CN103435360A - 一种陶瓷焊补料及采用该陶瓷焊补料的窑炉修补方法 - Google Patents

一种陶瓷焊补料及采用该陶瓷焊补料的窑炉修补方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷焊补料及窑炉修补方法，包括SiO2、金属粉、粘合剂、Cr2O3、ZrO2，所述金属粉包括Si粉和Al粉，还公开了一种修补窑炉方法，包括砖面清理、制作焊补料、墙面预热、焊补处理、压抹处理、焊补炉头部位步骤。本发明通过将ZrO2添加到SiO2等焊补料原材料中，形成抗侵蚀能力好、致密性好、气孔率低、耐机械冲刷性好、焊接牢固、填充性好的陶瓷焊补料，并经过焊枪将陶瓷焊补料对破损的窑炉进行焊修，达到不停炉而进行热态修补，且在修补前，对墙体进行预热，合理控制焊枪火焰的温度和修补的时间，提高了修补效果，降低修补成本，提高窑炉的使用寿命。

Description

一种陶瓷焊补料及采用该陶瓷焊补料的窑炉修补方法
【技术领域】
本发明涉及工业窑炉修补的一种陶瓷焊补料，本发明还涉及应用本陶瓷焊补料修补窑炉的方法。
【背景技术】
窑炉是用耐火材料施工完成的用于煅烧物料的生产设备，目前，各种工业窑炉在钢铁、玻璃、石灰、水泥等行业发挥基础性作用，焦炉是一种投资大、结构复杂的热工窑炉，要求一代炉龄在30年以上，而我国大部分的焦炉已进入维护期或衰老期，大部分窑炉存在熔洞、穿通、裂缝、裂纹、麻面、炉头坍塌、炉框不严等诸多问题，传统的热修技术只能从外部入手，对窑炉损毁的部位做一些处理，而对于窑炉内部的损毁，则受制于操作条件和现有技术水平的限制，热修的效果不理想，严重影响了窑炉的正常生产，但现有技术中的陶瓷焊补料耐机械冲刷性不好，焊接不牢固，挂料时间不长、致密性不好。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种陶瓷焊补料以及修补窑炉方法，能够通过使用致密性好、气孔率低、耐机械冲刷性好、焊接牢固、填充性好的陶瓷焊补料对窑炉进行方便、有效的热修工作。
为实现上述目的，本发明提出了一种陶瓷焊补料，包括SiO2、金属粉、粘合剂、Cr2O3、ZrO2，所述金属粉包括Si粉和Al粉，其中各组分所占的质量百分含量为：
Figure BDA00003620069500011
Figure BDA00003620069500021
所述硅粉和铝粉的粒度均为12～18μm，硅粉和铝粉的总量大于15份，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的至少一种，SiO2由三种不同颗粒度组成，颗粒度为1mm～3mm的SiO2占15%～30%，颗粒度为0.5mm～1mm的SiO2占10%～20%，颗粒度小于0.5mm的占60%～70%。
作为优选，各组分质量比例为：
Figure BDA00003620069500022
作为优选，各组分质量比例为：
Figure BDA00003620069500023
作为优选，所述SiO2来自于熔融石英、磷石英、石英砂中的一种或几种，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的一种或几种，所述ZrO2来自于锆莫来石、锆刚玉、锆英砂中的一种或几种。
本发明还公开了一种窑炉修补方法，依次包括以下步骤：
a)砖面清理：首先对需要焊补的耐火砖墙表面进行清理，清除砖墙以及砖缝表面存在的结炭和灰渣，所要清除的面积大于损伤面积，清除的深度为2～4cm；
b)制作焊补料：将所有原料混合搅拌均匀，形成陶瓷焊补料；所述陶瓷焊补料包括SiO2、金属粉、粘合剂、Cr2O3、ZrO2，所述金属粉包括Si粉和Al粉，其中各组分质量比例为：SiO2：80～85份；Si粉：6～10份；Al粉：3～9份；粘合剂：5～10份；Cr2O3：2～4份；ZrO2：2～4份；所述硅粉和铝粉的粒度均为12～18μm，硅粉和铝粉的总量大于15份，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的至少一种，SiO2由三种不同颗粒度组成，颗粒度为1mm～3mm的SiO2占15%～30%，颗粒度为0.5mm～1mm的SiO2占10%～20%，颗粒度小于0.5mm的占60%～70%；
c)墙面预热：通过焊枪对待焊补的砖面进行预热处理，所述预热温度为172～178℃，预热时间为11～13分钟；
