CN110041058B - 一种用于焦炉炉衬的修补料 - Google Patents
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Abstract
一种用于焦炉炉衬的修补料，其原料的组成及wt%为：粒度为2～0.074mm的熔融石英：15～60%；粒度＜0.074mm的熔融石英粉：25～75%；粒度＜0.074mm的硼硅酸盐玻璃：1.5～8%；粒度＜500nm的氧化硅粉0.01～3%；粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉0.1～5%；粒度＜0.1mm的固体磷酸二氢铝粉1～6%。所述修补料作为炉门处补缝料时，则在上述原料中按照原料总重量的15~35%加入有机硅溶液。本发明经烧后抗折强度提高10‑30%，对于炉衬的裂纹修复效果好，可明显降低炉门框附件的烟气穿漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种修补料，确切地属于一种用于焦炉炉衬的修补料。
背景技术
武钢公司拥有7.63m大容积焦炉2座、7m焦炉2座、6m焦炉5座, 焦炭年生产能力624万吨。焦炉的炉衬主要是硅砖，靠近炉门口附近有的焦炉砌筑1-2层高铝砖或莫来石砖，因为炉门附近出焦过程间歇性操作，炉门口的砖急冷急热造成的破坏严重，焦炉炭化室炉门附近炉衬破损严重，其后果造成生产过程中炉内气体穿漏，冒黑烟，污染环境。对于炭化室炉门附近砖的破损，只有两个方法：一是进行炉衬砖的更换，但耗时长，一般得7天左右，影响大，附近约4孔炭化室不能生产，焦炭产量下降。另外一个方法就是修补。修补一般有两种：火焰喷补，价格贵，温度高，操作比较麻烦，有些地方难于操作；半干法喷补，采用硅质原料、硅酸铝原料加入结合剂，枪头加水喷补炉衬，有较好的效果，但由于硅砖抗热破坏性能差，容易加快砖的开裂破坏；而炉门框下的裂纹，喷补没有办法处理。
焦炉炭化室炉门及其内部一旦砖衬开裂，可能发生煤气穿漏，穿火，炉墙倒塌，影响安全生产。在大的炉衬开裂或破损情况下，需要停炉至能够人工进入的温度下，进行拆除砖衬后的修补。而炭化室由于相互影响，因此尽量能够热态维护，不至于影响产量，因此热态喷补是非常关键且有效的方法，通过喷补可以修复裂纹，减少裂纹的扩展。由于焦炉炭化室使用的是硅砖，因此采用粘土、矾土或莫来石的喷补料，并不能对硅砖有良好的粘接效果。而炉门框下的漏气，以往的检修都是采用石棉绳或炭绳蘸粘土火泥塞入炉门框起到密封作用，虽然有一定的效果，但是石棉绳容易粉化，粘土火泥容易开裂收缩，密封的效果有限。尤其是长期应用下，石棉粉化、炭绳氧化，会使得密封效果不好。
经检索：中国专利申请号为CN201310385576.X 的文献，公开了一种焦炉修补用焊补料及修补焦炉的方法，其发明的焦炉修补用焊补料组分以重量百分比计由1～3%的金属铝粉、5～8%的金属硅粉、2～5%的矿化剂、65～85%的硅灰或石英粉、以及10～20%的石英砂组成。焊补料随富氧气体喷向待修补的高温炉墙砖表面并发生氧化反应，使焊补料呈部分熔融状态进而粘附在待修补的炉墙砖表面上，形成陶瓷修补层。该文献采用粉煤灰、硅灰等二次资源作为原料，虽然实现了二次资源的高效综合利用，且另外添加有金属铝和金属硅，实现自发热烧结，在焊补料进行补炉时避免采用高温高压气体，对用于焊补焦炉硅砖破损效果好。从配方来看，采用大量金属铝、金属硅作为发热剂，高温熔融喷吹。但其对于焦炉炭化室高度6m-7.63m,采用熔融喷涂，平枪操作容易，上部就很困难，且角度不容易掌握。如果炉衬表面有积尘，熔融喷涂料难于与本体粘接到一起。
中国专利公开号为CN03131087.7的文献，其公开了《一种陶瓷焊补料与修补焦炉使用的设备及修补焦炉方法》，其中陶瓷焊补料组分及含量为：SiO2 75～85％，Si 8～15％，Al 4～8％，CaO或FeO 1～2％。焦炉陶瓷焊补机，料斗、圆盘给料装置、输料氧气供给装置和焊枪，它还包括密封的混料器，混料器的入口与圆盘给料装置的出口由输料斗连接，混料器的入口设在前面，输料氧气供给装置的氧气喷嘴置于混料器内并位于混料器的入口的后面；输料管将焊枪与混料器的出口连接。修补焦炉的方法，使陶瓷焊补机在所需供料速度下，在混料器内氧气喷嘴喷射出氧气产生的负压作用下，将陶瓷焊补料吸入混料器内先同空气混合，再在氧气的输送下，通过输料管，进入焊枪送至修补区域。该文献存在的不足类似于前述的文献。
