CN1012431B - 一种低导热率耐火泥及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种以工业氧化铝为原料并含有添加剂的低导热率耐火泥，其特征在于采用了缩聚磷酸盐(主要为六偏磷酸钠)、氢氧化铝和硼酸盐(主要为四硼酸钠或硼矸)作强化剂，并加有一定量的草酸。本发明还提供了一种用于生产上述耐火泥的配制工艺，其特征在于采用工业氧化铝、矾土、优质粘土和石英砂(或兰晶石族矿物)为原料。本发明所提供的耐火泥具有使用温度高，体积密度小，导热系数低和粘结后抗折强度大等优点。

Description

本发明属于含有或不含有粘土的充填用耐火泥及耐火材料的技术领域，即提供一种以工业氧化铝为主要原料并含有粘土和添加剂的低导热率的耐火泥及其制造工艺。

为了确保高温窖炉及热工设备内衬砌筑高铝质低铁含量隔热耐火砖接缝的质量，提高窖炉和热工设备的能耗节约率，延长内衬的使用寿命，研制低导热率耐火泥是很有价值的。日本黑崎窖业公司生产的高铝质耐火泥（工业牌号为DMO）比较先进，该产品现为上海宝钢一期工程作为配套用耐火材料而大量引进，其原料成分（重量百分比）主要为：

高铝矾土熟料    85

结合粘土    10

硅线石    5

另有添加剂按上述总量计算：

糊精    2～3

木质素磺酸盐

目前在上海宝钢一期工程中，从日本引进的高铝质低铁含量的隔热耐火砖（牌号主要的有D₁₆、A₁₃、D₁₄）均使用上述DMO耐火泥砌筑接缝;武汉武钢170轧机工程硅钢厂也曾用DMO耐火泥砌筑高铝质低铁含量隔热耐火砖（其牌号有C₁₂、A₁₃、A₆、B₆等）。据反映，DMO耐火泥用于上述牌号的高铝质低铁含量隔热耐火砖砌筑接缝，并不能保证接缝有良好的质量。

本发明的目的是为了给宝钢、武钢等单位提供一种能够同上述各种牌号的高铝质低铁含量隔热耐火砖配合并能提高砌筑接缝质量的低导热率耐火泥。本发明的构思在于使耐火泥的理化性能指标尽可能地同上述七个牌号的耐火砖相近。本发明所提供的低导热率耐火泥是以工业氧化铝、矾土、优质粘土和石英粉或兰晶石族矿物以及一定量的添加剂作原料配制而成，其特征在于：添加剂的成分和配比与现有的耐火泥不同。首先，本发明采用缩聚磷酸盐（其中主要为六偏磷酸钠）、氢氧化铝、硼酸盐（主要为四硼酸钠或硼矸）作强化剂，这比单纯添加常温增强剂糊精要好很多，不仅可以加速耐火泥的凝固硬化过程，而且使耐火泥具有较好的抗火焰冲刷和渣浸性能，提高其高温抗折强度。其次， 为了控制耐火泥浆的酸铁反应进程，本发明所提供的耐火泥还加入一定量的草酸，草酸根离子在泥浆中可以延缓耐火泥中酸与铁的反应速度，并能溶解氧化铁，避免因酸铁反应剧烈产生大量氢气破坏耐火泥的粘结性和结构强度。本发明还提供了一种专用于生产上述耐火泥的配制工艺，其特征在于采用工业氧化铝、矾土、优质粘土和石英砂（或兰晶石族矿物）为原料，其配比（重量%）和粒度（以筛目计）为：

