CN106083080B - 低成本高强耐高温涂抹料及制备方法 - Google Patents
低成本高强耐高温涂抹料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106083080B CN106083080B CN201610404720.3A CN201610404720A CN106083080B CN 106083080 B CN106083080 B CN 106083080B CN 201610404720 A CN201610404720 A CN 201610404720A CN 106083080 B CN106083080 B CN 106083080B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- alumine
- water
- level
- mineral facies
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
Abstract
本发明涉及一种低成本高强耐高温耐火涂抹料及制作方法，其特征在于所述的涂抹料的质量百分组成为：三级高铝矾土5～1mm：45～50％；一级高铝矾土1～0mm：10～15％；一级高铝矾土＜180目：23～28％；纯铝酸钙水泥：7～8％；硅微粉：2～3％；软质粘土：2～3％；同时外加减水剂为0.02‑0.05％；以及外加絮凝剂为0.03‑0.06％。通过添加减水剂大幅降低涂抹料的施工加水量，从而提高涂抹料的强度；通过添加一种絮凝剂，使涂抹料既不增加施工加水量，又能使添加了减水剂的涂抹料失去流动性，从而具有良好的涂抹施工性；使用CA相含量高的早强水泥，进一步提高涂抹料的强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种低成本高强耐高温涂抹料及制备方法，属于耐火材料领域。
背景技术
耐火涂抹料是加水搅拌后靠手工涂抹于窑炉壁上的，有的施工炉壁要达90度垂直，因此要求耐火涂抹料不能有一点流动性，否则在垂直炉壁上施工时容易滑落，因此耐火涂抹料不能添加任何减水剂。
申请人之一已有一种供宝钢使用的高铝质耐火涂抹料，在最初制订指标时，订成了高铝质耐火浇注料，其主要指标，如表1所示：
表1宝钢制订的耐火涂抹料指标
然而，涂抹料和浇注料是完全不同的概念，它们虽同为不定形耐火材料，但按施工方法分类，耐火浇注料系采用振动台、振动器、振动—加压或手工掏制等方法成型的材料(韩行禄编著《不定形耐火材料》第2版，冶金工业出版社，2008)，因而耐火浇注料的流动性越好，施工越便捷，填充越密实，使用性能也越好；而耐火涂抹料系用抹灰器和灰浆泵成型或人工涂抹的材料(韩行禄编著《不定形耐火材料》第2版，冶金工业出版社，2008)，因而耐火涂抹不要求有流动性，尤其是有坡度的炉壁，若有流动性就无法涂抹施工，会产生下滑和与炉壁粘贴不牢等现象。浇注料可通过加入减水剂大幅降低加水量，并产生流动性，提高浇注料的致密性来提高110℃下的烘干强度；而涂抹料则不能加入那怕一点点的减水剂，否则施工时就下滑，因而加水量肯定高，不能做成致密料，要做到表1中的110℃下的烘干强度，唯一的方法就是大幅提高涂抹料的结合剂——纯铝酸钙水泥的加入量。但纯铝酸钙水泥过多加入后，引入的CaO的量就会大幅提高。
高铝质材料的主要成分是三氧化二铝和二氧化硅，在高铝质材料中加入纯铝酸钙水泥后，就形成了Al2O3-SiO2-CaO的三元相，这种矿物相的耐火度很低，在1170℃以上就形成了低熔物，引入的CaO越多、温度越高，高温下形成的液相就越多，这样涂抹料的高温性能——1500℃烧后线变化率、1400℃下的高温抗折强度以及耐火度等指标都很难达到。因此，高铝涂抹料的110℃的低温性能和1500℃的高温性能很难同时满足。
为了满足高铝涂抹料的110℃的低温性能纯铝酸钙水泥的加入量要达到15％以上；同时，使用SiO2含量低而Al2O3含量高的特级高铝矾土(SiO2：8～10％，Al2O3：86～89％)作骨料，氧化铝(Al2O3≈99％)微粉作细粉配料，这样就减少了的SiO2引入，从而减少了Al2O3-SiO2-CaO三元低熔物相的产生，达到高温性能要求。但这样配料又很昂贵。配料如下：
特级矾土骨料： 57～62％
特级矾土粉： 15～20％
氧化铝微粉： 5～7％
纯铝酸钙水泥： 15％
软质粘土： 2～3％
这样的配料单价在2750元左右(不含税价)，还不包括制作成本，而目前售价只有1400元左右(不含税价)，成本与售价严重倒置。
如果按表1所述的指标是针对耐火浇注料的，那操作起来就十分简单，因为浇注料中可以加入减水剂来大幅降低施工时的加水量，从而提高110℃的烘干强度，这样纯铝酸钙水泥只需加到6～7wt％，就能满足110℃的强度要求。由于少加水泥，相应地CaO的引入量大幅减少，即便主原料使用价格低的但SiO2相对高的三级矾土，在1500℃高温下Al2O3-SiO2-CaO三元低熔物相也不会产生过多，从而也能满足1500℃高温烧后性能，且配料成本可大幅降低。