中国专利申请号为CN201210287982.8的文献，公开了《一种不降温修补炭化室墙面熔洞的方法》，技术方案是操作人员不进入炭化室内，在炭化室墙面修补操作过程中，使用探测工具探测熔洞位置，从炉顶立火道往炭化室内喷补，泥料逐渐凝固，填补墙面熔洞，实现了燃烧室向炭化室方向修补墙面思维方式的突破，颠覆了传统修补炭化室炉墙的方法，缩短了修补时间，延长了焦炉使用寿命。但是对于焦炉炉门附近炉衬很难操作，且其用半干法喷补机喷补炭化室墙面，加剧了背衬硅砖的开裂。
中国专利申请号为CN201110234874.X的文献，公开了《一种适用于修补焦炉砖缝的填入料》，其原料组分的重量百分比为：粘土泥料51～59％、有机硅树脂25～30％，水玻璃5～10％；五乙烯六胺(简称六胺)5～10％。该发明主要用于修补焦炉砖缝。从该发明的组成看，粘土泥料一般收缩大，外加有机硅树脂、还有水玻璃，收缩量更大，即使能够填充细缝，也会因为收缩剥落。
中国专利申请号为CN03128988.6的文献，公开了一种《焦炉修补用半干法喷补料》，其组分及组分重量百分比为：铝硅质原料55～78％、结合剂10～25％、烧结剂和可塑剂3～5％、膨胀剂3～7％、Al2O3微粉或/和SiO2微粉5～10％；外加剂加入量为总量的0.1～1.0％。铝硅质原料是焦宝石、莫来石或高铝矾土中的一种或几种以上，其中Al2O3≥45％；结合剂为高铝水泥或纯铝酸钙水泥；高铝水泥占喷补料总量不少于5％，其中Al2O3≥46％，CaO≤40％；纯铝酸钙水泥中Al2O3≥69％，CaO≤25％；烧结剂和可塑剂为软质粘土，膨胀剂为蓝晶石；外加剂为萘磺酸甲醛缩合物。该发明附着性好，抗热震性好，强度高，耐磨性好，成本低。对于炉门硅砖而言，使用铝硅质原料，尤其使用高铝水泥或纯铝酸钙水泥结合剂，喷补料靠水硬性结合，焦炉本身有温度，硬化快，基本没有氧化时间，对于硅砖炉墙，这样的喷补即使能够粘接，也非常好容易脱落，何况依靠软质粘土为烧结剂和可塑剂，蓝晶石为膨胀剂，收缩和膨胀并存，却没有液相的参与，在炉门附近不到1000℃的炭化室温度下难以烧结致密，堵塞砖的裂纹。
中国专利申请号为CN200410017683.8的文献，公开了一种《焦炉耐火干粉密封料》由以下组份组成(重量％)：(1)硅石，重量％为51～89％；(2)废硅砖粉，重量％为5～25％；(3)长石，重量％为5～20％；(4)硅微粉，重量％为1～5％；粉粒细度为≤0.074mm。该发明耐火干粉密封料不仅用于修补焦炉炉墙小裂缝、砖缝，延长焦炉使用寿命，而且可以检测炉体密闭性，防止焦炉煤气、废气及污染物等的泄漏，有利于环境保护，并且施工时操作简便，需要的设备简单。该材料是通过装煤孔或炉顶看火孔用钢管吹入的细粉，通过弥散富集到裂纹的表面，该组成中长石是低熔点物质，钾长石熔点1290℃，钠长石1215℃，钡长石1715℃，而硅砖、硅石、硅微粉的熔点都在1600℃以上，对于焦炉炭化室的细裂纹有一定的附着修补作用，但依靠软融粘接温度不够，对于炉门更难。
因此，从现有的专利技术来看，难以通过火焰喷补或一般半干法喷补的材料达到修补炉门附近砖衬裂纹的目的。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种可以干式喷涂，也可以半干法加水喷涂，还可以通过加入有机硅溶液混合成为泥浆作为炉门框的压缝料使用，对于提高焦炉维护的效果，减少炉门烟气穿漏的用于焦炉炉衬的修补料。
实现上述目的的措施：
一种用于焦炉炉衬的修补料，其原料的组成及重量百分比含量为：粒度为2～0.074mm的熔融石英：15～60%；粒度＜0.074mm的熔融石英粉：25～75%；粒度＜0.074mm的硼硅酸盐玻璃：1.5～8%；粒度＜500nm的氧化硅粉0.01～3%；粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉0.1～5%；粒度＜0.1mm的固体磷酸二氢铝粉1～6%；
