CN102140035B

CN102140035B - 镁铬质高温陶瓷焊补料及其配制方法

Info

Publication number: CN102140035B
Application number: CN 201110113803
Authority: CN
Inventors: 沈清文; 周建东; 李新荣
Original assignee: SHANGHAI JIEHUI FURNACE NEW TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI JIEHUI FURNACE NEW TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2031-05-04
Also published as: CN102140035A

Abstract

本发明提供了一种镁铬质高温陶瓷焊补料，包括44～46％(重量)的MgO、14～16％(重量)的Cr₂O₃、24～27％(重量)的Al₂O₃和14～16％(重量)的CaO，MgO来自于电熔镁砂、镁白云石、镁铬尖晶石和镁钙砂的一种或几种，Cr₂O₃来自于铬精矿、铬铁矿、镁铬尖晶石和铬刚玉的一种或几种，Al₂O₃来自于金属铝粉和铬刚玉的一种或几种，CaO来自于镁白云石、镁钙砂和电熔镁砂的一种或几种。还涉及相关配制方法。本发明的镁铬质高温陶瓷焊补料解决了现有硅质、锆莫来石质高温陶瓷焊补料无法焊补维修镁质耐火材料砌筑构成的炉窑的难题，延长了工业炉窑的使用寿命，降低了工业炉窑的使用成本，减少因工业炉窑破损带来的损失，适于大规模推广应用。

Description

镁铬质高温陶瓷焊补料及其配制方法

技术领域

本发明涉及工业窑炉技术领域，更具体地，涉及工业窑炉修补技术领域，特别是指一种用于玻璃窑、套筒石灰窑、RH炉外精炼修补的镁铬质高温陶瓷焊补料。

背景技术

目前，各种工业窑炉在钢铁、玻璃、石灰等行业发挥了基础性作用。但各种工业窑炉在服役一段时间后，由耐火材料构成的炉衬会出现不同程度的损坏，由此直接影响到炉窑的寿命。尤其是局部较大的损坏，因无法采用常规的砌筑、喷涂等方法维修，从而导致炉窑被迫停产，造成巨大的经济损失。

高温陶瓷焊补技术是一种全新的在线不停炉维修窑炉的方法，已经在各种窑炉中逐步推广应用。已发明的高温陶瓷焊补料是由耐火材料颗粒与燃料颗粒组成的混合物，高温陶瓷焊补料在助燃气体载流作用下从焊枪喷向灼热的作业面，在该面上燃料颗粒反应燃烧产生出高温，将喷出的耐火材料颗粒和受喷表面的耐火材料软化熔融，从而使作业面耐火砖同耐火粉料牢固地“焊”在一起，达到修复炉窑内衬的目的。

但是，由于不同材质的材料在实际的高温使用过程中会产生不同的体积变化，导致结构的不稳定，所以要求高温陶瓷焊补必须使用选用相同或相近的材料进行焊补修复，才能确保焊补结果长久可靠。

玻璃窑主要使用硅质、锆刚玉质和镁质耐火材料构筑而成。目前，硅质高温陶瓷焊补料在玻璃窑上应用已日趋成熟，锆莫来石质高温陶瓷焊补料也已开始应用。最近几年，玻璃窑、套筒石灰窑、RH炉外精炼等各种窑炉越来越广泛地使用各种镁质耐火材料，而镁铬质高温陶瓷焊补料却尚未见应用成功的公开报道。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种镁铬质高温陶瓷焊补料，该镁铬质高温陶瓷焊补料解决了现有硅质、锆莫来石质高温陶瓷焊补料无法焊补维修镁质耐火材料砌筑构成的炉窑的难题，延长了工业炉窑的使用寿命，降低了工业炉窑的使用成本，减少因工业炉窑破损带来的损失，适于大规模推广应用。

为了解决上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种镁铬质高温陶瓷焊补料，其特点是，包括44～46％(重量)的MgO、14～16％(重量)的Cr₂O₃、24～27％(重量)的Al₂O₃和14～16％(重量)的CaO。

