23％的三聚磷酸钠。
实施例十一：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土88％，氧化铝微粉5％，二氧化硅超细粉2％，纯铝酸盐水泥5％，另外加入占原料总重0.18％的三聚磷酸钠。
实施例十二：同实施例一基本相同，不同之处在于，
原料为高铝矾土80％，氧化铝微粉3％，二氧化硅超细粉4％，纯铝酸盐水泥13％，另外加入占原料总重0.23％的三聚磷酸钠。
上述实施例中的产品性能指标，见下表：
化学成份(％)     Al2O3≥     65
    CaO＜     0.8
体积密度(g/cm3)     110℃×16h≥     2.3
    1350℃×3h≥     2.3
抗折强度(MPa)     110℃×16h≥     5
    1350℃×3h≥     10
耐压强度(MPa)     110℃×16h≥     25
    1350℃×3h≥     80
线变化率(％)     110℃×16h     -0.10～0
    1100℃×3h     0.3～0.5
    1350℃×1h高温抗折强度(MPa) ≥3
    耐火度(℃)     ≥1790
    热震稳定性(次)     ≥40
    荷重软化温度T0.6     ≥1500

Claims (7)

1.一种炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其特征是：以重量百分比表示，原料为高铝矾土65～95％，氧化铝微粉1～10％，二氧化硅超细粉1～10％，水泥0.5～15％，另外加入占原料总重0.01～0.3％的多聚磷酸钠。
2.根据权利要求1所述的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其特征是：其中高铝矾土75～90％，氧化铝微粉3～8％，二氧化硅超细粉2～7％，水泥0.5～10％。
3.根据权利要求1所述的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其特征是：其中高铝矾土80～90％，氧化铝微粉4～6％，二氧化硅超细粉3～7％，水泥0.5～8％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其特征是：所述的高铝矾土粒度为0.044～8mm，其粒度分布为8～5mm∶5～3mm∶3～1mm∶1～0.21mm∶0.088mm∶0.044mm＝4∶3∶3∶4∶3∶1。
5.根据权利要求1至3任一项所述的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其特征是：所述的氧化铝微粉为ρ-氧化铝微粉，其粒度为0.005mm，所述的二氧化硅超细粉的粒度为0.002mm。
6.根据权利要求1至3任一项所述的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其特征是：所述的水泥为纯铝酸盐水泥。
7.根据权利要求1至3任一项所述的炉墙内置通道蓄热式加热炉用浇注料，其特征是：所述的多聚磷酸钠为六偏磷酸钠或三偏磷酸钠，或为二者以任意比的混合物。
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