CN102515806A

CN102515806A - 一种湿式耐火泥浆及其制备方法

Info

Publication number: CN102515806A
Application number: CN2011104404424A
Authority: CN
Inventors: 李洪波; 丰文祥; 郭春; 汪正峰; 梁化吉; 王勇进; 方园
Original assignee: SHANGHAI LIRR REFRACTORY CO Ltd; Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd; Luoyang Lier Refractory Materials Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI LIRR REFRACTORY CO Ltd; Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd; Luoyang Lier Refractory Materials Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明涉及一种湿式耐火泥浆及其制备方法，用于制备所述耐火泥浆原料组成的重量百分数为：耐火材料主原料60～95％，微粉1～15％，硅质材料3～8％，羧甲基纤维素0～5％，糊精0～5％，甲基纤维素0～5％，羟乙基纤维素0.02～5％，分散剂0.01～1％，液体结合剂(外加)8～25％。其制备方法包括如下步骤：制备干粉状半成品；加入液体结合剂混练；塑料袋定量密封包装；硬质塑料桶密封包装；阴凉处储运。本发明耐火泥浆在生产厂直接制成成品，不仅可有效控制产品质量，提高使用安全性；并且在储运及使用时呈湿式状态，降低工人劳动强度，提高施工效率；具有较长的保存期，且还可以实现定量施工，减少不必要的浪费，降低施工成本。

Description

一种湿式耐火泥浆及其制备方法

所属技术领域

本发明涉及一种呈膏状的并在储运和使用过程中的长时间内保持较高可塑性的耐火材料。

背景技术

耐火泥浆是由耐火原料、结合剂和外加剂配合，用于定型耐火材料制品的接缝之间，其功能是将各定型制品个体粘结成整体，以提高高温窑炉及热工设备的使用寿命和安全性。耐火泥浆质量的优劣直接关系到耐火材料的施工和使用性能，其储运和使用时的状态影响到耐火材料的使用性能、操作工人的劳动强度和施工方便程度。

钢铁行业中用于盛装高温钢水的钢包、中间包等容器内装配有透气砖、滑板、水口等多种功能性耐火材料元件，这些元件需要经常更换，其装配缝隙部位需要用耐火泥浆来填充。

传统的耐火泥浆多为干粉状半成品，在施工现场加入适量液态结合剂或水，经充分搅拌后呈膏状成品，具备施工性能，填充在钢包、中间包等需要更换的功能性耐火元件装配缝隙内，使耐火元件与盛装钢水的容器构成无缝隙整体。

干粉状耐火泥浆半成品便于运输，保存期长，但必须在施工现场加入液态结合剂或水搅拌制成成品，由此，不可避免存在以下缺点：

(1)质量波动大。由于现场操作人员业务素质参差不齐，工艺控制能力存在一定差异，搅拌出来的膏状成品可塑程度和均匀性会因此波动较大，直接影响到泥浆的施工性能和使用效果。如果泥浆偏干，可塑性差，涂抹性能就会较差，直接导致增大制品之间的灰缝和不饱和度，并且泥浆硬化快使得粘结时间短，影响结合强度；如果泥浆偏稀，则难以保证灰缝厚度，高温下收缩较大，存在渗漏钢液的隐患。

(2)生产效率低，工人劳动强度大，成本高。由于必须在施工现场加入液态结合剂或水搅拌，工人的劳动强度增大，并且不利于快速更换功能性耐火元件，生产效率低。另外，还需要一定的施工场地、设备以及操作人员，相应也增加用户方的投入和成本。

(3)浪费较大。干粉状半成品在施工现场加液态结合剂或水搅拌制成成品，每次生产需求量大于或等于实际消耗量，剩余泥浆若放置时间较长就会逐渐硬化，失去施工性能，造成浪费。

由于钢包、中间包等使用条件苛刻，对功能性耐火材料元件所用耐火泥浆的施工性、抗侵蚀性、粘结强度等各项性能均有较高的要求。而干粉状耐火泥浆劳动效率低、施工质量波动大，不利于快速施工和安全施工；稍有不慎，可能会造成高温钢水沿耐火材料元件装配缝隙渗出或漏出，严重时还可能会造成安全生产事故。

