CN107151134A - 一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，提出的高强高铝质耐火泥浆的原料及质量百分比为：0.5mm≥粒径＞0.1mm的高铝质颗粒55%‑45%，74μm≥粒径＞44um的细粉1 15%‑10%，44μm≥粒径＞10um的细粉2 25%‑20%，硅灰5%‑2%，а‑Al₂O₃微粉15%‑8%；结合剂4%‑2%；原料的总质量为100%；高强高铝质耐火泥浆还外加有水和添加剂；水的加入量为原料总质量的12%‑16%；添加剂的加入量为原料总质量的0%‑0.5%。本发明使用时的强度不低于现有耐火砖的强度，能在很大程度减少泥浆处断裂出现的情形。

Description

一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆

技术领域

本发明涉及的是一种高铝质耐火泥浆，具体涉及一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，适用于工业窑炉用砖之间的砖缝泥浆。

背景技术

工业窑炉如焦炉、热风炉等炉子墙体或内部砖体的砌筑一般采用黏土砖、高铝砖、莫来石砖、硅线石砖或者硅砖等，其使用温度一般在900~1200℃左右。窑炉内部不同部位随着使用工况的不同定期都需要维护更换，通常关注的焦点放在耐火砖上，通过提高耐火砖的性能来改善使用效果。近年来发现，随着使用温度的提高和耐火砖性能的提高，砖缝之间泥浆的性能反而成为影响使用效果的一个短板，发现断裂更多出现在砖缝泥浆处而非耐火砖上。

以热风炉为例，热风炉蓄热体用常用耐材为低蠕变高铝砖，需具备抗热震性好、热容大、抗蠕变性好的特点等，砌筑这些耐材时需要相应耐火泥浆进行配套使用，期间维修时也需对蓄热体损坏部位进行更换。为了提高热风温度，就会提高蓄热体的温度，结果就会造成：一方面蓄热体更换的频率加快，另一方面传统耐火泥浆使用过程中表现出来的问题越发突出，主要表现在断裂位置越来越多出现在泥浆处，表示此处泥浆的用后强度明显低于耐火砖自身的强度，反而成了使用过程中存在的最薄弱点。因此需要研发一种抗热震性能优异，中高温烧后强度高的泥浆来代替现有材料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，所述高强高铝质耐火泥浆的原料及质量百分比为：

高铝质颗粒 0.5mm≥粒径＞0.1mm 55%-45%

细粉 1 74μm≥粒径＞44um 15%-10%

细粉 2 44μm≥粒径＞10um 25%-20%

а-Al₂O₃微粉 5-0.1um 15%-8%

硅灰 5%-2%

结合剂 4%-2%

原料的总质量为100%；

所述的高强高铝质耐火泥浆还外加有水和添加剂；水的加入量为原料总质量的12%-16%；添加剂的加入量为原料总质量的0%-0.5%。

所述的高铝质颗粒（Al₂O₃≥85%）为板状刚玉、高铝矾土中的任何一种。

所述的细粉1为板状刚玉、高铝矾土中的任何一种。

所述的细粉2为板状刚玉、高铝矾土中的任何一种。

所述的结合剂为一种铝硅混合物：Al₂O₃含量为25-40% ，SiO₂含量55-70%。

所述的添加剂为添加剂1、添加剂2中的一种或两种的混合。

所述添加剂1为铝酸盐水泥或者水合氧化铝的任意一种。

所述添加剂2为模数在2.5-3.0的任意一种水玻璃粉。

本发明提出的一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，属于以高铝质原料为主的铝硅体系，颗粒料和细粉可采用板状刚玉、高铝矾土等中的任何一种，保障材料具有较高的耐火度，满足窑炉耐材使用条件；本发明中的结合剂为一种含高活性二氧化硅的铝硅复合混合物，其结合机理与硅微粉溶胶结合机理一样，硅微粉形成三维网络结构，赋予材料一定的常温强度，加入添加剂1中的铝酸盐水泥或者水合氧化铝后，泥浆的凝结速度加快，强度更高，即添加剂1起到了促凝剂的效果；当温度达到600度之后，结合剂自身的硅成分一部分与自身的铝成分发生反应，另一部分可与体系内的活性氧化铝反应均生成了莫来石相，从而赋予材料较好的强度，随着温度的升高，莫来石晶体长大，网络交错结构更加紧密，当温度到达1300度时，材料的强度更高，且体系内无含钙或含钠的低熔点相，所以泥浆的抗热震性能也会优于传统泥浆的性能；