工业氧化铝    20～70（粒度60目）

矾土    20～70（粒度180目）

粘土    5～20（粒度60目）

石英粉（或兰晶石族矿物粉）5～10（240～360目）外加添加剂成分和配比为：（以上述原料总重量为基）

羧基纤维素C₆H₉O₄·OCH₂COOH （0.2～2）

糊精（C₆H₁₀O₅）_n·xH₂O 0.5～5

六偏磷酸钠（NaPO₃）₆1～10

氢氧化铝Al₂（OH）₆0.5～5

四硼酸钠Na₂B₄O₇10H₂O 0.2～1

草酸（COOH）₂0.1～1

本发明所提供的耐火泥其氧化铝（Al₂O₃）总含量为73.62%，氧化铁（Fe₂O₃）总含量为0.77%;使用温度（耐火度）＞1790℃;粘结抗折强度：110℃干燥后为18公斤/厘米²，1600℃烧后保温3小时达72公斤/厘米²;体积密度：110℃干燥后为1.35克/厘米³;1600℃烧后保温3小时为1.48克/厘米³;导热系数350±10℃为0.320千卡/米·时·度。

本发明所提供的耐火泥与日本DMO牌号耐火泥对比，（1）使用温度高，体积密度小，导热系数低，用以砌筑窖炉及热工设备内衬时可显著提高其能耗节约率;（2）粘结后抗折强度大，耐高温火焰冲刷和渣浸性能好，能延长炉衬的寿命;（3）缓凝时间延长，泥浆不流淌，不沉淀，可使工人操作时提高抹砌质量。用本发明所提供的耐火泥取代日本DMO耐火泥砌筑日本引进的各种牌号的耐火砖，可为固定节约大量外汇，具是较大的经济效益和社会效益。

本发明所提供的耐火泥其生产工序如下：分别将原料和添加剂均匀混合，原料按工业氧化铝粉、矾土粉、粘土粉、石英砂粉（或兰晶石族矿物粉）的顺序加入混料机中搅拌3～5分钟;将添加剂六偏磷酸钠、氢氧化铝、四硼酸钠、草酸、羧甲基纤维素和糊精均匀混合好，加入混料机中继续混料7～10分钟，即可出料装袋。

本发明所提供的耐火泥及其配制工艺实施例如下：

（一）原料的最佳配比（重量%）和粒度（以筛目计）为：

工业氧化铝    60    （60目）

矾土    20    （180目）

粘土    10    （60目）

石英粉    10    （240～320目）

（二）外加添加剂的最佳配比（重量%）为：（以上述原料最佳配比的总重量为基）

羧甲基纤维素    0.5

糊精    1.5

六偏磷酸钠    2

氢氧化铝    0.7

四硼酸钠    0.3

草酸    0.2

Claims (3)

1、一种以氧化铝为主要原料并含有添加剂的低导热率耐火泥，本发明的特征在于添加剂除常规的羧甲基纤维素和糊精外，还采用缩聚磷酸盐(其中主要为六偏磷酸钠)、氢氧化铝、硼酸盐(主要为四硼酸钠)作强化剂，并加入一定量的草酸，其外加添加剂的配比(重量%以工业氧化铝、矾土、粘土和石英粉(或兰晶石族矿物)原料的总重量为基)为：

羧甲基纤维素C₆H₉O₄·OCH₂COOH 0.2～2

糊精(C₆H₁₀O₅)_n·XH₂O 0.5～5

六偏磷酸钠(NaPO₃)₆1～10

氢氧化铝Al₂(OH)₆0.5～5

四硼酸钠Na₂B₄O₇10H₂O 0.2～2

草酸(COOH)₂0.1～1

采用工业氧化铝、矾土、优质粘土、石英粉(或兰晶石族矿物粉)为原料，其配方(重量%)和粒度(以筛目计)为：

工业氧化铝                   20～70(60目)

矾土                         20～70(180目)

粘土                         5～20(60目)

石英粉(或兰晶石族矿物粉)      5～10(240～320目)

2、按权利要求1所述的耐火泥，其特征在于所说的外加添加剂的最佳配比（重量）为：

羧甲基纤维素  0.5

糊精  1.5

六偏磷酸钠  2

氢氧化铝  0.7

四硼酸钠  0.3

草酸  0.2

3、按权利要求1所述的耐火泥，其特征在于所说的原料的最佳配比（重量%）和粒度（以筛目计）为：

氧化铝  60（60目）

矾土  20（180目）

粘土  10（60目）

石英粉  10（240～320目）