为了避免以上问题，部分供应商将耐火泥浆在生产地一次性制成湿式膏状耐火泥浆成品，在施工现场直接取用。然而，供应商提供的湿式耐火泥浆保质期通常为一周左右，超过这一期限可能会因水分蒸发、泥料变干致使施工性能下降，甚至失去施工性能，造成浪费。

发明内容

本发明提出了一种可用于填充钢包、中间包等高温容器的功能性耐火材料元件装配缝隙，并且在储运和使用过程中的长时间内保持较高可塑性的湿式膏状耐火泥浆及其制备方法。

本发明是通过以下五个技术手段来实现的：

(1)选用刚玉类、氧化铬类耐高温材料作为主原料。刚玉类和氧化铬类原料中的杂质含量低，耐高温性能好，可以提高耐火泥浆的耐高温性能。

(2)选用石英等硅质材料作为膨胀剂。硅质材料在升温过程中通过自身的晶型转变可以产生体积膨胀，弥补高温下水分逸出产生的孔隙及耐火粉料烧结产生的收缩，调节耐火泥浆热处理后的线变化。

(3)选用结合剂(一)、结合剂(二)作为复合结合剂，确保产品在低、中、高各个温度阶段的结合性能。

(4)添加合适的外加剂(一)作为增塑剂和保存剂，一方面保证耐火泥浆具有较好的塑性，另一方面保证湿式泥浆在运输、储藏过程中不沉淀、不分层。

(5)采用塑封定量包装。一方面可以减少储运过程中水分挥发，保持耐火泥浆自身湿度，延长保存期；另一方面可以实现定量施工，避免浪费。

结合剂(一)选用羧甲基纤维素、糊精等，使耐火泥浆在常温下有较好的粘结性。两者可单独使用，优选方案是两者配合使用。

结合剂(二)选用磷酸、磷酸二氢铝等液体材料，两者可单独使用，优选方案是使用磷酸二氢铝。结合剂(二)经热处理后会产生结合强度，实现产品在低、中、高温阶段的结合性能。

外加剂(一)选用甲基纤维素、羟乙基纤维素等，两者可单独使用，优选方案是两者配合使用。外加剂(一)遇水后会溶胀成粘性状胶体颗粒，极易粘附于耐火材料颗粒上，在颗粒之间起着柔性桥联作用，这种桥联不会因颗粒之间发生位移而断裂，会随着外力作用发生变形，且在外力消失后可保持形变后的形态，使耐火泥浆具有较好的塑性。另一方面，外加剂(一)遇水后会可将水分吸附，并具有良好的保水作用，可使湿式泥浆在较长时间的储运过程中不沉淀、不分层。

具体而言，本发明提供的一种湿式耐火泥浆通过如下技术方案来实现：

一、用于制备所述耐火泥浆原料组成的重量百分数为：

说明：

(1)耐火材料主原料、微粉、石英砂、羧甲基纤维素、糊精、甲基纤维素、羟乙基纤维素、分散剂等为内加，重量百分数总和为100％；液体结合剂为外加，加入量为内加物料总重量的8～25％。

(2)耐火材料主原料为刚玉类、氧化铬类耐火材料原料的一种或全部，根据使用条件选用合适的主原料种类和数量，主原料要求进行强磁或酸洗除铁处理。

(3)耐火材料主原料中颗粒料粒度≤0.5mm；细粉粒度通常包括-180目、-200目、-320目、-325目的几种或全部；颗粒料和细粉的比例根据使用要求进行调整。

(4)所述微粉为活性α-Al₂O₃微粉、活性SiO₂微粉的一种或全部，根据使用要求选用。

(5)所述分散剂包括聚磷酸盐、木质素磺酸盐等。

(6)液体结合剂为磷酸、磷酸二氢铝的一种或全部，根据使用要求选用。

二、本发明所述湿式耐火泥浆的制备方法是：

(1)按配方要求配制耐火材料主原料、微粉、石英砂、羧甲基纤维素、糊精、甲基纤维素、羟乙基纤维素和分散剂。在强制式搅拌机中搅拌均匀，制备干粉状半成品。搅拌机可选用灰浆搅拌机，优选的是滚筒式搅拌机。

