CN1048968C - 非水性气硬性耐火泥 - Google Patents

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Abstract

一种非水性气硬性耐火泥，属于砌筑用耐火泥，它由(重量%)76～86%骨料和14～24%结合剂所组成，其中，骨料的化学成分(重量%)为：67～79.9%SiC，10～15%Al2O3，5～10%SiO2，1～5%C，0.5～3%MgO；结合剂的化学成分(重量%)为：30～50%酚醛树脂，10～15%磷酸盐，35～55%乙二醇。本发明非水性气硬性耐火泥不仅具有低温烘烤时粘接强度高，高温烘烤粘接强度继续增高，烘炉过程中不产生大量水蒸汽，便于高炉操作，而且抗熔融金属渗透性好，抗碱侵蚀性好等优点，特别适用于砌筑各种结合类型碳化硅砖。

Description

非水性气硬性耐火泥
本发明属于砌筑用耐火泥，适用于砌筑各种结合类型(如粘土结合，氧化物结合，氮化物结合，自结合)碳化硅砖，例如砌筑氮化硅结合碳化硅高炉内衬，砌筑加热炉及热处理炉的碳化硅陶瓷换热器，砌筑玻璃熔窑碳化硅马弗罩等等。
通常作为砌筑碳化硅砖的耐火泥，除应具有一般耐火泥应具备的高的耐火度，良好的施工性，粘接强度高和体积稳定性好外，还应具备抗熔融金属渗透，抗碱侵蚀以及高的热传导性和低的热膨胀性，另外，砌筑某些部位要求低温烘烤粘接强度高，高温烘烤粘接强度不降低。
目前，国内砌筑高炉用的碳化硅质耐火泥，其骨料中碳化硅的含量低(重量％＜70％)，这种耐火泥的抗熔融金属渗透和抗碱侵蚀性能不好，施工时又加入大量水，以获得良好的施工性能，这样就导致了烘炉时产生大量的水蒸汽，不利于高炉操作，英国专利GB2202220A，C04B35/66和美国专利us523095，虽采用了有机物(呋喃树脂)作为耐火泥的结合剂，但耐火泥骨料成分中碳化硅的含量更低(仅为10～25％)，显然，作为砌筑碳化硅砖的耐火泥，在抗熔融金属渗透及抗碱侵蚀方面就更不能满足要求。另外，国内砌筑高炉用的碳化硅质耐火泥在低温烘烤时粘接强度低，不能适应砌筑的要求
本发明的目的在于提供一种烘炉时避免产生大量水蒸汽，低温烘烤时粘接强度高，高温烘烤时粘接强度更高的非水性气硬性耐火泥。
根据上述目的，本发明非水性气硬性耐火泥，由骨料和结合剂组成，其具体化学成分(重量％)为：76～86％骨料和14～24％结合剂；其中骨料的化学成分(重量％)为：67～79.9％SiC，10～15％Al2O3，5～10％SiO2，1～5％C，0.5～3％MgO；结合剂的化学成分(重量％)为：30～50％酚醛树脂，10～15％磷酸盐，35～55％乙二醇。
本发明非水性气硬性耐火泥的骨料中含有(重量％)0.5～3％MgO，结合剂中含有(重量％)10～15％磷酸盐，其作用是提高本发明非水性气硬性耐火泥的低温粘接强度，例如：160℃×24h小时烘炉时，一般耐火泥的粘接强度在1～3MPa之间，而本发明非水性气硬性耐火泥粘接强度大于6MPa，特别适用于砌筑各种结合类型的碳化硅砖
本发明非水性气硬性耐火泥的结合剂采用了热固性的酚醛树脂，并加入了非水性的有机溶剂乙二醇，其目的是避免在窑炉砌筑完毕后的烘炉过量中产生大量的水蒸汽，影响高炉操作以及提高高温粘接强度
本发明非水性气硬性耐火泥的骨料中含有(重量％)67～79.9％的SiC是为了提高耐火泥的抗熔融金属渗透，抗碱蚀，抗CO侵蚀等性能，另外，提高耐火泥中的SiC含量，使其热传导性和热膨胀性更接近所砌筑的碳化硅砖
本发明非水性气硬性耐火泥骨料中含有(重量％)10～15％Al2O3，5～10％SiO2，其目的是使本发明非水性气硬性耐火泥高温下形成陶瓷结合相，以提高高温粘接强度。例如：本发明非水性气硬性耐火泥1300℃×3小时的粘接强度＞7MPa
本发明非水性气硬性耐火泥的制造工序如下：
1.骨料配制。