当所述修补料作为炉门处补缝料时，则在上述原料中按照原料总重量的15~35%加入有机硅溶液。
其在于：添加有重量百分比含量不超过5%的超细高岭土细粉，高岭土细粉的粒度＜10µm。
其在于：所述熔融石英为经液态熔化后的固体破碎而成的颗粒或磨细的粉状体。
其在于：所述硼硅酸盐玻璃的软化点不低于500℃。
其在于：当所述修补料作为炉门处补缝料时，先将补缝料涂抹在破损冒烟的炉门框与底板的接缝处，然后用石墨绳或石棉绳压入或塞入缝隙，再用泥浆抹平。
本发明通过加入以熔融石英为主要骨料和细粉，晶型比较稳定，利于与硅砖粘接；采用硼硅酸盐玻璃、纳米氧化硅为促熔剂和烧结剂，烧结快，玻璃软融温度低，利于炉内温度不高的条件下的粘接。增加固体酚醛树脂粉、固体磷酸二氢铝粉利于半干法喷涂条件下的粘接；由于酚醛树脂粉、固体磷酸二氢铝粉都是比较细的粉末，要求粒度小于0.1mm只是表明其没有吸潮团聚，在半干法喷补时，能够很快有粘接性，利于与炉衬的粘接。而作为压缝料使用时，通过加入有机硅溶液混合成为泥浆，填塞炉门框与炉衬的缝隙，然后将石棉绳或石墨绳塞入堵塞孔隙，再表面刷涂压缝料，起到密封作用。
本发明与现有铝硅质修补料技术相比，修补料烧后抗折强度提高10-30%，对于炉衬的裂纹修复效果好，可明显降低炉门框附件的烟气穿漏。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
一种用于焦炉炉衬的修补料，其原料的组成及重量百分比含量为：粒度为2～0.074mm的熔融石英：16%，粒度＜0.074mm的熔融石英粉：75%，粒度＜0.074mm的硼硅酸盐玻璃：1.6%，粒度＜500nm的氧化硅粉0.03%，粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉2.97%，粒度＜0.1mm的固体磷酸二氢铝粉4.4%。
所述熔融石英为经液态熔化后的固体破碎而成的颗粒或磨细的粉状体。
所述硼硅酸盐玻璃的软化点在550℃。
该修补料经1000℃×3h烧后，其抗折强度达到6.1MPa，而现有铝硅质修补料1000℃×3h烧后抗折强度一般在3-5MPa。本实施例是在7m的炉衬上试验的，采用的干式喷涂法进行的修补。
本实施例还在前述原料的基础上，添加了占前述原料总重量百分比为18%的有机硅溶液搅拌成为泥浆为补缝料使用，并将其涂抹到炉门框与炉衬的缝隙，压入石棉绳到缝隙中，再用泥浆覆盖。经检测，其与炉衬粘接紧密，密封效果好，无黑烟冒出。
实施例2
一种用于焦炉炉衬的修补料，其原料的组成及重量百分比含量为：粒度为2～0.074mm的熔融石英：60%，粒度＜0.074mm的熔融石英粉：25%，粒度＜0.074mm的硼硅酸盐玻璃：4%，粒度＜500nm的氧化硅粉3%，粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉3%粒度，＜0.1mm的固体磷酸二氢铝粉5%。
所述熔融石英为经液态熔化后的固体破碎而成的颗粒或磨细的粉状体。
所述硼硅酸盐玻璃的软化点在600℃。
该修补料经1000℃×3h烧后，其抗折强度达到7.5MPa，而现有铝硅质修补料1000℃×3h烧后抗折强度一般在3-5MPa。
本实施例也是在7m的炉衬上试验的，采用的干式喷涂法进行的修补。
本实施例还在前述原料的基础上，添加了占前述原料总重量百分比为15%的有机硅溶液搅拌成为泥浆为补缝料使用，并将其涂抹到炉门框与炉衬的缝隙，压入石墨绳到缝隙中，再用泥浆覆盖。经检测，其与炉衬粘接紧密，密封效果好，无黑烟冒出。
实施例3
一种用于焦炉炉衬的修补料，其原料的组成及重量百分比含量为：粒度为2～0.074mm的熔融石英：39%，粒度＜0.074mm的熔融石英粉：45%，粒度＜0.074mm的硼硅酸盐玻璃：8%，粒度＜500nm的氧化硅粉2%，粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉5%，粒度＜0.1mm的固体磷酸二氢铝粉1%。
所述熔融石英为经液态熔化后的固体破碎而成的颗粒或磨细的粉状体。
