CN104692818A - 一种氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料，包含以下组分：耐火骨料0-3(mm)：23-50份，耐火骨料3-5(mm)：10-30份，一耐火骨料5-8(mm)：5-25份，氧化铬：1-10份，硅粉：1-10份，SiC：2-12份，a-Ai203：1-10份，防爆剂：0.01-0.3份，减水剂：0.01-0.3份，SiO2：0.01-0.3份，铝粉：1-9份，结合剂：1-9份。各组分充分混合形成氧化锌窑炉炉顶用耐碱抗热震耐火浇注材料。该材料抗腐蚀耐碱性达到90wt％，耐压强度：1000℃≥30MPa，抗折强度：1000℃×3h≥7MPa，一级热震稳定性次数≥20，耐火度达到1780℃。
Description
技术领域：
本发明涉及一种氧化锌窑炉炉顶用材料；具体地说是一种氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料。
背景技术：
氧化锌窑炉是一种常用的氧化锌制备装置。氧化锌窑炉基本上都是自然引风式扩散燃烧方式，其采用比较简易的燃烧器，也没有自动控制装置；窑炉的炉温由手动燃气阀开度控制，调节滞后；其也没有燃烧安全控制系统，手动点火，容易产生爆燃。窑炉的竖井状的燃烧腔燃烧空间小，部分预混空气与二次空气混合的不均匀，导致燃气在炉膛内继续燃烧，对炉顶和内坩埚烧损较大(如专利CN201010600484.5所述)。因此氧化锌窑炉的炉顶冶炼过程温度变化极大，而且受碱侵蚀现象十分严重，传统浇注料在这个部位的使用寿命不高。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料，本发明通过优化颗粒级配，并通过添加碳化硅粉末，不锈钢纤维等增强方式，大大提高了浇注料的热震稳定性和抗碱性能，达到了抗腐蚀的目的。尤其适用于氧化锌窑炉炉顶及其他碱侵蚀严重，温度变化厉害的窑炉部位。
为达到以上目的，本发明的技术方案如下：
本发明所述的一种氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料，包含以下组分：
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：23-50重量份，
一级矾土耐火骨料3-5(mm)：10-30重量份，
一级矾土耐火骨料5-8(mm)：5-25重量份，
氧化铬：1-10重量份，
硅粉：1-10重量份，
SiC：2-12重量份，
a-Ai203：1-10重量份，
防爆剂：0.01-0.3重量份，
减水剂：0.01-0.3重量份，
SiO2：0.01-0.3重量份，
铝粉：1-9重量份，
结合剂：1-9重量份。
本发明所述的一种氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料，其另一种技术方案为，包含以下组分：
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：30-40重量份，
一级矾土耐火骨料3-5(mm)：12-20重量份，
一级矾土耐火骨料5-8(mm)：13-20重量份，
氧化铬：2-8重量份，
硅粉：4-10重量份，
SiC：2-10重量份，
a-Ai203：4-10重量份，
防爆剂：0.05-0.2重量份，
减水剂：0.05-0.2重量份，
SiO2：0.05-0.2重量份，
铝粉：2-7重量份，
结合剂：2-7重量份。
本发明所述的一种氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料，其再一种技术方案为，包含以下组分：
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：35-40重量份，
一级矾土耐火骨料3-5(mm)：14-20重量份，
一级矾土耐火骨料5-8(mm)：15-20重量份，
氧化铬：5-8重量份，
硅粉：5-9重量份，
SiC：2-6重量份，
a-Ai203：5-10重量份，
防爆剂：0.1-0.15重量份，
减水剂：0.1-0.15重量份，
SiO2：0.1-0.15重量份，
铝粉：4.5-6.5重量份，
结合剂：4.5-6.5重量份。
本发明所述的防腐抗热震耐火浇注材料中，所述的一级矾土耐火骨料为高铝矾土熟
料，铝矾土又称矾土或铝土矿，主要成分是氧化铝，系含有杂质的水合氧化铝，是一
种土状矿物。本发明中所使用的矾土骨料为矾土矿煅烧后所形成的高铝矾土熟料，其
Al2O3>＝48％，化学稳定性强、物理性能良好。
本发明所述的防腐抗热震耐火浇注材料中，所述的硅粉是由天然石英经破碎、球磨、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。硅粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能，可增强浇注料的强度，提高产品寿命。
本发明所述的防腐抗热震耐火浇注材料中，所述的碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成，碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好高温时能抗氧化。本发明所述的碳化硅为黑碳化硅，黑碳化硅含SiC约95％，其韧性高于其他碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，可以增强浇注料的强度，不易断裂。