借鉴于耐火浇注料的配方，即在浇注料中引入减水剂，才能有望达到低成本而又满足性能指标的涂抹料，但必须设法不能让涂抹料有流动性，从而构筑成本发明的构思。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本高强耐高温涂抹料及制备方法，本发明所提供的涂抹料特征在于：
1、使用价格低的三级高铝矾土作为配料的主原料，而一级高铝矾土粉仅作为细粉料，从而有效降低成本；
三级高铝矾土(SiO2：30～38％，Al2O3：57～65％)的价格是特级高铝矾土价格的1/3，一级高铝矾土粉(SiO2：12～18％，Al2O3：75～82％)的价格也仅为氧化铝粉的1/3，从而可大幅降低涂抹料的配料成本。与此同时也大幅提高了配料中的SiO2的含量。
2、大幅降低纯铝酸钙水泥的用量至7～8％
本发明提供的涂抹料具体配方为：
三级高铝矾土5～1mm：45～50％
一级高铝矾土1～0mm：10～15％
一级高铝矾土＜180目：23～28％
纯铝酸钙水泥：7～8％
硅微粉：2～3％
软质粘土：2～3％
所述的三级高铝矾土的产地为山西孝义，Al2O3：57～65％；一级高铝矾土的产地为山西阳泉，Al2O3：75～82％；软质粘土的产地为广西扶绥Al2O3≥30％；硅微粉的产地为云南保山，SiO2≥92％。
这样大幅提高了配料中的SiO2的含量的同时，大幅降低了CaO的量，使配料中的Al2O3-SiO2-CaO三元低熔物相大幅降低，在配料成本大幅降低的同时，提高了高温性能。但这样110℃的低温性能下降很多。
所述的涂抹料还同时外加添加减水剂和絮凝剂，加入质量百分含量分别为0.02～0.05％和0.03～0.06％。
使用三聚磷酸钠或六偏磷酸钠为减水剂，大幅降低涂抹料的施工加水量，以提高涂抹料的致密度，从而提高110℃的低温强度；同时使用硫酸铝作絮凝剂，消除因添加了减水剂而产生的流动性，从而既保证了施工涂抹性能，又提高了110℃的低温强度。
使用早强纯铝酸钙水泥进一步提高110℃的低温强度
纯铝酸钙水泥是由多种矿物相组成的复杂复合体，最主要的矿物相为CaO·Al2O3和CaO·2Al2O3，简称CA和CA2。这两种矿物相的水化速度不相同，CA的水化速度快，CA2的水化速度慢，因此CA相主要提供水泥的1～3天的早期强度，CA2相主要提供水泥的7天后的后期强度。但耐火涂抹料或浇注料的使用特点是加水搅拌施工后1～3天后就要烘至110℃以上排水后使用，如果水泥矿相没有水化，水份烘干后没水化的矿相对耐火涂抹料的低温强度就无作用了。所以使用含CA矿物相多的纯铝酸钙水泥，在烘干前已充分水化，可进一步提高耐火涂抹料的110℃的低温强度。
综上所述，①添加减水剂大幅降低涂抹料的施工加水量，从而提高涂抹料的强度；通过添加絮凝剂(硫酸盐)，使涂抹料失去因添加了减水剂而产生的流动性，从而既具有良好的强度又具有涂抹施工性。②CA相高的铝酸钙水泥早期(1～3天)的强度发展很快，短时期内水泥充分水化从而提高了涂抹料的烘干强度；③通过添加减水剂大幅降低涂抹料的施工加水量，从而提高涂抹料的强度；通过添加纯铝酸钙水泥絮凝剂，使涂抹料既不增加施工加水量，又使添加了减水剂的涂抹料失去流动性，从而具有良好的涂抹施工性；使用CA相含量高的早强水泥，进一步提高涂抹料的强度。
具体实施方式
实施例
本发明所述组分的具体实施例1-3如表2所示
表2低成本高强耐高温涂抹料配比
所述早强纯铝酸钙水泥产地为河南开封，Al2O3≥71％，其他原料产地和组成同上。
①制样方法
配料：按上述表2的比例配料，并在搅拌锅中混合均匀。
制样：加11.5％(wt)的水，在搅拌锅中搅拌约2～3分钟后，振动浇注制成160×40×40mm的试样，自然养护1天后脱模。
检测：试样分别经110℃×24h、1500℃×3h等温度烘干或烧成处理的后，检测各温度下的性能。
②性能的检测如表3所示
表3研制的耐火涂抹料性能
本发明配制的耐火涂抹料，不仅价格低廉，而且施工涂抹性好，强度高，用户使用后十分满意。
Claims (7)
1.一种低成本高强耐高温涂抹料，其特征在于所述的涂抹料的质量百分组成为：
三级高铝矾土5～1mm：45～50％
一级高铝矾土1～0mm：10～15％
一级高铝矾土＜180目：23～28％
纯铝酸钙水泥：7～8％
硅微粉：2～3％
软质粘土：2～3％
同时外加减水剂为0.02-0.05％
以及外加絮凝剂为0.03-0.06％。
2.按权利要求1所述的涂抹料，其特征在于：
①外加的减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠；降低涂抹料的施工加水量，提高涂抹料的强度；
②外加的絮凝剂为硫酸铝，使涂抹料失去流动性，具有涂抹施工性；