(2)按配方要求倒入总需求量2/3左右的液体结合剂，在强制搅拌机内强制搅拌5～15分钟；继续加入剩余用量的液体结合剂，调节火泥的粘稠度，充分混练，直至达到合适的膏状状态，时间应保证在15分钟以上；

(3)将混练均匀的膏状泥料根据客户需要的数量称量后装入塑料袋中，抽真空塑封，一般1～10Kg/袋；然后将塑封的湿式耐火泥浆装入硬质塑料桶中，盖上盖子密封包装。

(4)储运：将桶装湿式泥浆存放于阴凉处储藏和运输，保质期在3个月以上；

(5)使用：需要时打开桶盖取出塑封袋，拆开塑封包装后可直接使用。

本发明的有益效果是：通过选用合适的具有高耐火性能的主原料，加入复合结合剂、适量膨胀剂和合适的增塑剂、保存剂，以及定量塑封包装等技术手段制备出一种可以用于填充钢包、中间包等高温容器的功能性耐火元件的装配接缝部位的湿式耐火泥浆。与传统耐火泥浆相比，本发明耐火泥浆在厂家直接制成成品，可有效控制产品质量，提高使用安全性；在储运及使用过程的呈湿式状态，降低工人劳动强度，提高施工效率；具有较长的保存期，且还可以实现定量施工，减少不必要的浪费，降低施工成本。

具体实施方式

以下非限定性实施例用于解释本发明，但不作为对本发明的限定。

以白刚玉和氧化铬绿为主要原料生产铬刚玉质湿式耐火泥浆：

(1)用于制备耐火泥浆的原料重量百分数为：电熔白刚玉-180目50％，电熔白刚玉-320目25％，石英砂-120目5％，活性α-Al₂O₃微粉8％，氧化铬绿10％，羧甲基纤维素0.2％，糊精0.3％，甲基纤维素0.5％，羟乙基纤维素0.8％，三聚磷酸钠0.2％，按以上配比配制后用强制搅拌机混合均匀，制得干粉状半成品。

(2)加入液体磷酸二氢铝，加入量为干粉状半成品重量的12～14％，强制混练8～10分钟；继续加入液体磷酸二氢铝至干粉状半成品重量的18～22％，调节火泥的稠度呈适合的膏状状态，强制混练20分钟出料。

(3)根据客户施工需要量将湿式耐火泥浆进行称量，用塑料袋抽真空密封包装，一般1～10Kg/袋。

(4)将塑封好的小袋湿式泥料装入硬质塑料桶中，盖上盖子密封包装。

将桶装湿式泥浆存放于阴凉处，室温下保存110天，打开包装，耐火泥浆的延展性和粘附性与刚生产的料相比，均未发生显著变化。检测性能指标为：粘结时间90～120秒，粘结强度2.5MPa，1500℃热处理3h后线变化率-0.07％，抗折强度6.9MPa。完全能够满足现场使用要求。

Claims

1.一种湿式耐火泥浆，其特征在于制备所述耐火泥浆原料组成的重量百分数为：

其中耐火材料主原料为刚玉类、氧化铬类耐火材料原料的一种或全部；微粉为活性α-Al₂O₃微粉、活性SiO₂微粉的一种或全部；液体结合剂为磷酸、磷酸二氢铝的一种或全部。

2.根据权利要求1所述的一种湿式耐火泥浆，其特征在于耐火材料主原料颗粒料粒度≤0.5mm，细粉粒度包括-180目、-200目、-320目、-325目的几种或全部。

3.一种湿式耐火泥浆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

用于制备所述湿式耐火泥浆原料中的耐火材料主原料、微粉、石英、羧甲基纤维素、糊精、甲基纤维素、羟乙基纤维素和分散剂，在强制搅拌机中搅拌均匀，制备干粉状半成品；

加入液体结合剂混练；

混练均匀的泥料称量后装入塑料袋密封，然后装入硬质塑料桶中，盖住盖子密封包装；

桶装湿式耐火泥浆在阴凉处储藏和运输。