CN112390632A - 一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料及其修复顶燃式热风炉热风出口的方法 - Google Patents

一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料及其修复顶燃式热风炉热风出口的方法 Download PDF

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Abstract

一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料及其修复顶燃式热风炉热风出口的方法，属于不定型耐火材料技术领域，该浇注料由如下组分组成：板状刚玉5‑3mm颗粒5‑15重量份、板状刚玉3‑1mm颗粒5‑15重量份、板状刚玉1‑0mm颗粒5‑15重量份、红柱石5‑3mm颗粒5‑15重量份、红柱石3‑1mm颗粒5‑15重量份、红柱石1‑0mm颗粒2‑10重量份、棕刚玉‑200目粉10‑20重量份、棕刚玉‑325目粉1‑10重量份、氧化铝微粉、蓝晶石、结合剂、96硅微粉、减水剂、防爆剂、外加剂。该种材料优良的使用性能及其配套完善快捷的施工方法，可快速修复上述问题部位，并保证该部位后续使用寿命，助力炼铁系统快速复产。

Description

一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料及其修复顶燃式热风炉 热风出口的方法
技术领域
本发明属于不定型耐火材料技术领域，具体涉及一种快速修复顶燃式热风炉热风出口的刚玉莫来石质低水泥自流浇注料的制作方法和施工方法。
背景技术
众所周知，热风炉是给炼铁系统提供持续可控温热风的重要场所，而由于顶燃式热风炉自身独特的结构和生产工艺，决定了其位于燃烧室的热风出口周围原耐火材料衬处在更为恶劣的使用环境中，当顶燃式热风炉正常生产时，热风炉热风出口位置的温度最高，是热应力集中区，而且热风炉本体上涨高度与热风支管位置相对固定产生机械应力集中，导致大多数热风炉热风出口出现内部耐材脱落或塌陷、外部钢壳温度升高、热风炉风温使用水平受限的缺陷和问题。实际生产中，顶燃式热风炉燃烧室、蓄热室由于受到烟气和热风的交替作用，会逐渐向热风炉中心倾斜，挤压蓄热室内的格子砖，使格子砖变形，气流通道变小，热风炉使用效果变差。耐材衬里破损后的热风炉需要大修，重新砌砖，时间长，严重制约着高炉生产。
为了解决上述问题，现有的顶燃式热风炉耐材衬里修复方法主要有以下两种：1.局部修理，局部更换损坏的砖衬和格子砖，这种方法由于没有从根本原因上修复，局部修理后，时间不长还是发生砖衬松动移位开裂脱落的现象。2.大修，更换损坏的燃烧室、蓄热室和格子砖，同时更换大墙及锥段砖衬，这样效果虽好，但修理费用较高，施工周期较长。
发明内容
为了较快速解决上述技术问题，本发明提出一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料及其修复顶燃式热风炉热风出口的方法，该种材料优良的使用性能及其配套完善快捷的施工方法，可快速修复上述问题部位，并保证该部位后续使用寿命，助力炼铁系统快速复产。
本发明采用如下施工方案：
一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料，该浇注料由如下组分组成：板状刚玉5-3mm颗粒5-15重量份、板状刚玉3-1mm颗粒5-15重量份、板状刚玉1-0mm颗粒5-15重量份、红柱石5-3mm颗粒5-15重量份、红柱石3-1mm颗粒5-15重量份、红柱石1-0mm颗粒2-10重量份、棕刚玉-200目粉10-20重量份、棕刚玉-325目粉1-10重量份、氧化铝微粉5-10重量份、蓝晶石-35目粉0-5重量份、结合剂1-10重量份、96硅微粉5-10重量份、减水剂0.05-0.3重量份、防爆剂0-0.2重量份、外加剂0-0.1重量份。
