CN101407389A - 高效复合硅质密封泥浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于玻璃熔窑、焦炉、热风炉等高温工业窑炉炉体砌筑、密封的高效复合硅质密封泥浆，它是由下列重量份的原料制成：硅质生料25－40份、硅质熟料15－30份、粘土5－15份、磷酸或磷酸盐3－8份、外加独立包装的结合剂1－2.5份。由于本发明添加了由CMC剂和黄糊精混合而成的结合剂和磷酸或磷酸盐，这样即可解决在低温下泥浆与硅砖粘结、而在高温下泥不粘结的问题，同时，也打破了大碹砌筑泥缝＜1mm的技术认识局限，解决了长期以来困扰企业的施工问题，所以本发明能使施工作业性、结合强度、高温性、密封性、耐久性都得到显著提升。

Description

高效复合硅质密封泥浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种适于高温炉体砌筑的高效复合硅质密封泥浆，本发明还涉及上述材料的制备方法。
背景技术
高温工业窑炉普遍生产能耗高，散热损失大，因此对玻璃熔窑、焦炉等高温工业窑炉炉体实施强化保温，尽可能的实现节能降耗是近几年来各大型窑炉企业竞相追逐的目标。碹顶是高温窑炉产生大量热损失的主要根源，因此硅砖碹顶的隔热保温就成为减少散热损失，提高热效率的首要目标。密封是隔热保温成败的关键，大碹的砌筑是碹顶密封的首要缓解，也是防止碹砖砌缝蹿火的第一道防线。
目前，国内市场硅质泥浆的现状主要有两类，一类为传统的以天然硅土为原料，加入残硅砖混合制得的天然泥浆或泥浆粉；一类为天然硅石、残硅砖、耐火粘土中加入羧甲基纤维素(CMC)或黄糊精制成的高纯优质泥浆。后者在物料组分上优于前者，且加入了CMC剂或黄糊精，粘结性能提高。但是，这些产品由于本身性能局限，无法达到密封要求：前者仅靠粘土结合，后者添加的CMC或黄糊精等有机结合物属于暂时性结合剂，温度升高时，分子链断裂，粘性下降，且受热后不产生结合强度，仅靠材料自身无法完成高温条件下与硅砖的有效熔接；限定了砖缝泥浆要薄(0.5-1mm)，砖面要平整，出现砌缝泥浆不饱满和要求砖面预磨加工，影响工程质量和施工成本，同时还可能为作业期间碹顶抽签、形成鼠洞和砖缝透火埋下隐患，密封性和耐久性难以实现。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种能够提高粘结性、密封性和耐久性的高效复合硅质密封泥浆。
本发明的另一目的是提供一种制备高效复合硅质密封泥浆的方法。
为达到上述目的，本发明采用如下解决方案：一种高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：它是由下列重量份的原料制成：硅质生料25-40份、硅质熟料15-30份、粘土5-15份、磷酸或磷酸盐3-8份、外加独立包装的结合剂1-2.5份。
上述的高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：所述硅质生料为硅石，优选五台硅石，五台硅石是指山西省五台山地区所产的硅石。
上述的高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：所述硅质熟料为硅砖、熔融石英管或硅石煅烧熟料。
上述的高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：所述粘土为白粘土，优选广西白粘土。
上述的高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：所述结合剂由CMC剂与黄糊精按1∶1混合而成。
制备上述高效复合硅质密封泥浆的原料符合表1中的要求：
  原料名称   要求
  硅质生料   SiO2％＞95.0％
  硅质熟料   SiO2％＞95.0％
  粘土   Al2O3％：28-38％
  磷酸   85％工业级
  黄糊精   粘结力≥1.5Kg/cm2
  CMC剂   黏度：500-800
表1
制备上述高效复合硅质密封泥浆的方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)对硅质生料进行拣选，必要时进行冲洗，除去表面红色胶泥和其它杂质，然后将其破碎后进行粉磨，要求粉料200目通筛率≥95％；(2)对硅质熟料进行破碎加工及粉磨，要求粉料200目通筛率≥95％；(3)粘土要求325目通筛率≥95％；(4)将硅质生料、硅质熟料、粘土按份数倒入混碾机中混合，混合均匀后加入磷酸或磷酸盐，磷酸需先加水稀释，磷酸与水稀释比例为1∶0.4-1.2，混合均匀后入练泥机进行练泥即可；(5)将CMC剂与黄糊精按1∶1混合制取结合剂，独立包装。使用时，按份数加入独立包装的结合剂(CMC剂和黄糊精按1∶1混合而成)，搅拌均匀即可获得良好的施工性和粘结性。
本发明高效复合硅质密封泥浆的各项理化指标见表2：
  项目   指标
  耐火度，℃   ≥1750
  荷重软化点，℃   ≥1700
  体积密度，g/cm3   ≥1.70
  线变换率，％1450℃-3h   ≤±0.2
  耐压强度，MPa110℃烘干1450℃烧后 ≥20≥25
表2
由上表可看出，本发明具有极佳的高温性能及高温稳定性。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、由于本发明添加了由CMC剂和黄糊精混合而成的结合剂和磷酸或磷酸盐，在室温或低温时，利用有机结合剂CMC剂、黄糊精的强粘结性、分散性和保水性达到理想的施工性和粘结强度；磷酸盐为热固性胶凝材料，磷酸结合或磷酸盐结合通过聚合作用结合，属于永久性结合，中、高温时，随着CMC剂、黄糊精作用的逐渐弱化、消失，磷酸或磷酸盐受热后产生的结合性逐渐增强，高温时，磷酸性能得到最大发挥，完成泥浆与硅砖的有效熔接，这样就解决了在低温环境下泥浆与硅砖粘结、而在高温环境下泥浆与硅砖不粘结的问题，所以本发明能使施工作业性、结合强度、高温性、密封性、耐久性都得到显著提升。
2、由于复合结合剂的使用，本发明硅质泥浆具有了极佳的密封性，可以作为密封材料和热修补配套材料广泛地加以应用。同时，本发明提高了泥浆耐热、耐侵蚀性能，因此解决了1mm砖缝泥浆不饱满、不能密封、碹砖间结合不良，普遍发生透火现象，造成碹顶损坏的问题，提高了碹顶的耐久性。同时采用宽泥缝(2-3mm)带泥砌筑，碹砖不需加工，也打破了大碹砌筑泥缝＜1mm的技术认识局限，解决了长期以来困扰企业的施工问题。
具体实施方式
实施例1：
制备高效复合硅质密封泥浆：准备35份SiO2含量为95.5％的硅石，30份SiO2含量为95.5％的硅质熟料，10份Al2O3含量为33.0％的白粘土，7份磷酸，其中硅石200目通筛率为98％，硅质熟料200目通筛率为99％，白粘土325目通筛率为98％。磷酸需稀释后使用，具体稀释过程为将含量为85％的工业级磷酸按1∶0.8倒入水中。将硅石、硅质熟料、白粘土倒入混碾机混合，充分搅拌后，缓慢加入提前稀释好的磷酸，待搅拌均匀后进行真空练泥，然后装袋。将混好的CMC剂、黄糊精取2份另外装袋。使用时，将两袋内的物料混合并搅拌均匀即可使用。
实施例2：
制备高效复合硅质密封泥浆：准备40份SiO2含量为95.0％的硅石，30份SiO2含量为96.5％的硅质熟料，9份Al2O3含量为30.0％的白粘土，8份稀释好的磷酸，其中硅石200目通筛率为99％，硅质熟料200目通筛率为96％，白粘土325目通筛率为98％。磷酸需稀释后使用，具体稀释过程为85％的工业级磷酸按1∶0.5倒入水中稀释。将硅石、硅质熟料、白粘土倒入混碾机混合，充分搅拌后，缓慢加入提前稀释好的磷酸，待搅拌均匀后进行真空练泥，然后装袋。将混好的CMC剂、黄糊精取1.2份另外装袋。使用时，将两袋内的物料混合并搅拌均匀即可使用。
实施例3：
制备高效复合硅质密封泥浆：准备32份SiO2含量为97.0％的硅石，32份SiO2含量为95.0％的硅质熟料，5份Al2O3含量为28.0％的白粘土，6份稀释好的磷酸，其中硅石200目通筛率为98％，硅质熟料200目通筛率为95％，白粘土325目通筛率为96％。磷酸需稀释后使用，具体稀释过程为85％的工业级磷酸按1∶1.2倒入水中稀释。将硅石、硅质熟料、白粘土倒入混碾机混合，充分搅拌后，缓慢加入提前稀释好的磷酸，待搅拌均匀后进行真空练泥，然后装袋。将混好的CMC剂、黄糊精取1.8份另外装袋。使用时，将两袋内的物料混合并搅拌均匀即可使用。
实施例4：
制备高效复合硅质密封泥浆：准备40份SiO2含量为97.5％的硅石，20份SiO2含量为95.5％的硅质熟料，8份Al2O3含量为33.0％的白粘土，7份稀释好的磷酸，其中硅石200目通筛率为99％，硅质熟料200目通筛率为99％，白粘土325目通筛率为97％。磷酸需稀释后使用，具体稀释过程为85％的工业级磷酸按1∶0.5倒入水中稀释。将硅石、硅质熟料、白粘土倒入混碾机混合，充分搅拌后，缓慢加入提前稀释好的磷酸，待搅拌均匀后进行真空练泥，然后装袋。将混好的CMC剂、黄糊精取2.2份另外装袋。使用时，将两袋内的物料混合并搅拌均匀即可使用。