较佳地，所述MgO为44％(重量)，所述Cr₂O₃为15％(重量)，所述Al₂O₃为27％(重量)，所述CaO为14％(重量)；或者，所述MgO为45％(重量)，所述Cr₂O₃为14％(重量)，所述Al₂O₃为25％(重量)，所述CaO为16％(重量)；或者，所述MgO为46％(重量)，所述Cr₂O₃为16％(重量)，所述Al₂O₃为24％(重量)，所述CaO为14％(重量)。

较佳地，所述MgO来自于电熔镁砂、镁白云石、镁铬尖晶石和镁钙砂的一种或几种，所述Cr₂O₃来自于铬精矿、铬铁矿、镁铬尖晶石和铬刚玉的一种或几种，所述Al₂O₃来自于金属铝粉和铬刚玉的一种或几种，所述CaO来自于镁白云石、镁钙砂和电熔镁砂的一种或几种。

更佳地，所述电熔镁砂为20～21％(重量)，所述镁白云石为11～12％(重量)，所述镁铬尖晶石为10～11％(重量)，所述镁钙砂为25～26％(重量)，所述铬精矿为9～10％(重量)，所述铬铁矿为3～4％(重量)，所述铬刚玉为5～6％(重量)，所述金属铝粉为12～15％(重量)。

更佳地，所述电熔镁砂为20％(重量)，所述镁白云石为11％(重量)，所述镁铬尖晶石为10％(重量)，所述镁钙砂为25％(重量)，所述铬精矿为9％(重量)，所述铬铁矿为3％(重量)，所述铬刚玉为5％(重量)，所述金属铝粉为12％(重量)。

更佳地，所述电熔镁砂为20％(重量)，所述镁白云石为11％(重量)，所述镁铬尖晶石为10％(重量)，所述镁钙砂为25％(重量)，所述铬精矿为10％(重量)，所述铬铁矿为4％(重量)，所述铬刚玉为6％(重量)，所述金属铝粉为13％(重量)。

更佳地，所述电熔镁砂为21％(重量)，所述镁白云石为11％(重量)，所述镁铬尖晶石为10％(重量)，所述镁钙砂为25％(重量)，所述铬精矿为9％(重量)，所述铬铁矿为3％(重量)，所述铬刚玉为5％(重量)，所述金属铝粉为15％(重量)。

更佳地，所述电熔镁砂为20％(重量)，所述镁白云石为12％(重量)，所述镁铬尖晶石为11％(重量)，所述镁钙砂为26％(重量)，所述铬精矿为9％(重量)，所述铬铁矿为4％(重量)，所述铬刚玉为5％(重量)，所述金属铝粉为12％(重量)。

在本发明的第二方面，提供了一种上述的镁铬质高温陶瓷焊补料的配制方法，其特点是，将44～46％(重量)的MgO、14～16％(重量)的Cr₂O₃、24～27％(重量)的Al₂O₃和14～16％(重量)的CaO混合均匀而成。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的镁铬质高温陶瓷焊补料包括44～46％(重量)的MgO、14～16％(重量)的Cr₂O₃、24～27％(重量)的Al₂O₃和14～16％(重量)的CaO，解决了现有硅质、锆莫来石质高温陶瓷焊补料无法焊补维修镁质耐火材料砌筑构成的炉窑的难题，延长了工业炉窑的使用寿命，降低了工业炉窑的使用成本，减少因工业炉窑破损带来的损失，适于大规模推广应用。

2、本发明的所述MgO来自于电熔镁砂、镁白云石、镁铬尖晶石和镁钙砂的一种或几种，所述Cr₂O₃来自于铬精矿、铬铁矿、镁铬尖晶石和铬刚玉的一种或几种，所述Al₂O₃来自于金属铝粉和铬刚玉的一种或几种，所述CaO来自于镁白云石、镁钙砂和电熔镁砂的一种或几种，原料易得，制备简单，适于大规模推广应用。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。下列实施例中采用的原料如下(单位wt％)：