本发明中添加的а-Al₂O₃微粉和硅灰均为高活性超微粉，除了能够起到填充孔隙、降低加水量外，也可在中高温下反应生成莫来石相，从而提高耐材泥浆的强度；

本发明中的添加剂2的水玻璃粉起到促凝剂的效果，可根据具体情况适当加入；

综上所述，本发明具有如下有益效果：

(1) 本发明采用新型高活性微粉结合剂，莫来石化温度更低，即可获得足够高的烧结强度。

(2) 本发明中结合剂的结合机理为硅微粉溶胶结合，可实现快速升温烘烤。

(3) 本发明中的耐火泥浆的凝结速度和早期强度可控。

(4) 本发明中泥浆使用时的强度不低于现有耐火砖的强度，能在很大程度减少泥浆处断裂出现的情形。

附图说明

图1为本发明实施例1-3耐火泥浆断裂部位的示意图。

图2为DRL-155粘结试样断裂部位的示意图。

具体实施方式

给出本发明的实施例，但不构成对本发明的任何限制；

根据下述3个实施例中的方案将所有原料配好后在搅拌机搅拌10分钟，当达到合适施工粘度后停止搅拌，将拌好的泥浆涂抹在烘干后的试块切断面上，做成规定的砖缝2mm，用刮刀刮去多余的泥浆，使砖缝面和砖面平整粘结在一起；紧接着自然干燥24h，110℃×24h烘烤，1300℃×3h烧成处理，自然冷却至室温后进行抗折强度测试，测试结果见表1，断裂位置图1所示；若无说明周围环境温度均为25℃左右。

实施例1

配比方案：

高铝质颗粒 0.5mm≥粒径＞0.1mm 50%

矾土细粉 74μm≥粒径＞44um 10%

矾土细粉 44μm≥粒径＞10um 22%

а-Al₂O₃微粉 5-0.1um 12%

硅灰 3%

结合剂 3%

铝酸盐水泥 +0.5%

加水量 +13.3%

实施例2

配比方案：

高铝质颗粒 0.5mm≥粒径＞0.1mm 55%

矾土细粉 74μm≥粒径＞44um 10%

刚玉细粉 44μm≥粒径＞10um 20%

а-Al₂O₃微粉 5-0.1um 8%

硅灰 2.5%

结合剂 3.5%

水玻璃粉 +0.2%

加水量 +15.1%

实施例3

配比方案：

刚玉颗粒 0.5mm≥粒径＞0.1mm 45%

刚玉细粉 74μm≥粒径＞44um 15%

矾土细粉 44μm≥粒径＞10um 22%

а-Al₂O₃微粉 5-0.1um 15%

硅灰 4%

结合剂 4%

加水量 +15.7%

表1 具体实施例的测试结果

具体实施例	实施例1	实施例2	实施例3
				测试强度/MPa	15.4	16.3	15.9

将三个实施例的耐火泥浆制成160×40×40mm试样，凝固后进行1300℃×3h处理，自然冷却后测试其性能指标，其结果见下表：

备注：

1、DRL-155 热风炉用低蠕变高铝砖牌号，是目前现有牌号砖中性能最好的高铝砖。

2、GB-T 3001-2000 耐火材料 常温抗折强度试验方法。

同时根据YB-T 5123-93耐火泥浆冷态抗折粘结强度试验方法，测定DRL-155粘结试样，断裂位置均位于高铝砖处（如图2所示），再次证明：本发明耐火泥浆具有耐火度高、强度高的优点。

Claims (8)

1.一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，其特征在于：所述高强高铝质耐火泥浆的原料及质量百分比为：

高铝质颗粒 0.5mm≥粒径＞0.1mm 55%-45%

细粉 1 74μm≥粒径＞44um 15%-10%

细粉 2 44μm≥粒径＞10um 25%-20%

а-Al₂O₃微粉 5-0.1um 15%-8%

硅灰 5%-2%

结合剂 4%-2%

原料的总质量为100%；

所述的高强高铝质耐火泥浆还外加有水和添加剂；水的加入量为原料总质量的12%-16%；添加剂的加入量为原料总质量的0%-0.5%。

2.如权利要求1所述的一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，其特征在于：所述的高铝质颗粒为板状刚玉、高铝矾土中的任何一种,高铝质颗粒中Al₂O₃≥85%。

3.如权利要求1所述的一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，其特征在于：所述的细粉1为板状刚玉、高铝矾土中的任何一种。

4.如权利要求1所述的一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，其特征在于：所述的细粉2为板状刚玉、高铝矾土中的任何一种。

5.如权利要求1所述的一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，其特征在于：所述的结合剂为一种铝硅混合物：Al₂O₃含量为25-40% ，SiO₂含量55-70%。

6.如权利要求1所述的一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，其特征在于：所述的添加剂为添加剂1、添加剂2中的一种或两种的混合。

7.如权利要求6所述的一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，其特征在于：所述添加剂1为铝酸盐水泥或者水合氧化铝的任意一种。

8.如权利要求6所述的一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆，其特征在于：所述添加剂2为模数在2.5-3.0的任意一种水玻璃粉。