CN110818435B - 半干法喷补料及其制备方法与应用 - Google Patents

半干法喷补料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种半干法喷补料及其制备方法与应用。以重量份数计，所述喷补料包括组分：SiO2 35‑45份、Al2O3 45‑55份、Fe2O3 0.5‑1.5份、结合剂5‑10份、烧结剂1‑3份。该喷补料可以用于修补焦炉内衬，包括如下步骤：（1）补炉前，将焦炉内衬需要喷补的墙面上的粘着物清除干净；（2）对待喷补的墙面喷涂所述喷补料，喷涂喷补料的同时，向墙面喷水；（3）当将墙面凹坑部位填平后，及时将喷补面铲平。该喷补料在炉墙上有较高的附着能力，适合裂纹、小溶洞以及剥蚀较深的墙面的快速修补。喷补后的凝固时间<70秒，喷补料反弹率小（<15%），满足喷补需要。

Description

半干法喷补料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于焦炉维护领域，具体涉及一种半干法喷补料及其制备方法与应用。
背景技术
焦炉是焦化工的重要设备，其使用寿命一般在二十年以上。但是，焦炉在炼焦生产过程中因各种因素影响，使焦炉内衬随着时间的推移，要受到不同程度的损坏。焦炉碳化室的损坏包括表面粗化、经常受到膨胀龟裂、剥落、弯曲等，尤其是焦炉在机焦侧的炉门部—经常受到因为出焦发生的温度波动作用而使砖产生龟裂、破碎和剥落，形成凹坑，严重影响焦炉正常生产。
目前，国内对焦炉内衬损坏部位进行修补的方法主要有三种：第一种方法是用液体结合剂（水玻璃、磷酸、PA-80等）与二氧化硅含量为92-94%的硅质粉料混合成混浆，采用喷涂和涂抹方法修补焦炉内衬损坏处。该方法因采用湿法喷抹工艺，往往由于泥浆在修补过程中不能与修补墙面粘附良好，当泥浆干燥以后容易因收缩和在升温过程中体积膨胀而与墙面脱落，或补炉用泥浆本身的耐热震性差而剥落。这种补炉方法只能使焦炉内衬修补处的平均寿命在2-3个月，最长仅为半年。另外，湿法喷涂因含水量较大（45%左右）对炉墙伤害也较大。
第二种补炉方法为火焰喷补法。该方法将硅质材料混合在一起，被喷涂在焦炉内衬的修补处与炉内衬粘连在一起。火焰喷补能使修补焦炉墙处使用时间延长，达半年至一年以上，但是，由于设备和材料价格昂贵，且工序复杂，使用乙炔和氧气的危险性也比较大，所以在国内艰难推广，有设备的单位使用率也逐年减少，甚至停用。
第三种修补焦炉的方法为半干法喷补，半干法喷补设备系统简单，操作方便，是目前发展的主要方向。
发明内容
本发明提供一种半干法喷补料，以重量份数计，其包括组分：SiO2 35-45份、Al2O345-55份、Fe2O3 0.5-1.5份。例如，其包括组分：SiO2 38-43份、Al2O3 48-53份、Fe2O3 0.8-1.3份。优选地，SiO2 的含量为38.5份、39.86份、42.8份；Al2O3 的含量为48.3份、49.1份、50.04份、53.9份；Fe2O3 的含量为0.9份、1.0份、1.16份、1.2份。
根据本发明的方案，所述SiO2的粒径分为100-200目和800-1000目。其中，100-200目的SiO2与800-1000目的SiO2的重量比为（1-3）:1，例如重量比为（1.5-2.5）:1，优选为1:1、1.2:1、1.6:1、1.8:1、2:1。
根据本发明的方案，所述Al2O3 的粒径为200-300目，例如220-280目。
根据本发明的方案，所述Fe2O3 的粒径为200-300目，例如220-280目。
根据本发明的方案，所述喷补料还可以包括结合剂5-10份，例如6.5-8.5份，优选为5份、6份、7份、10份。进一步地，所述结合剂选自羟甲基纤维素、含硅聚合物和聚乙烯醇中的至少一种。其中，所述含硅聚合物优选为多孔含硅聚合物，例如CN106279510A中制备的多孔含硅聚合物。
根据本发明的方案，所述喷补料还可以包括烧结剂1-3份，例如1.5-2.5份，优选为1.2份、1.5份、1.7份、2份。进一步地，所述烧结剂选自软质粘土。
本发明提供上述喷补料的制备方法，包括如下步骤：将上述各组分按照如上配比，混合均匀。
本发明提供上述喷补料在修补焦炉内衬中的应用。
本发明提供上述喷补料修补焦炉内衬的方法，包括如下步骤：
（1）补炉前，将焦炉内衬需要喷补的墙面上的粘着物清除干净；
优选地，所述粘着物包括焦炭和其他杂质溶结物；
（2）对待喷补的墙面喷涂所述喷补料，由风压送料与水压交叉合理混合喷射到炉体墙面；
（3）当将墙面凹坑部位填平后，及时将喷补面铲平。
根据本发明的方案，步骤（2）中所述水的用量为10-18份，例如12-16份。
根据本发明的方案，步骤（2）中喷水时，喷补初期，喷水量较多，当喷补厚度达到5mm时，减少喷水量。
本发明的有益效果：
本发明通过各组分相互作用，提供一种性能优异的喷补料。该喷补料在炉墙上有较高的附着能力，适合裂纹、小溶洞以及剥蚀较深的墙面的快速修补。喷补后的凝固时间<70秒，喷补料反弹率小（<15%），满足喷补需要。喷补料加水量可控制在12-15%以内，水分易于排出，因而气孔率低，对炉墙的影响小，挂料时间达到12个月以上。可适用于不同类型的喷补机。且喷补完成后，无需养护，便可直接投入生产。