d)焊补处理：通过焊枪将b)步骤中制作的焊补料喷向窑炉待修补的损伤处，首先采用5～6kg/h的低给料速度在墙面形成基层，然后在浅表性损伤面保持5～6kg/h的低给料速度对墙面进行焊补，在深度损坏面以7～9kg/h的高给料速度对墙面进行焊补，所述焊补过程中采用氧—丙烷焊补系统或者氧－固体燃料焊补系统，所述焊枪喷头与墙面的距离为60～300mm，所述焊枪头在焊补过程中移动的速度为2～4m/min，焊补的温度为212～218℃；
e)压抹处理：在进行d)焊补处理过程中，对经过焊枪喷料过的墙面通过抹子按实抹平；
f)焊补炉头部位：在完成对窑炉炉体的焊补之后，对炉头部位进行焊补，所述焊枪的火焰温度为232～238℃，焊补时间为10～14分钟。
作为优选，所述c)步骤中的预热温度为175℃，预热时间为12分钟。
作为优选，所述d)步骤中采用氧—丙烷焊补系统，所述焊枪喷头与墙面的距离为60～100mm。
作为优选，所述d)步骤中采用氧－固体燃料焊补系统，所述焊枪喷头与墙面的距离为200～300mm。
作为优选，所述d)步骤中焊枪头在焊补过程中移动的速度为3m/min，焊补的温度为215℃。
本发明的有益效果：本发明通过将ZrO2添加到SiO2等焊补料原材料中，形成抗侵蚀能力好、致密性好、气孔率低、耐机械冲刷性好、焊接牢固、填充性好的陶瓷焊补料，并经过焊枪将陶瓷焊补料对破损的窑炉进行焊修，达到不停炉而进行热态修补，且在修补前，对墙体进行预热，合理控制焊枪火焰的温度和修补的时间，提高了修补效果，降低修补成本，提高窑炉的使用寿命。
本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
【具体实施方式】
实施例一：
一种陶瓷焊补料，包括SiO2、金属粉、粘合剂、Cr2O3、ZrO2，所述金属粉包括Si粉和Al粉，其中各组分所占的质量百分含量为：
Figure BDA00003620069500041
其中：所述SiO2的颗粒度为1mm～3mm的占20%，颗粒度为0.5mm～1mm的占15%，颗粒度小于0.5mm的占65%，所述Si粉和Al粉的颗粒度为15μm，所述SiO2来自于熔融石英、磷石英、石英砂中的一种或几种，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的一种或几种，所述ZrO2来自于锆莫来石、锆刚玉、锆英砂中的一种或几种。
实施例二：
一种陶瓷焊补料，包括SiO2、金属粉、粘合剂、Cr2O3、ZrO2，所述金属粉包括Si粉和Al粉，其中各组分所占的质量百分含量为：
Figure BDA00003620069500051
其中：所述SiO2的颗粒度为1mm～3mm的占20%，颗粒度为0.5mm～1mm的占15%，颗粒度小于0.5mm的占65%，所述Si粉和Al粉的颗粒度为15μm，所述SiO2来自于熔融石英、磷石英、石英砂中的一种或几种，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的一种或几种，所述ZrO2来自于锆莫来石、锆刚玉、锆英砂中的一种或几种。SiO2来自于熔融石英、磷石英、方石英和石英砂的一种或几种，陶瓷焊补料中加入微晶炻粉（SiO2≥58.0％），微晶炻粉作为助燃剂，起到助燃的效果。
本发明一种窑炉修补方法，包括以下步骤：
a)砖面清理：首先对需要焊补的耐火砖墙表面进行清理，清除砖墙以及砖缝表面存在的结炭和灰渣，所要清除的面积大于损伤面积，清除的深度为2～4cm；
b)制作焊补料：将所有原料混合搅拌均匀，形成陶瓷焊补料；所述陶瓷焊补料包括SiO2、金属粉、粘合剂、Cr2O3、ZrO2，所述金属粉包括Si粉和Al粉，其中各组分质量比例为：SiO2：80～85份；Si粉：6～10份；Al粉：3～9份；粘合剂：5～10份；Cr2O3：2～4份；ZrO2：2～4份；所述硅粉和铝粉的粒度均为12～18μm，硅粉和铝粉的总量大于15份，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的至少一种，SiO2由三种不同颗粒度组成，颗粒度为1mm～3mm的SiO2占15%～30%，颗粒度为0.5mm～1mm的SiO2占10%～20%，颗粒度小于0.5mm的占60%～70%；
c)墙面预热：通过焊枪对待焊补的砖面进行预热处理，所述预热温度为172～178℃，预热时间为11～13分钟；