③纯铝酸钙水泥含有CA矿物相和CA2矿物相，CA矿物相为CaO·Al2O3矿物相的简称，CA2矿物相为CaO·2Al2O3矿物相的简称。
3.按权利要求1所述的涂抹料，其特征在于：
①三级高铝矾土质量百分组成为SiO2：30～38％，Al2O3：57～65％，其价格是特级高铝矾土价格的1/3；
②一级高铝矾土粉质量百分组成为SiO2：12～18％，Al2O3：75～82％，其价格也只是氧化铝粉的1/3。
4.按权利要求2所述的涂抹料，其特征在于：
①CA矿物相的水化速度快，提供1-3天的早期强度；
CA2矿物相的水化速度慢，提供7天后的后期强度；
②使用含CA矿物相的纯铝酸钙水泥，有利于提高耐火涂抹料110℃的低温强度。
5.按权利要求1所述的涂抹料，其特征在于：
所述的涂抹料的质量百分组成为：
或者，为：
或者，为：
6.按权利要求5所述的涂抹料，其特征在于所述的涂抹料的上述三种组成中Al2O3含量依次为64.87wt％、65.76wt％和64.59wt％。
7.按权利要求1-6中任一项所述的涂抹料，其特征在于：
①110℃×24h涂抹料抗折强度达4.9～6.1MPa，耐压强度25.6～35.5MPa，体积密度为2.37～2.41g/cm3；
②1500℃×3h的耐压强度为44.5～47.5MPa，线变化率为-0.65～-0.87％；
③1400℃1h的热态抗折强度为0.95-1.05MPa；
④耐火度为1790℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610404720.3A CN106083080B (zh) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 低成本高强耐高温涂抹料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610404720.3A CN106083080B (zh) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 低成本高强耐高温涂抹料及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106083080A CN106083080A (zh) | 2016-11-09 |
| CN106083080B true CN106083080B (zh) | 2019-03-19 |
Family
ID=57227647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610404720.3A Active CN106083080B (zh) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 低成本高强耐高温涂抹料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106083080B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107032769A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-08-11 | 武汉科技大学 | 一种高铝质修补料及其制备方法 |
| CN110183219A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-30 | 浙江攀盛冶金材料有限公司 | 一种耐火性较高的镁橄榄石涂抹料 |
| CN113979763B (zh) * | 2021-11-26 | 2023-04-11 | 上海宝九和耐火材料有限公司 | 一种炉窑用涂抹料及其制备方法与用途 |
| CN114105657A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-01 | 首钢集团有限公司 | 一种高强耐磨的涂抹料及其应用 |
| CN114380605B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-02-07 | 洛阳安耐克科技股份有限公司 | 一种热风炉用岩棉涂抹料及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1656040A (zh) * | 2002-04-24 | 2005-08-17 | 拉法尔热铝酸盐公司 | 用于稠砂浆的含有硫酸钙和矿物铝酸钙化合物的钙矾石粘合剂 |
| CN102295459A (zh) * | 2010-06-28 | 2011-12-28 | 淄博海泰高温材料科技有限公司 | 超低水泥耐火浇注料的制法 |