另外，使用该喷补料进行施工，可以改善工人的劳动环境，提高效率，降低综合维护成本。并能确保焦炉正常生产和能延长焦炉使用寿命。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
半干法喷补料，以重量份数计，其包括组分：SiO2 39.86份、Al2O3 50.04份、Fe2O31.16份、结合剂-羟甲基纤维素6.2份、烧结剂-软质粘土1.5份。
其中，SiO2的粒径分为100-200目和800-1000目，100-200目的SiO2与800-1000目的SiO2的重量比为1.2:1；Al2O3的粒径为240目，Fe2O3的粒径为260目。
将上述各组分按照如上配比，混合均匀，即得到半干法喷补料。
根据本领域已知方法对本实施例的半干法喷补料进行性能测试，其冷态折抗强度:110℃×24h干燥后为7.8MPa，1110℃×3h烧后为6.78MPa；线变化率：110℃×24h干燥后为-0.13%，1110℃×3h烧后为-0.26%。
采用本实施例的喷补料修补焦炉内衬，包括如下步骤：
（1）补炉前，将焦炉内衬需要喷补的墙面上的粘着物（焦炭和其他杂质溶结物）清除干净；
（2）对待喷补的墙面喷涂所述喷补料，喷涂喷补料的同时，向墙面喷水16份，喷补初期，喷水量较多，当喷补厚度达到5mm时，减少喷水量；
（3）当将墙面凹坑部位填平后，及时将喷补面铲平。
经观察，喷补后的凝固时间为60秒。从喷补后的挂料看，被喷补的墙面整体比较平整，无明显裂纹，没有麻面，更无脱落现象，持续观察1年，修补后的墙面总体状态较好，仅出现细小裂纹，平滑无剥蚀；且新墙与老墙接茬处结合较为平缓，说明新墙面膨胀小，有较好的抗急冷急热性，喷补料反弹率约为9%。用钢钎轻轻敲击喷补面，不掉渣。
实施例2
半干法喷补料，以重量份数计，其包括组分：SiO2 38.5份、Al2O3 48.3份、Fe2O3 0.9份、结合剂-聚乙烯醇7份、烧结剂-软质粘土2份。
其中，SiO2的粒径分为100-200目和800-1000目，100-200目的SiO2与800-1000目的SiO2的重量比为1.6:1；Al2O3的粒径为200目，Fe2O3的粒径为300目。
将上述各组分按照如上配比，混合均匀，即得到半干法喷补料。
经观察，喷补后的凝固时间为66秒。从喷补后的挂料看，被喷补的墙面整体比较平整，无明显裂纹，没有麻面，更无脱落现象，持续观察1年，修补后的墙面总体状态较好，仅出现细小裂纹，平滑无剥蚀；且新墙与老墙接茬处结合较为平缓，说明新墙面膨胀小，有较好的抗急冷急热性，喷补料反弹率约为11%。用钢钎轻轻敲击喷补面，不掉渣。
实施例3
半干法喷补料，以重量份数计，其包括组分：SiO2 42.8份、Al2O3 53.9份、Fe2O3 1.2份、结合剂-多孔含硅聚合物（CN106279510A中实施例1制备得到）8份、烧结剂-软质粘土2份。
其中，SiO2的粒径分为100-200目和800-1000目，100-200目的SiO2与800-1000目的SiO2的重量比为2:1；Al2O3的粒径为200目，Fe2O3的粒径为300目。
将上述各组分按照如上配比，混合均匀，即得到半干法喷补料。
经观察，喷补后的凝固时间为62秒。从喷补后的挂料看，被喷补的墙面整体比较平整，无明显裂纹，没有麻面，更无脱落现象，持续观察1年，修补后的墙面总体状态较好，仅出现细小裂纹，平滑无剥蚀；且新墙与老墙接茬处结合较为平缓，说明新墙面膨胀小，有较好的抗急冷急热性，喷补料反弹率约为10%。用钢钎轻轻敲击喷补面，不掉渣。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种半干法喷补料，其特征在于，以重量份数计，所述喷补料包括组分：SiO2 38-43份、Al2O3 48-53份、Fe2O3 0.8-1.3份；
所述SiO2的粒径分为100-200目和800-1000目；
100-200目的SiO2与800-1000目的SiO2的重量比为（1-3）:1；
所述Al2O3 的粒径为200-300目；
所述Fe2O3 的粒径为200-300目；
所述喷补料还包括结合剂5-10份，所述结合剂选自羟甲基纤维素、含硅聚合物和聚乙烯醇中的至少一种；
所述喷补料还包括烧结剂1-3份，所述烧结剂选自软质粘土。
2.权利要求1所述喷补料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将上述各组分按照如上配比，混合均匀；所述混合时还加入10-18份水。
3.权利要求1所述喷补料在修补焦炉内衬中的应用；其特征在于，喷补料修补焦炉内衬包括如下步骤：
（1）补炉前，将焦炉内衬需要喷补的墙面上的粘着物清除干净；
所述粘着物包括焦炭和其他杂质溶结物；
（2）对待喷补的墙面喷涂所述喷补料，喷涂喷补料的同时，向墙面喷水；
（3）当将墙面凹坑部位填平后，及时将喷补面铲平。
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