在混砂机中将骨料的各种成分根据其成分范围配好，仔细混匀，装袋备用，要求骨料的各种成分的最大粒径＜100目
2.结合剂配制。
在容器中将酚醛树脂，磷酸盐，乙二醇在其化学成分范围内按一定配比混合搅拌至均匀，装入容器待用
3.本发明非水性气硬性耐火泥的制备
使用时将上述二步配制好的骨料和结合剂在现场施工前按一定比例加入到泥浆搅拌机中，搅拌至均匀即制得本发明所述耐火泥。
根据上述化学成分及制备工序生产的本发明非水性气硬性耐火泥性能如下：
1.荷重软化点＞1650℃
2.抗拆粘接强度为：160℃×24h＞6MPa
                  1300℃×3h＞7MPa
3.热膨胀系数(0～1200℃)为：3×10-8/℃与现有技术相比，本发明非水性气硬性耐火泥的优点在于：
1.耐火度高，即荷重软化点＞1650℃
2.抗熔融金属渗透性好，抗碱侵蚀，抗CO侵蚀性好
3.热传导性与热膨胀性与所砌筑的碳化硅砖的热传导性和热膨胀性接近。
4.本发明非水性气硬性耐火泥具有显著气硬性，即在低温下烘烤时可以产生高的粘接强度，例如：160℃×24h的粘接强度＞6MPa，并且在高温下粘按强度继续增强而不降低，又如：1300℃×3h的粘接强度＞7MPa
5.本发明非水性气硬性耐火泥具有良好的施工性能，由于本发明非水性气硬性耐火泥的结合剂采用了非水性的有机溶剂，避免了烘炉时产生大量水蒸汽，有利于高炉操作。
实施例1。
根据本发明非水性气硬性耐火泥的化学成分范围，配制了三批非水性气硬性耐火泥，三批本发明非水性气硬性耐火泥的具体化学成分如表1。其中，三批本发明非水性气硬性耐火泥的骨料的具体化学成分如表2，三批本发明非水性气硬性耐火泥的结合剂的具体化学成分如表3。以上三批本发明非水性气硬性耐火泥按GB5024.3-85，GB7317-87测定其抗折粘接强度如表4。
表1  实施例非水性气硬性耐火泥的具体化学成分(重量％)
     成分批号 骨料 结合剂
    1     80     20
    2     85     15
    3     81     10
表2 实施例非水性气硬性耐火泥骨料的具体化学成分(重量％)
    成分批号 SiC Al2O3 SiO2 C H2O
    1     79.9     9.35     7.25     2     1.3
    2     74.5     14.5     8.50     2     0.5
    3     72.3     12.9     9.8     4     1
表3 实施例非水性气硬性耐火泥的结合剂的具体化学成分(重量％)
    成分批号 酚醛树脂 磷酸盐 乙二醇
    1     12     12     46
    2     36     13     51
    3     47     11     42
表4 实施例非水性气硬性耐火泥的抗折粘接强度
    性能批号 抗折粘按强度(MPa)160℃·24h 抗折粘接强度(MPa)1300℃·3h
    1      9.6       10.5
    2      7.7       8.7
    3      9.5       11.0
实施例2。
实施例1制备的3批本发明非水性气硬性耐火泥中的第一批已批量生产，并用于我国4635M8大型高炉的氮化硅结合碳化硅砖的砌筑上，使用效果良好，性能指标达到预期目标。

Claims (1)

1、一种非水性气硬性耐火泥，其特征在于化学成分(重量％)为：骨料：76-86％，结合剂：14-24％；骨料的化学成分(重量％)为：67-79.9％SiC，10-15％Al2O3，5-10％SiO2，1-5％C，0.5-3％MgO；结合剂的化学成分(重量％)为：30-50％酚醛树脂，10-15％磷酸盐，35-55％乙二醇。
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