CN102992784B - 同质同相大型焦炉用硅泥浆 - Google Patents
同质同相大型焦炉用硅泥浆 Download PDFInfo
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Abstract
<b/>一种同质同相大型焦炉用硅泥浆，其特征在于：SiO2含量高于94%的废硅砖70-80份，SiO2含量高于98%的天然硅石17-25份，Al2O3含量大于25%的软质结合粘土2-5份，外加占总量0.05-0.1份的羧甲基纤维素，0.1-0.2份的白糊精，0.1-0.2份的中温烧结剂碳酸钠，0.1-0.2份的高分子聚合物聚丙烯酰胺。<b/>根据权利要求1所述的同质同相大型焦炉用硅泥浆，其特征在于：废硅砖的粒度由以下几部分组成：1-0.5mm的占总量的23-25份；0.5-0.2mm的占总量的15-16份；0.2-0mm的占总量的8-10份；180目的占总量的13-15份；220目的占总量的11-14份。<b/>根据权利要求1所述的同质同相大型焦炉用硅泥浆，其特征在于：软质结合粘土要求过筛后180目的过筛率大于95%。<b/>根据权利要求1所述同质同相大型焦炉用硅泥浆的制备方法，其特征在于：步骤一、废硅砖70-80份，天然硅石17-25份，软质结合粘土2-5份，外加占总量0.05-0.1份的羧甲基纤维素，0.1-0.2份的白糊精、0.1-0.2份的中温烧结剂碳酸钠、0.1-0.2份的高分子聚合物聚丙烯酰胺；配好后将料放入双螺旋混炼机中，进行预混炼；步骤二、将混好的料进行单重不同的包装；步骤三、到使用现场后，将硅泥浆倒入强力混砂机中，直接加入混砂机中，再加入硅泥浆总量的30-35%的自来水；搅拌10-15分钟后，最好放置30分钟；步骤四、将混好的料涂在砌体上直接使用即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于大型焦炉炉体砌砖时应用的、与硅砖同质同相的、热线膨胀率与硅砖基本一致的，由废硅砖70-80份、天然硅石17-25份、结合粘土2-5份、占总重0.5-1份的外加剂组成的硅质泥浆。
背景技术
焦炉硅砖砌筑用硅质泥浆，大致可以分为三代，20世纪70年代为第一代，这一代硅质泥浆是用硅石粉或砂粉与软质粘土按一定比例配制而成，对硅火泥的技术要求比较隆通、简单，甚至都未提及荷重软化点。第二代硅火泥是用天然硅质砂与软质结合粘土按一定的比例配制，有时加入添加剂，这一代硅火泥着重解决施工性能，忽视了粘结强度，在利用天然硅质料配制火泥是仍执行YB384-63标准，而舍去了硅砖粉这一重要成分，导致有的焦炉硅火泥与硅砖不粘结，这是二代硅火泥最大的缺点。优点是相对于一代硅火泥施工性能好了许多，对筑炉工技术等级要求不高，能保证砌筑灰缝的饱满，焦炉开工装煤时，烟囱基本不冒烟和不冒黑烟。80年代中后期研制的火泥为第三代，这一代硅火泥用天然硅土或硅砂，硅砖粉、软质结合粘土或结合粘土配制而成，对火泥的荷重软化点与粘结强度有了明确要求，为改善施工性能，使用时可加入添加剂，但市场上目前流行的这种硅火泥大多数都只是能够保证施工性能，能保证灰缝的饱满，能部分满足YB-384-91标准，而不具备真正的实用性能。随着焦炉温度的升高，泥浆与硅砖膨胀系数不一致导致体积效应不同步，泥浆与硅砖呈现不粘结现象，事实上焦炉在使用过程中，硅砖只是互相垒在一起，泥浆并没有起到应有的作用，这不仅没有降低炉体漏气率，造成资源浪费，同时对焦炉的使用寿命没有保证。
目前市场上流行的硅火泥，大都是用天然高硅土、粘土、生矽石料配制而成，天然高硅土具有硅高、粘性大的特点，利用此特点解决了施工问题，使硅泥浆在常温下能与硅砖很好的粘结在一起，但在高温状态下，由于高硅土、天然硅石都属于生料，在使用过程中进一步的鳞石英化会引起泥浆的热膨胀率过大，与砌体（硅砖）的体积效应不同步，导致高温时泥浆与硅砖砌体不粘结，为了解决这一问题，有人提出加入废硅砖，利用废硅砖已鳞石英、方石英化的优势，来缓解硅泥浆部分膨胀。专利号为200810079770，加入15-30%份的废硅砖，专利号200710062483，是加入46-48%份的废硅砖。