d)焊补处理：通过焊枪将b)步骤中制作的焊补料喷向窑炉待修补的损伤处，首先采用5～6kg/h的低给料速度在墙面形成基层，然后在浅表性损伤面保持5～6kg/h的低给料速度对墙面进行焊补，在深度损坏面以7～9kg/h的高给料速度对墙面进行焊补，所述焊补过程中采用氧—丙烷焊补系统或者氧－固体燃料焊补系统，所述焊枪喷头与墙面的距离为60～300mm，所述焊枪头在焊补过程中移动的速度为2～4m/min，焊补的温度为212～218℃；
e)压抹处理：在进行d)焊补处理过程中，对经过焊枪喷料过的墙面通过抹子按实抹平；
f)焊补炉头部位：在完成对窑炉炉体的焊补之后，对炉头部位进行焊补，所述焊枪的火焰温度为232～238℃，焊补时间为10～14分钟。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种陶瓷焊补料，其特征在于：包括SiO2、金属粉、粘合剂、Cr2O3、ZrO2，所述金属粉包括Si粉和Al粉，其中各组分质量比例为：
Figure FDA00003620069400011
所述硅粉和铝粉的粒度均为12～18μm，硅粉和铝粉的总量大于15份，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的至少一种，SiO2由三种不同颗粒度组成，颗粒度为1mm～3mm的SiO2占15%～30%，颗粒度为0.5mm～1mm的SiO2占10%～20%，颗粒度小于0.5mm的占60%～70%。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷焊补料，其特征在于：各组分质量比例为：
Figure FDA00003620069400012
3.如权利要求1所述的一种陶瓷焊补料，其特征在于：各组分质量比例为：
4.如权利要求1所述的一种陶瓷焊补料，其特征在于：所述SiO2来自于熔融石英、磷石英、石英砂中的一种或几种，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的一种或几种，所述ZrO2来自于锆莫来石、锆刚玉、锆英砂中的一种或几种。
5.一种窑炉修补方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
a)砖面清理：首先对需要焊补的耐火砖墙表面进行清理，清除砖墙以及砖缝表面存在的结炭和灰渣，所要清除的面积大于损伤面积，清除的深度为2～4cm；
b)制作焊补料：将所有原料混合搅拌均匀，形成陶瓷焊补料；所述陶瓷焊补料包括SiO2、金属粉、粘合剂、Cr2O3、ZrO2，所述金属粉包括Si粉和Al粉，其中各组分质量比例为：SiO2：80～85份；Si粉：6～10份；Al粉：3～9份；粘合剂：5～10份；Cr2O3：2～4份；ZrO2：2～4份；所述硅粉和铝粉的粒度均为12～18μm，硅粉和铝粉的总量大于15份，所述粘合剂为硅酸钠、磷酸钙、聚磷酸铵中的至少一种，SiO2由三种不同颗粒度组成，颗粒度为1mm～3mm的SiO2占15%～30%，颗粒度为0.5mm～1mm的SiO2占10%～20%，颗粒度小于0.5mm的占60%～70%；
c)墙面预热：通过焊枪对待焊补的砖面进行预热处理，所述预热温度为172～178℃，预热时间为11～13分钟；
d)焊补处理：通过焊枪将b)步骤中制作的焊补料喷向窑炉待修补的损伤处，首先采用5～6kg/h的低给料速度在墙面形成基层，然后在浅表性损伤面保持5～6kg/h的低给料速度对墙面进行焊补，在深度损坏面以7～9kg/h的高给料速度对墙面进行焊补，所述焊补过程中采用氧—丙烷焊补系统或者氧－固体燃料焊补系统，所述焊枪喷头与墙面的距离为60～300mm，所述焊枪头在焊补过程中移动的速度为2～4m/min，焊补的温度为212～218℃；
e)压抹处理：在进行d)焊补处理过程中，对经过焊枪喷料过的墙面通过抹子按实抹平；
f)焊补炉头部位：在完成对窑炉炉体的焊补之后，对炉头部位进行焊补，所述焊枪的火焰温度为232～238℃，焊补时间为10～14分钟。
6.如权利要求4所述的一种窑炉修补方法，其特征在于：所述c)步骤中的预热温度为175℃，预热时间为12分钟。
7.如权利要求4所述的一种窑炉修补方法，其特征在于：所述d)步骤中采用氧—丙烷焊补系统，所述焊枪喷头与墙面的距离为60～100mm。
8.如权利要求4所述的一种窑炉修补方法，其特征在于：所述d)步骤中采用氧－固体燃料焊补系统，所述焊枪喷头与墙面的距离为200～300mm。
9.如权利要求4所述的一种窑炉修补方法，其特征在于：所述d)步骤中焊枪头在焊补过程中移动的速度为3m/min，焊补的温度为215℃。
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