Claims (6)

1、一种高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：它是由下列重量份的原料制成：硅质生料25-40份、硅质熟料15-30份、粘土5-15份、磷酸或磷酸盐3-8份、外加独立包装的结合剂1-2.5份。
2、根据权利要求1所述的高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：所述硅质生料为硅石。
3、根据权利要求1所述的高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：所述硅质熟料为硅砖、熔融石英管或硅石煅烧熟料。
4、根据权利要求1所述的高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：所述粘土为白粘土。
5、根据权利要求1所述的高效复合硅质密封泥浆，其特征在于：所述结合剂由CMC剂与黄糊精按1∶1混合而成。
6、制备如权利要求1所述的高效复合硅质密封泥浆的方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)对硅质生料进行拣选，必要时进行冲洗，除去表面红色胶泥和其它杂质，然后将其破碎后进行粉磨，要求粉料200目通筛率≥95％；(2)对硅质熟料进行破碎加工及粉磨，要求粉料200目通筛率≥95％；(3)粘土要求325目通筛率≥95％；(4)将硅质生料、硅质熟料、粘土按份数倒入混碾机中混合，混合均匀后加入磷酸或磷酸盐，磷酸需先加水稀释，磷酸与水稀释比例为1∶0.4-1.2，混合均匀后入练泥机进行练泥即可；(5)将CMC剂与黄糊精按1∶1混合制取结合剂，独立包装。
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