发明内容
本发明将通过加入中温烧结剂来提高1000℃左右时的强度。发明的硅泥浆所用主要原料是由大型焦炉使用过的拆窑废砖或者是耐火材料厂在制砖过程中的废品为主要原料，破碎成1-0.5mm、0.5-0.2mm、0.2-0mm、180目、220目的粒级，并加入少部分天然硅石粉，软质结合粘土，白糊精，羧甲基纤维素、中温烧结剂碳酸钠，还加入了少量的高分子聚合物聚丙烯酰胺，来调节硅泥浆的施工性能。
废硅砖、天然硅石、软质粘土等在制作硅泥浆时的重量份数及加入比例是：SiO2含量高于94%的废硅砖70-80份，SiO2含量高于98%的天然硅石17-25份，Al2O3含量大于25%的软质结合粘土2-5份，外加占上述原料总量0.05-0.1份的羧甲基纤维素，0.1-0.2份的白糊精、0.1-0.2份的中温烧结剂碳酸钠、0.1-0.2份的高分子聚合物聚丙烯酰胺。
以上所述的废硅砖的粒度由以下几部分组成：
其中有1-0.5mm的占总量的23-25份；
0.5-0.2mm的占总量的15-16份；
0.2-0mm的占总量的8-10份；
180目的占总量的13-15份；
220目的占总量的11-14份。
天然硅石由两部分组成：
0.5-0.2mm的占总量的7-10份；
180目的占总量的10-15份；
软质结合粘土要求180目的过筛率不得小于95%。
本发明硅质泥浆的制备方法为：
步骤一、SiO2含量不低于94%的废硅砖70-80份，SiO2含量不低于98%的天然硅石17-25份，Al2O3含量大于25%的软质结合粘土2-5份，外加占上述原料总量0.05-0.1份的羧甲基纤维素，0.1-0.2份的白糊精、0.1-0.2份的中温烧结剂碳酸钠、0.1-0.2份的高分子聚合物聚丙烯酰胺。配好后将料放入双螺旋混炼机中，进行预混炼。
步骤二、将混好的料按客户要求进行单重不同的包装，运送往使用厂家。
步骤三、到使用现场后，将硅泥浆倒入强力混砂机中，可以不用干混直接加入混砂机中，再加入硅泥浆总量的30-35%的自来水。搅拌10-15分钟后，最好放置30分钟。
步骤三、将混好的料涂在砌体上直接使用即可。
本发明的有益效果是：本发明不仅具备显著的经济效益，将废物利用，降低生产成本。同时还具有明显的社会效益。对生产硅砖的耐火材料厂而言，将生产过程中由于各种原因引起的废弃不合格硅砖，再生再利用，为降本创效作出贡献。对炼焦、炼钢厂而言，焦炉、热风炉、玻璃窑等高温窑炉使用到极限以后，炉体要进行拆除，重新砌筑，拆除掉的硅砖都作为垃圾处理了，既浪费了资源又污染了环境。将这部分将要丢弃的废硅砖，再度进行拣选、破粉碎，再配入其他的材料，制成硅质泥浆，无论是在110℃、1000℃、1400℃检测强度都不低于用天然硅石配制的泥浆，而且因为废硅砖是经过烧成和长期高温使用过的，石英已经完全鳞石英化了，当作为主要原料制成硅质泥浆后，硅泥浆的体积效应非常稳定，热膨胀率与硅砖的基本一致，用此硅质泥浆砌筑完炉体后，不会引起硅泥浆与硅砖不粘结现象。另外通过加入软质结合粘土来增加硅泥浆的塑性及强度，加入少部分天然硅石粉以调节体积变化，加入少量的羧甲基纤维素、白糊精保水、增强，加入高分子聚合物来调节施工性能，是硅泥浆在施工过程中不流淌，不坍塌，能够满足对灰缝的要求。本发明符合世界工业发展的趋势，节能、绿色环保、资源循环利用，满足高温工业发展需要。
理化指标为：荷重软化温度 ≥1560 ℃ ；耐火度 ≥1680℃；粘结时间 s90-120 。
具体实施方式
实施例1