本发明所述的防腐抗热震耐火浇注材料中，所述的防爆剂选自聚苯乙烯纤维、碳纤维等、不锈钢纤维或99wt％含量金属铝粉，优选不锈钢纤维。
本发明所述的防腐抗热震耐火浇注材料中，所述的减水剂选自铝粉或乳酸铝。
本发明所述的防腐抗热震耐火浇注材料中，所述的结合剂选自硅酸盐类、铝酸盐类、磷酸盐类、硫酸盐类、氯化物类或溶胶类；优选铝酸盐类；更优选铝酸钙或铝酸钡；所述的铝酸钙为超高铝型纯铝酸钙，其Al2O3的含量较高，一般在78～85％，具有硬度高，韧性大，提高了原料中Al2O3的含量，使浇注料的抗渣侵蚀性能显著提高。
本发明所述的防腐抗热震耐火浇注材料的方法：
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：23-50重量份，
一级矾土耐火骨料3-5(mm)：10-30重量份，
一级矾土耐火骨料5-8(mm)：5-25重量份，
氧化铬：1-10重量份，
硅粉：1-10重量份，
SiC：2-12重量份，
a-Ai203：1-10重量份，
防爆剂：0.01-0.3重量份，
减水剂：0.01-0.3重量份，
SiO2：0.01-0.3重量份，
铝粉：1-9重量份，
结合剂：1-9重量份。
将以上所述各组分按照各自的重量份充分混合后浇注，形成氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料。
本发明所述的防腐抗热震耐火浇注材料耐碱性抗腐蚀，其耐碱性达到90wt％以上，耐压强度：1000℃≥30MPa，抗折强度：1000℃×3h≥7MPa，一级热震稳定性次数≥60，耐火性达到1780℃以上。
本发明的积极效果在于：
本发明所述的氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料耐碱性抗腐蚀，耐碱性达到90wt％以上，，耐压强度：1000℃≥30MPa，抗折强度：1000℃×3h≥7MPa，一级热震稳定性次数≥60，耐火性达到1780℃以上。
本发明通过优化颗粒级配，并通过添加碳化硅粉末，不锈钢纤维等增强方式，大大提高了浇注料的热震稳定性和抗碱性能，达到了抗腐蚀的目的。尤其适用于氧化锌窑炉炉顶及其他碱侵蚀严重，温度变化厉害的窑炉部位。
具体实施方式：
下面的实施例将对本发明所提供的方法予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其它任何公知的改变。
实施例1
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：35kg，一级矾土耐火骨料3-5(mm)：20kg，一级矾土耐火骨料5-8(mm)：15kg，氧化铬：5kg，硅粉：5kg，SiC：6kg，a-Ai203：5kg，不锈钢纤维：0.1kg，乳酸铝：0.1kg，SiO2：0.1kg，铝粉：4.5kg，纯铝酸钙：4.5kg。
将以上各原料按照各自的重量充分混合后浇注形成氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料。
制得的氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料性能如下：耐碱性达到95wt％，耐压强度：1000℃，60MPa，抗折强度：1000℃×3h，10MPa，一级热震稳定性次数70，耐火性达到1800℃。
实施例2
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：30kg，一级矾土耐火骨料3-5(mm)：18kg，一级矾土耐火骨料5-8(mm)：20kg，氧化铬：5kg，硅粉：5kg，SiC：6kg，a-Ai203：5kg，99wt％含量金属铝粉：0.1kg，铝粉：0.1kg，SiO2：0.1kg，铝粉：4.5kg，纯铝酸钙：4.5kg。
将以上各原料按照各自的重量充分混合后浇注形成氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料。
制得的氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料性能如下：耐碱性达到95wt％，耐压强度：1000℃，60MPa，抗折强度：1000℃×3h，9MPa，一级热震稳定性次数68，耐火性达到1820℃。
实施例3
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：40kg，一级矾土耐火骨料3-5(mm)：25kg，一级矾土耐火骨料5-8(mm)：16kg，氧化铬：5kg，硅粉：5kg，SiC：6kg，a-Ai203：5kg，聚苯乙烯纤维：0.1kg，乳酸铝：0.1kg，SiO2：0.1kg，铝粉：4.5kg，纯铝酸钙：4.5kg。
将以上各原料按照各自的重量充分混合后浇注形成氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料。
制得的氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料性能如下：耐碱性达到95wt％，耐压强度：1000℃，59MPa，抗折强度：1000℃×3h，9MPa，一级热震稳定性次数67，耐火性达到1800℃。
实施例4
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：35kg，一级矾土耐火骨料3-5(mm)：20kg，一级矾土耐火骨料5-8(mm)：15kg，氧化铬：5kg，硅粉：6kg，SiC：5kg，a-Ai203：6kg，碳纤维：0.2kg，乳酸铝：0.2kg，SiO2：0.2kg，铝粉：6kg，纯铝酸钡：6kg。
将以上各原料按照各自的重量充分混合后浇注形成氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料。
制得的氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料性能如下：耐碱性达到96wt％，耐压强度：1000℃，56MPa，抗折强度：1000℃×3h，8MPa，一级热震稳定性次数66，耐火性达到1840℃。
实施例5
一级矾土耐火骨料0-3(mm)：35kg，一级矾土耐火骨料3-5(mm)：20kg，一级矾土耐火骨料5-8(mm)：15kg，氧化铬：4kg，硅粉：4kg，SiC：4kg，a-Ai203：4kg，不锈钢纤维：0.05kg，乳酸钙：0.05kg，SiO2：0.05kg，铝粉：2kg，纯铝酸钙：2kg。
将以上各原料按照各自的重量充分混合后浇注形成氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料。
制得的氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料性能如下：耐碱性达到94wt％，耐压强度：1000℃，56MPa，抗折强度：1000℃×3h，8MPa，一级热震稳定性次数66，耐火性达到1780℃。
Claims (9)
1.一种氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料，包含以下组分:
一级矾土耐火骨料0-3（mm）：23-50重量份，
一级矾土耐火骨料3-5（mm）：10-30重量份，
一级矾土耐火骨料5-8（mm）：5-25重量份，
氧化铬：1-10重量份，
硅粉：1-10重量份，
SiC：2-12重量份，
a-Ai203：1-10重量份，
防爆剂：0.01-0.3重量份，
减水剂：0.01-0.3重量份，
SiO2：0.01-0.3重量份，
铝粉：1-9重量份，
结合剂：1-9重量份。
2.根据权利要求1所述的防腐抗热震耐火浇注材料，其特征在于，包含以下组分：
一级矾土耐火骨料0-3（mm）：30-40重量份，
一级矾土耐火骨料3-5（mm）：12-20重量份，
一级矾土耐火骨料5-8（mm）：13-20重量份，
氧化铬：2-8重量份，
硅粉：4-10重量份，
SiC：2-10重量份，
a-Ai203：4-10重量份，
防爆剂：0.05-0.2重量份，
减水剂：0.05-0.2重量份，
SiO2：0.05-0.2重量份，
铝粉：2-7重量份，
结合剂：2-7重量份。
3.根据权利要求2所述的防腐抗热震耐火浇注材料，其特征在于，包含以下组分：
一级矾土耐火骨料0-3（mm）：35-40重量份，
一级矾土耐火骨料3-5（mm）：14-20重量份，
一级矾土耐火骨料5-8（mm）：15-20重量份，
氧化铬：5-8重量份，
硅粉：5-9重量份，
SiC：2-6重量份，
a-Ai203：5-10重量份，
防爆剂：0.1-0.15重量份，
减水剂：0.1-0.15重量份，
SiO2：0.1-0.15重量份，
铝粉：4.5-6.5重量份，
结合剂：4.5-6.5重量份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的防腐抗热震耐火浇注材料，其特征在于：
所述的一级矾土耐火骨料为高铝矾土熟料。
5.根据权利要求1-3任一项所述的防腐抗热震耐火浇注材料，其特征在于：
所述的防爆剂选自聚苯乙烯纤维、碳纤维、不锈钢纤维或99wt%含量金属铝粉。
6.根据权利要求1-3任一项所述的防腐抗热震耐火浇注材料，其特征在于：
所述的减水剂选自铝粉或乳酸铝。
7.根据权利要求1-3任一项所述的防腐抗热震耐火浇注材料，其特征在于：
所述的结合剂选自硅酸盐类、氯酸盐类、磷酸盐类、硫酸盐类、氯化物类或溶胶类，优选氯酸盐类。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述的防腐抗热震耐火浇注材料的方法，其特征在于：
一级矾土耐火骨料0-3（mm）：23-50重量份，
一级矾土耐火骨料3-5（mm）：10-30重量份，
一级矾土耐火骨料5-8（mm）：5-25重量份，
氧化铬：1-10重量份，
硅粉：1-10重量份，
SiC：2-12重量份，
a-Ai203：1-10重量份，
防爆剂：0.01-0.3重量份，
减水剂：0.01-0.3重量份，
SiO2：0.01-0.3重量份，
铝粉：1-9重量份，
结合剂（K4-70）：1-9重量份；
将以上所述各组分按照各自的重量份充分混合后浇注，形成氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料。
9.根据权利要求1-7任一项所述的氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料或权利要求8所述的方法制得的氧化锌窑炉炉顶用防腐抗热震耐火浇注材料，其耐碱性达到90%，耐压强度：1000℃≥30MPa，抗折强度：1000℃×3h≥7MPa，一级热震稳定性次数≥60，耐火性达到1780℃。
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