| CN102815956A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-12 | 江苏恒耐炉料集团有限公司 | 余热发电管道用耐磨涂抹料 |
-
2016
- 2016-06-08 CN CN201610404720.3A patent/CN106083080B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1656040A (zh) * | 2002-04-24 | 2005-08-17 | 拉法尔热铝酸盐公司 | 用于稠砂浆的含有硫酸钙和矿物铝酸钙化合物的钙矾石粘合剂 |
| CN102295459A (zh) * | 2010-06-28 | 2011-12-28 | 淄博海泰高温材料科技有限公司 | 超低水泥耐火浇注料的制法 |
| CN102815956A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-12 | 江苏恒耐炉料集团有限公司 | 余热发电管道用耐磨涂抹料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106083080A (zh) | 2016-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106083080B (zh) | 低成本高强耐高温涂抹料及制备方法 | |
| Wetzel et al. | Influence of silica fume on properties of fresh and hardened ultra-high performance concrete based on alkali-activated slag | |
| CN102351547B (zh) | 一种高强度耐高温半轻质高铝浇注料及其制备方法 | |
| JP5735158B2 (ja) | アルミナセメント | |
| WO2020083408A1 (zh) | 一种钛复合抗侵蚀耐磨耐火浇注料的制备方法 | |
| Chen et al. | The effect of nano-γAl2O3 additive on early hydration of calcium aluminate cement | |
| Zhang et al. | Effect of calcium aluminate cement on water resistance and high-temperature resistance of magnesium-potassium phosphate cement | |
| CN104250099B (zh) | Al2O3-MgO质耐火浇注料及其制备方法 | |
| CN103739299A (zh) | 一种耐火自流浇注料 | |
| CN104086198B (zh) | 一种玻璃窑用红柱石耐火材料及其制品 | |
| CN101805198B (zh) | 莫来石钢纤维浇注料 | |
| CN108059448B (zh) | 一种耐火自流浇注料 | |
| Jambunathan et al. | The role of alumina on performance of alkali-activated slag paste exposed to 50 C | |
| CN104150858A (zh) | 磷酸钠镁水泥基材料及其制备方法 | |
| CN109534831A (zh) | 半钢罐永久层浇注料 | |
| CN102775162A (zh) | 一种抗结皮耐火浇注料 | |
| CN109111235A (zh) | 一种铝尖晶石浇注料 | |
| CN106431025A (zh) | 碱激发胶凝材料及其制备方法 | |
| CN104193377B (zh) | 一种早强抗爆耐火自流料 | |
| CN104086185A (zh) | 一种无硅灰自流浇注料 | |
| CN104045361A (zh) | 铝硅溶胶复合结合铝碳化硅浇注料及其制备方法 | |
| Singh et al. | Synthesis and characterization of alumina sol and its use as binder in no cement high‐alumina refractory castables | |
| CN102515672A (zh) | 一种用于砌筑石油行业防火墙的砂浆及其施工工艺 | |
| CN101555147A (zh) | 柔性方镁石复合尖晶石砖 | |
| CN109320218A (zh) | 一种铝锆尖晶石耐火材料砖及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |