CN103435360B - 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
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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
【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:
所述硅粉和铝粉的粒度均为12~18μm,硅粉和铝粉的总量大于或等于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:
作为优选,各组分质量比例为:
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或等于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:
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:
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:
所述硅粉和铝粉的粒度均为12~18μm,硅粉和铝粉的总量大于或等于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:
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或等于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5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5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5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5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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