CN108046810A - 环保型喷补料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种环保型喷补料及其制备方法：该环保型喷补料由废砖颗粒、高铝矾土、球状沥青、碳化硅、改性纳米碳粉、结合剂、增塑剂和助烧剂组成，所述环保型喷补料各组分的重量比为：废弃砖颗粒30～50重量份、高铝矾土15～30重量份、球状沥青5～15重量份、碳化硅5～10重量份、改性纳米碳粉10～15重量份、结合剂3～10重量份、增塑剂1～5重量份和助烧剂1～4重量份；本发明能够使废弃的Al2O3‑SiC‑C砖应用到喷补料中，减少了资源的浪费与环境的破坏，节约了喷补料的生产成本，同时保证了产品的品质，利于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种环保型喷补料及其制备方法。
背景技术
在工业应用中，喷补料是在喷射施工方法中修补热工设备内衬用的不定形耐火材料，它是由一定颗粒级配的耐火骨料、结合剂和外加剂(包括促凝剂、增塑剂、助烧结剂及矿化剂等)组成的，一般均属热硬性或气硬性材料，喷补维修通常是炉衬局部发生过早损坏而大部分还较完好的情况下采用的一种维修方法，它能使炉衬达到均衡或接近均衡损毁，其具有是施工简便、工期短，施工不需模板和支架的优势，并能有效地延长炉衬寿命、降低耐火材料消耗，但是在许多大中型钢铁企业的使用中，每年的Al2O3-SiC-C砖因拆炉被废弃掉，大量固体废弃物造成了资源的浪费与环境的破坏。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种环保型喷补料及其制备方法，能够使废弃的Al2O3-SiC-C砖应用到喷补料中，减少了资源的浪费与环境的破坏，节约了喷补料的生产成本，同时保证了产品的品质，利于推广应用。
为实现上述目的，本发明提出一种环保型喷补料及其制备方法，具体为：
一种环保型喷补料，所述环保型喷补料由废砖颗粒、高铝矾土、球状沥青、碳化硅、改性纳米碳粉、结合剂、增塑剂和助烧剂组成，所述环保型喷补料各组分的重量比为：废弃砖颗粒30～50重量份、高铝矾土15～30重量份、球状沥青5～15重量份、碳化硅5～10重量份、改性纳米碳粉10～15重量份、结合剂3～10重量份、增塑剂1～5重量份和助烧剂1～4重量份。
优选地，所述废砖颗粒的粒度为0.12～0.5mm，吸水率为11.5％。
优选地，所述高铝矾土的粒度为0.1-0.5mm，Al2O3含量为88％。
优选地，所述球状沥青软化点温度为110℃，结焦值＞60％。
优选地，所述碳化硅为α-碳化硅，粒径为24～40μm，纯度＞97％。
优选地，所述改性纳米碳粉的粒径为18～28nm，比表面积为32～80m2/g。
优选地，所述结合剂为聚磷酸盐和/或硅酸盐。
优选地，所述增塑剂为粘土和/或羧甲基纤维素。
优选地，所述助烧剂为橄榄石和/或硼砂。
一种制备所述环保型喷补料的方法，该方法包括：先将所述废弃砖颗粒、所述高铝矾土和所述球状沥青混合均匀，再加入所述碳化硅和所述改性纳米碳粉，搅拌均匀之后再加入所述结合剂、所述增塑剂和所述助烧剂，最后搅拌均匀。
本发明具有以下有益效果：
本发明公开的一种环保型喷补料是采用废砖颗粒、高铝矾土、球状沥青、碳化硅、改性纳米碳粉、结合剂、增塑剂和助烧剂制成的环保型喷补料，解决了Al2O3-SiC-C砖综合利用的问题，利用廉价的工业固体废弃物制造出成本低的喷补料，其成本仅为普通铁沟浇注料成本的75％，同时符合国家节能环保要求和耐火行业发展趋势，同时采用本发明的技术方案能够使废弃的Al2O3-SiC-C砖应用到喷补料中，减少了资源的浪费与环境的破坏，节约了喷补料的生产成本，同时保证了产品的品质，利于推广应用。
具体实施方式
以下参照实施例，进一步描述本发明的具体技术方案，以便本领域的学者及技术人员进一步理解本发明，而不构成本发明的权利限制。
本实施例提供的一种环保型喷补料由废砖颗粒、高铝矾土、球状沥青、碳化硅、改性纳米碳粉、结合剂、增塑剂和助烧剂组成，所述环保型喷补料各组分的重量比为：废弃砖颗粒30～50重量份、高铝矾土15～30重量份、球状沥青5～15重量份、碳化硅5～10重量份、改性纳米碳粉10～15重量份、结合剂3～10重量份、增塑剂1～5重量份和助烧剂1～4重量份。
本实施例提供一种环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒、高铝矾土、球状沥青混合均匀，再加入碳化硅、改性纳米碳粉，搅拌均匀之后再加入结合剂、增塑剂和助烧剂，搅拌均匀。
实施例1
本实施例1公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒30份、高铝矾土15份、球状沥青5份、碳化硅5份、改性纳米碳粉10份、聚磷酸盐3份、粘土1份、橄榄石1份。
本实施例1中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒30份、高铝矾土15份、球状沥青5份混合均匀，再加入碳化硅5份、改性纳米碳粉10份，搅拌均匀之后再加入结合剂-聚磷酸盐3份、增塑剂-粘土1份和助烧剂-粘土1份，搅拌均匀得到实施例1。
本实施例制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.84～2.86g/cm3、耐压强度为95～98MPa、抗折强度为13～15MPa，1450℃×3h体积密度为2.86～2.88g/cm3、耐压强度为72～76MPa、抗折强度为8.0～8.5MPa。