实施例1 镁铬质高温陶瓷焊补料配制

将20％(重量)的电熔镁砂，11％(重量)的镁白云石，10％(重量)的镁铬尖晶石，25％(重量)的镁钙砂，9％(重量)的铬精矿，3％(重量)的铬铁矿，5％(重量)的铬刚玉，12％(重量)的金属铝粉混合搅拌均匀成为镁铬质高温陶瓷焊补料1。

将20％(重量)的电熔镁砂，11％(重量)的镁白云石，10％(重量)的镁铬尖晶石，25％(重量)的镁钙砂，10％(重量)的铬精矿，4％(重量)的铬铁矿，6％(重量)的铬刚玉，13％(重量)的金属铝粉混合搅拌均匀成为镁铬质高温陶瓷焊补料2。

将21％(重量)的电熔镁砂，11％(重量)的镁白云石，10％(重量)的镁铬尖晶石，25％(重量)的镁钙砂，9％(重量)的铬精矿，3％(重量)的铬铁矿，5％(重量)的铬刚玉，15％(重量)的金属铝粉混合搅拌均匀成为镁铬质高温陶瓷焊补料3。

将20％(重量)的电熔镁砂，12％(重量)的镁白云石，11％(重量)的镁铬尖晶石，26％(重量)的镁钙砂，9％(重量)的铬精矿，4％(重量)的铬铁矿，5％(重量)的铬刚玉，12％(重量)的金属铝粉混合搅拌均匀成为镁铬质高温陶瓷焊补料4。

实施例2 镁铬质高温陶瓷焊补料修补试验

将实施例1配制的镁铬质高温陶瓷焊补料1-4分别对具有相同大小破损处的工业炉窑进行修补，修补过程如下：配置好的镁铬质高温陶瓷焊补料在助燃气体载流作用下从焊枪喷向工业窑炉的破损处，在该破损处所述镁铬质高温陶瓷焊补料的燃料颗粒燃烧产生出高温，将所述镁铬质高温陶瓷焊补料的耐火材料颗粒和该破损处的耐火材料软化熔融，从而使该破损处同所述镁铬质高温陶瓷焊补料的耐火材料牢固地焊接在一起，达到修复炉窑的目的。经测量，修复处均满足下列指标：

由于由电熔镁砂、镁白云石、镁铬尖晶石、镁钙砂等四种原料所贡献的MgO成分，能够抵御碱性气氛的侵蚀；由铬精矿、铬铁矿、镁铬尖晶石、铬刚玉等原料所贡献的Cr₂O₃在高温下能够与MgO经过化学反应形成尖晶石相，加上直接加入的镁铬尖晶石，能够抵御燃料燃烧带来的高温。由于金属铝粉在高温下与氧气反应，发出大量的热，将喷出的耐火材料颗粒和受喷表面的耐火材料软化熔融，从而使作业面耐火砖同耐火粉料牢固地“焊”在一起。所以，发明的镁铬质高温陶瓷焊补料能够在玻璃窑、套筒石灰窑、RH炉外精炼得到成功应用。

由于由电熔镁砂、镁白云石、镁铬尖晶石、镁钙砂等四种原料所贡献的MgO成分，由铬精矿、铬铁矿、镁铬尖晶石、铬刚玉等原料所贡献的Cr₂O₃成分，两者在高温下能够经过化学反应形成镁铬尖晶石相，而直接加入的镁铬尖晶石作为新生成的镁铬尖晶石发育的晶核，能够使这种化学反应更为快速、更为彻底。

从化学成分为MgO和Cr₂O₃角度来讲，发明的高温陶瓷焊补料可以称为镁铬质高温陶瓷焊补料。从主要矿物相为镁铬尖晶石角度来讲，发明的高温陶瓷焊补料也可以称为镁铬尖晶石质高温陶瓷焊补料。