配料及工艺过程：粒度为1-0.5mm，SiO2含量为94%的废硅砖23份、粒度为0.5mm-0.2mm的废硅砖15份，粒度为0.2-0mm的废硅砖10份,180目的废硅砖13份，粒度为220目的废硅砖粉11份。SiO2为98%粒度0.5-0.2mm的天然矽石8份，180目的矽石粉15份，广西结合粘土5份，外加上述所有原料合计重量0.1份的聚磷酸盐、0.5份的白糊精、高分子聚合物聚丙烯酰胺0.1份、中温烧结剂碳酸钠0.05份。放入封闭式螺旋混炼机中预混15分钟，然后放入强力混砂机中，加入占所有原料合计重量28份的自来水，搅拌10分钟，再放置15-30分钟即可。
实施例2
配料及工艺过程：粒度为1-0.5mm，SiO2含量为94%的废硅砖23份、粒度为0.5mm-0.2mm的废硅砖16份，粒度为0.2-0mm的废硅砖10份,180目的废硅砖15份，粒度为220目的废硅砖粉11份。SiO2为98%粒度0.5-0.2mm的天然矽石10份，180目的矽石粉10份，广西结合粘土2份，外加上述所有原料合计重量0.1份的聚磷酸盐、0.5份的白糊精、高分子聚合物聚丙烯酰胺0.15份、中温烧结剂碳酸钠0.1份。放入封闭式螺旋混炼机中预混15分钟，然后放入强力混砂机中，加入占所有原料合计重量28份的自来水，搅拌10分钟，再放置15-30分钟即可。
实施例3
配料及工艺过程：粒度为1-0.5mm，SiO2含量为94%的废硅砖25份、粒度为0.5mm-0.2mm的废硅砖15份，粒度为0.2-0mm的废硅砖8份,180目的废硅砖14份，粒度为220目的废硅砖粉14份。SiO2为98%粒度0.5-0.2mm的天然矽石7份，180目的矽石粉14份，广西结合粘土3份，外加上述所有原料合计重量0.1份的聚磷酸盐、0.5份的白糊精、高分子聚合物聚丙烯酰胺0.15份、中温烧结剂碳酸钠0.2份。放入封闭式螺旋混炼机中预混15分钟，然后放入强力混砂机中，加入占所有原料合计重量28份的自来水，搅拌10分钟，再放置15-30分钟即可。
上述三个实施例的检测指标如下：
项目 实施例1 实施例2 实施例3
SiO2 （%） 94.1 94.1 94
粘结时间 s 102 105 105
粘结强度Mpa 110℃24h 2.3 2.8 2.8
1000℃5h 1.2 1.8 1.5
1400℃5h 3.9 4.5 4.1
1350℃1h高抗 0.6 0.9 0.7
荷重软化温度 ℃ 1570 1580 1560
耐火度 ℃ 1680 1680 1670
Claims (4)
1.一种同质同相大型焦炉用硅泥浆，其特征在于：SiO2含量高于94％的废硅砖70-80份，SiO2含量高于98％的天然硅石17-25份，Al2O3含量大于25％的软质结合粘土2-5份，外加占总量0.05-0.1份的羧甲基纤维素，0.1-0.2份的白糊精，0.1-0.2份的中温烧结剂碳酸钠，0.1-0.2份的高分子聚合物聚丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的同质同相大型焦炉用硅泥浆，其特征在于：废硅砖的粒度由以下几部分组成：1-0.5mm的占总量的23-25份；0.5-0.2mm的占总量的15-16份；0.2-0mm的占总量的8-10份；180目的占总量的13-15份；220目的占总量的11-14份。
3.根据权利要求1所述的同质同相大型焦炉用硅泥浆，其特征在于：软质结合粘土要求过筛后180目的过筛率大于95％。
4.根据权利要求1所述同质同相大型焦炉用硅泥浆的制备方法，其特征在于：步骤一、废硅砖70-80份，天然硅石17-25份，软质结合粘土2-5份，外加占总量0.05-0.1份的羧甲基纤维素，0.1-0.2份的白糊精、0.1-0.2份的中温烧结剂碳酸钠、0.1-0.2份的高分子聚合物聚丙烯酰胺；配好后将料放入双螺旋混炼机中，进行预混炼；步骤二、将混好的料按不同单份重量进行包装；步骤三、到使用现场后，将硅泥浆倒入强力混砂机中，直接加入混砂机中，再加入硅泥浆总量的30-35％的自来水；搅拌10-15分钟后，放置30分钟；步骤四、将混好的料涂在砌体上直接使用即可。
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