实施例2
本实施例2公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒35份、高铝矾土18份、球状沥青6份、碳化硅7份、改性纳米碳粉12份、聚磷酸盐5份、粘土2份、橄榄石2份。
本实施例1中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒35份、高铝矾土18份、球状沥青6份混合均匀，再加入碳化硅7份、改性纳米碳粉12份，搅拌均匀之后再加入聚磷酸盐5份、粘土2份和橄榄石2份，搅拌均匀得到实施例2。
本实施例2制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.85～2.87g/cm3、耐压强度为94～98MPa、抗折强度为13～15MPa，1450℃×3h体积密度为2.87～2.88g/cm3、耐压强度为70～76MPa、抗折强度为8.1～8.5MPa。
实施例3
本实施例3公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒40份、高铝矾土22份、球状沥青8份、碳化硅6份、改性纳米碳粉15份、聚磷酸盐4份、粘土3份、橄榄石1份。
本实施例3中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒40份、高铝矾土22份、球状沥青8份混合均匀，再加入碳化硅6份、改性纳米碳粉15份，搅拌均匀之后再加入聚磷酸盐4份、粘土3份和橄榄石1份，搅拌均匀得到实施例3。
本实施例3制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.80～2.86g/cm3、耐压强度为96～98MPa、抗折强度为13～15MPa，1450℃×3h体积密度为2.86～2.89g/cm3、耐压强度为72～76MPa、抗折强度为8.0～8.7MPa。
实施例4
本实施例4公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒45份、高铝矾土25份、球状沥青6份、碳化硅8份、改性纳米碳粉14份、硅酸盐4份、羟甲基纤维素4份、硼砂5份。
本实施例4中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒45份、高铝矾土25份、球状沥青6份混合均匀，再加入碳化硅8份、改性纳米碳粉14份，搅拌均匀之后再加入硅酸盐4份、羟甲基纤维素4份、硼砂5份，搅拌均匀得到实施例4。
本实施例4制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.84～2.86g/cm3、耐压强度为97～98MPa、抗折强度为13～16MPa，1450℃×3h体积密度为2.86～2.89g/cm3、耐压强度为72～78MPa、抗折强度为8.0～8.5MPa。
实施例5
本实施例5公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒50份、高铝矾土18份、球状沥青7份、碳化硅6份、改性纳米碳粉14份、硅酸盐6份、羟甲基纤维素2份、硼砂5份。
本实施例5中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒50份、高铝矾土18份、球状沥青7份混合均匀，再加入碳化硅6份、改性纳米碳粉14份，搅拌均匀之后再加入硅酸盐6份、羟甲基纤维素2份和硼砂5份，搅拌均匀得到实施例5。
本实施例5制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.84～2.86g/cm3、耐压强度为95～99MPa、抗折强度为13～15MPa，1450℃×3h体积密度为2.84～2.88g/cm3、耐压强度为72～79MPa、抗折强度为8.0～8.5MPa。
实施例6
本实施例6公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒35份、高铝矾土19份、球状沥青5份、碳化硅8份、改性纳米碳粉12份、硅酸盐5份、羟甲基纤维素3份、硼砂3份。
本实施例6中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒35份、高铝矾土19份、球状沥青5份混合均匀，再加入碳化硅8份、改性纳米碳粉12份，搅拌均匀之后再加入硅酸盐5份、羟甲基纤维素3份和硼砂3份，搅拌均匀得到实施例6。
本实施例6制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.82～2.86g/cm3、耐压强度为95～98MPa、抗折强度为11～15MPa，1450℃×3h体积密度为2.86～2.88g/cm3、耐压强度为70～76MPa、抗折强度为8.2～8.5MPa。
实施例7
本实施例7公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒40份、高铝矾土20份、球状沥青10份、碳化硅6份、改性纳米碳粉12份、磷酸盐1份、硅酸盐3份、粘土2份、羟甲基纤维素1份、橄榄石3份、硼砂1份。