综上所述，本发明的镁铬质高温陶瓷焊补料解决了现有硅质、锆莫来石质高温陶瓷焊补料无法焊补维修镁质耐火材料砌筑构成的炉窑的难题，延长了工业炉窑的使用寿命，降低了工业炉窑的使用成本，减少因工业炉窑破损带来的损失，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种镁铬质高温陶瓷焊补料，其特征在于，包括44～46％(重量)的MgO、14～16％(重量)的Cr₂O₃、24～27％(重量)的Al₂O₃和14～16％(重量)的CaO。

2.根据权利要求1所述的镁铬质高温陶瓷焊补料，其特征在于，所述MgO为44％(重量)，所述Cr₂O₃为15％(重量)，所述Al₂O₃为27％(重量)，所述CaO为14％(重量)；或者，所述MgO为45％(重量)，所述Cr₂O₃为14％(重量)，所述Al₂O₃为25％(重量)，所述CaO为16％(重量)；或者，所述MgO为46％(重量)，所述Cr₂O₃为16％(重量)，所述Al₂O₃为24％(重量)，所述CaO为14％(重量)。

3.根据权利要求1所述的镁铬质高温陶瓷焊补料，其特征在于，所述MgO来自于电熔镁砂、镁白云石、镁铬尖晶石和镁钙砂的一种或几种，所述Cr₂O₃来自于铬精矿、铬铁矿、镁铬尖晶石和铬刚玉的一种或几种，所述Al₂O₃来自于金属铝粉和铬刚玉的一种或几种，所述CaO来自于镁白云石、镁钙砂和电熔镁砂的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的镁铬质高温陶瓷焊补料，其特征在于，所述电熔镁砂为20～21％(重量)，所述镁白云石为11～12％(重量)，所述镁铬尖晶石为10～11％(重量)，所述镁钙砂为25～26％(重量)，所述铬精矿为9～10％(重量)，所述铬铁矿为3～4％(重量)，所述铬刚玉为5～6％(重量)，所述金属铝粉为12～15％(重量)。

5.根据权利要求4所述的镁铬质高温陶瓷焊补料，其特征在于，所述电熔镁砂为20％(重量)，所述镁白云石为11％(重量)，所述镁铬尖晶石为10％(重量)，所述镁钙砂为25％(重量)，所述铬精矿为9％(重量)，所述铬铁矿为3％(重量)，所述铬刚玉为5％(重量)，所述金属铝粉为12％(重量)。

6.根据权利要求4所述的镁铬质高温陶瓷焊补料，其特征在于，所述电熔镁砂为20％(重量)，所述镁白云石为11％(重量)，所述镁铬尖晶石为10％(重量)，所述镁钙砂为25％(重量)，所述铬精矿为10％(重量)，所述铬铁矿为4％(重量)，所述铬刚玉为6％(重量)，所述金属铝粉为13％(重量)。

7.根据权利要求4所述的镁铬质高温陶瓷焊补料，其特征在于，所述电熔镁砂为21％(重量)，所述镁白云石为11％(重量)，所述镁铬尖晶石为10％(重量)，所述镁钙砂为25％(重量)，所述铬精矿为9％(重量)，所述铬铁矿为3％(重量)，所述铬刚玉为5％(重量)，所述金属铝粉为15％(重量)。

8.根据权利要求4所述的镁铬质高温陶瓷焊补料，其特征在于，所述电熔镁砂为20％(重量)，所述镁白云石为12％(重量)，所述镁铬尖晶石为11％(重量)，所述镁钙砂为26％(重量)，所述铬精矿为9％(重量)，所述铬铁矿为4％(重量)，所述铬刚玉为5％(重量)，所述金属铝粉为12％(重量)。

9.一种根据权利要求1所述的镁铬质高温陶瓷焊补料的配制方法，其特征在于，将44～46％(重量)的MgO、14～16％(重量)的Cr₂O₃、24～27％(重量)的Al₂O₃和14～16％(重量)的CaO混合均匀而成。