所述硼硅酸盐玻璃的软化点在580℃。
该修补料1000℃×3h烧后抗折强度达到5.9MPa，而现有铝硅质修补料1000℃×3h烧后抗折强度一般在3-5MPa。
本实施例也是在7m的炉衬上试验的，采用的干式喷涂法进行的修补。
本实施例还在前述原料的基础上，添加了占前述原料总重量百分比为25%的有机硅溶液搅拌成为泥浆为补缝料使用，并将其涂抹到炉门框与炉衬的缝隙，压入石墨绳到缝隙中，再用泥浆覆盖。经检测，其与炉衬粘接紧密，密封效果好，无黑烟冒出。
实施例4
一种用于焦炉炉衬的修补料，其原料的组成及重量百分比含量为：粒度为2～0.074mm的熔融石英：50%，粒度＜0.074mm的熔融石英粉：37%，粒度＜0.074mm的硼硅酸盐玻璃：6%，粒度＜500nm的氧化硅粉1.5%，粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉1.5%，粒度＜0.1mm的固体磷酸二氢铝粉4%。
所述熔融石英为经液态熔化后的固体破碎而成的颗粒或磨细的粉状体。
所述硼硅酸盐玻璃的软化点在650℃。
该修补料1000℃×3h烧后抗折强度达到6.5MPa，而现有铝硅质修补料1000℃×3h烧后抗折强度一般在3-5MPa。
本实施例也是在7m的炉衬上试验的，采用的干式喷涂法进行的修补。
本实施例还在前述原料的基础上，添加了占前述原料总重量百分比为20%的有机硅溶液搅拌成为泥浆为补缝料使用，并将其涂抹到炉门框与炉衬的缝隙，压入石棉绳到缝隙中，再用泥浆覆盖。经检测，其与炉衬粘接紧密，密封效果好，无黑烟冒出。
实施例5
一种用于焦炉炉衬的修补料，其原料的组成及重量百分比含量为：粒度为2～0.074mm的熔融石英：45%，粒度＜0.074mm的熔融石英粉：41.4%，粒度＜0.074mm的硼硅酸盐玻璃：5%，粒度＜500nm的氧化硅粉2.5%，粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉0.1%，粒度＜0.1mm的固体磷酸二氢铝粉6%。
所述熔融石英为经液态熔化后的固体破碎而成的颗粒或磨细的粉状体。
所述硼硅酸盐玻璃的软化点在690℃。
该修补料1000℃×3h烧后抗折强度达到8.1MPa，而现有铝硅质修补料1000℃×3h烧后抗折强度一般在3-5MPa。
本实施例也是在7m的炉衬上试验的，采用的干式喷涂法进行的修补。
本实施例还在前述原料的基础上，添加了占前述原料总重量百分比为17%的有机硅溶液搅拌成为泥浆为补缝料使用，并将其涂抹到炉门框与炉衬的缝隙，压入石棉绳到缝隙中，再用泥浆覆盖。经检测，其与炉衬粘接紧密，密封效果好，无黑烟冒出。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。
Claims (4)
1.一种用于焦炉炉衬的修补料，其原料的组成及重量百分比含量为：粒度为2～0.074mm的熔融石英：15～16%；粒度＜0.074mm的熔融石英粉：75%；粒度＜0.074mm的硼硅酸盐玻璃：1.5～8%；粒度＜500nm的氧化硅粉0.01～0.03%；粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉0.1%或粒度＜0.1mm的酚醛树脂粉2.97～5%；粒度＜0.1mm的固体磷酸二氢铝粉1～6%；
当所述修补料作为炉门处补缝料时，则在上述原料中按照原料总重量的15~35%加入有机硅溶液。
2.如权利要求1所述的一种用于焦炉炉衬的修补料，其特征在于：添加有重量百分比含量不超过5%的超细高岭土细粉，高岭土细粉的粒度＜10µm。
3.如权利要求1所述的一种用于焦炉炉衬的修补料，其特征在于：所述硼硅酸盐玻璃的软化点不低于500℃，熔点不低于1000℃。
4.如权利要求1所述的一种用于焦炉炉衬的修补料，其特征在于：当所述修补料作为炉门处补缝料时，先将补缝料涂抹在破损冒烟的炉门框与底板的接缝处，然后用石墨绳或石棉绳压入或塞入缝隙，再用泥浆抹平。
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