本实施例7中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒40份、高铝矾土20份、球状沥青10份混合均匀，再加入碳化硅6份、改性纳米碳粉12份，搅拌均匀之后再加入磷酸盐1份、硅酸盐3份、粘土2份、羟甲基纤维素1份、橄榄石3份、硼砂1份，搅拌均匀得到实施例7。
本实施例7制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.84～2.88g/cm3、耐压强度为92～98MPa、抗折强度为13～15MPa，1450℃×3h体积密度为2.84～2.88g/cm3、耐压强度为71～76MPa、抗折强度为8.0～8.5MPa。
实施例8
本实施例8公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒45份、高铝矾土20份、球状沥青8份、碳化硅9份、改性纳米碳粉14份、磷酸盐2份、硅酸盐3份、粘土3份、羟甲基纤维素1份、橄榄石1份、硼砂4份。
本实施例8中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒45份、高铝矾土20份、球状沥青8份混合均匀，再加入碳化硅9份、改性纳米碳粉14份，搅拌均匀之后再加入磷酸盐2份、硅酸盐3份、粘土3份、羟甲基纤维素1份、橄榄石1份、硼砂4份，搅拌均匀得到实施例8。
本实施例8制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.84～2.86g/cm3、耐压强度为94～98MPa、抗折强度为11～15MPa，1450℃×3h体积密度为2.86～2.89g/cm3、耐压强度为72～76MPa、抗折强度为8.0～8.8MPa。
实施例9
本实施例9公开的一种环保型喷补料及其制备方法：
其中，该环保型喷补料包括以下组分且各组分的比例为：废弃砖颗粒50份、高铝矾土18份、球状沥青8份、碳化硅8份、改性纳米碳粉15份、磷酸盐2份、硅酸盐3份、粘土2份、羟甲基纤维素2份、橄榄石3份、硼砂2份。
本实施例8中的环保型喷补料的制备方法具体为：先将废弃砖颗粒50份、高铝矾土18份、球状沥青8份混合均匀，再加入碳化硅8份、改性纳米碳粉15份，搅拌均匀之后再加入磷酸盐2份、硅酸盐3份、粘土2份、羟甲基纤维素2份、橄榄石3份、硼砂2份，搅拌均匀得到实施例9。
本实施例9制备的环保型喷补料经检测，其220℃×8h体积密度为2.82～2.86g/cm3、耐压强度为92～98MPa、抗折强度为13～15MPa，1450℃×3h体积密度为2.83～2.88g/cm3、耐压强度为72～76MPa、抗折强度为8.0～8.5MPa。
本发明公开的一种环保型喷补料是采用废砖颗粒、高铝矾土、球状沥青、碳化硅、改性纳米碳粉、结合剂、增塑剂和助烧剂制成的环保型喷补料，解决了Al2O3-SiC-C砖综合利用的问题，利用廉价的工业固体废弃物制造出成本低的喷补料，其成本仅为普通铁沟浇注料成本的75％，同时符合国家节能环保要求和耐火行业发展趋势，同时采用本发明的技术方案能够使废弃的Al2O3-SiC-C砖应用到喷补料中，减少了资源的浪费与环境的破坏，节约了喷补料的生产成本，同时保证了产品的品质，利于推广应用。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明的精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环保型喷补料，其特征在于，所述环保型喷补料由废砖颗粒、高铝矾土、球状沥青、碳化硅、改性纳米碳粉、结合剂、增塑剂和助烧剂组成，所述环保型喷补料各组分的重量比为：废弃砖颗粒30～50重量份、高铝矾土15～30重量份、球状沥青5～15重量份、碳化硅5～10重量份、改性纳米碳粉10～15重量份、结合剂3～10重量份、增塑剂1～5重量份和助烧剂1～4重量份。
2.根据权利要求1所述的环保型喷补料，其特征在于，所述废砖颗粒的粒度为0.12～0.5mm，吸水率为11.5％。
3.根据权利要求1所述的环保型喷补料，其特征在于，所述高铝矾土的粒度为0.1-0.5mm，Al2O3含量为88％。
4.根据权利要求1所述的环保型喷补料，其特征在于，所述球状沥青软化点温度为110℃，结焦值＞60％。
5.根据权利要求1所述的环保型喷补料，其特征在于，所述碳化硅为α-碳化硅，粒径为24～40μm，纯度＞97％。
6.根据权利要求1所述的环保型喷补料，其特征在于，所述改性纳米碳粉的粒径为18～28nm，比表面积为32～80m2/g。
7.根据权利要求1所述的环保型喷补料，其特征在于，所述结合剂为聚磷酸盐和/或硅酸盐。
8.根据权利要求1所述的环保型喷补料，其特征在于，所述增塑剂为粘土和/或羧甲基纤维素。
9.根据权利要求1所述的环保型喷补料，其特征在于，所述助烧剂为橄榄石和/或硼砂。
10.一种环保型喷补料的制备方法，所述环保型喷补料为上述权利要求1～9中任意一项所述的环保型喷补料，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：先将所述废弃砖颗粒、所述高铝矾土和所述球状沥青混合均匀，再加入所述碳化硅和所述改性纳米碳粉，搅拌均匀之后再加入所述结合剂、所述增塑剂和所述助烧剂，最后搅拌均匀。
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