进一步地，该浇注料由如下组分组成：板状刚玉5-3mm颗粒8-12重量份、板状刚玉3-1mm颗粒10-14重量份、板状刚玉1-0mm颗粒8-12重量份、红柱石5-3mm颗粒8-12重量份、红柱石3-1mm颗粒8-12重量份、红柱石1-0mm颗粒4-8重量份、棕刚玉-200目粉13-17重量份、棕刚玉-325目粉3-7重量份、氧化铝微粉6-9重量份、蓝晶石-35目粉1-3重量份、结合剂3-7重量份、96硅微粉6-9重量份、减水剂0.1-0.2重量份、防爆剂0.05-0.1重量份、外加剂0.02-0.03重量份。
进一步地，该浇注料由如下组分组成：板状刚玉5-3mm颗粒10重量份、板状刚玉3-1mm颗粒12重量份、板状刚玉1-0mm颗粒10重量份、红柱石5-3mm颗粒10重量份、红柱石3-1mm颗粒10重量份、红柱石1-0mm颗粒6重量份、棕刚玉-200目粉15重量份、棕刚玉-325目粉5重量份、氧化铝微粉7.5重量份、蓝晶石-35目粉2重量份、结合剂5重量份、96硅微粉7.5重量份、减水剂0.15重量份、防爆剂0.075重量份、外加剂0.025重量份。
进一步地，所述减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。
进一步地，所述结合剂为纯铝酸钙水泥。
进一步地，所述防爆剂为防爆纤维。
进一步地，所述外加剂为铝粉。
所述的刚玉莫来石质低水泥自流浇注料修复顶燃式热风炉热风出口的方法，所述方法包括热风出口、锥段、大墙衬里的修复，所述热风出口的修复包括清理热风出口塌陷或松动的砖衬，安装固定胎具，采用浇注料浇注热风出口，浇注料养生，胎具拆除；所述锥段、大墙衬里的修复包括清理锥段、大墙塌陷或松动砖衬，安装锚固钉系统，在锚固钉系统底部安装固定硅酸铝纤维毡，喷涂重质喷涂料，根据自流浇注料及喷涂料的烘炉曲线进行烘炉。
进一步地，所述锚固系统为304不锈钢，上部为V型不锈钢锚固件，下部为L型不锈钢锚固件，并涂刷有沥青漆。
进一步地，所述的喷涂重质喷涂料从下至上，一次喷涂至设计厚度。
热风炉热风出口的修复，包括热风出口塌陷或松动砖衬的清理、胎具的安装与固定、热风出口浇注、浇注料养生、胎具拆除；
热风炉锥段、大墙的修复，包括锥段、大墙塌陷或松动砖衬的清理、锚固钉系统的制作与焊接、安装固定硅酸铝纤维毡、喷涂重质喷涂料；
根据浇注料及喷涂料的烘炉曲线进行烘炉，使材料到达最佳使用状态。
本发明的优点与效果为：
1、由于该材料物料颗粒选取、结合剂选用和颗粒级配的调配等共同作用，使其永久线变化率体现为微膨胀，这样可保证材料用于该环境内时不会轻易因局部收缩而裂缝剥落，可使其拥有较长使用寿命，较长期有效的起到保护作用。
2、该材料热震性能优异，由于材料本身矿物组成、微观结构、物料颗粒等作用，使其具有热膨胀较低、热导率较高、永久线变化率较小等特性，使其在使用过程中随着温度的升高和降低，产生的热应力较小，而材料在使用过程中自身的结构强度较高，可一定程度上抵抗热应力造成的开裂或剥落甚至崩裂，体现出较高抗热震性能，从而使其拥有较长使用寿命，较长期有效的起到保护作用。
3、该材料流动性能优异，便于浇注施工时材料可以紧贴待修复面浇注进各种结构复杂的模具内起到保护作用，充分填充待浇注空间，防止产生空隙影响热风炉使用。
4、热风炉喷涂造衬速度是传统砌筑速度的4倍，尤其对抢修工程更具有优势，喷涂竣工后即可投入使用，烘炉时间明显缩短；
5、喷涂施工效率高，单位施工量大，每小时可喷涂8-10吨；
6、节约施工成本，浇注及喷涂作业通过机械设备来完成，作业人员仅需8人，相比传统砌筑施工，人工费用明显降低；
7、喷涂造衬，衬里附着力强、完整性较好，不易产生裂纹，减少热损失，降低炉壳外温度。
8、热风出口浇注料，耐磨，耐高温，热震稳定性高。
附图说明
图1为本发明的施工结构示意图；
图2为锚固系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步解释。
实施例1
一种顶燃式热风炉热风出口、锥段、大墙衬里的修复方法，按以下步骤进行：
打开热风炉人孔，凉炉至人可进入炉内；
将炉内已脱落砖衬、破损格子砖清理至炉外；
在格子砖平面上搭设架子，方便后续施工；
清理热风出口、锥段、大墙塌陷或松动砖衬，热风出口根据破损实际情况清理至完好砖衬；
制作与焊接锚固钉系统，在清理干净炉壳焊接L型304不锈钢锚固件，锚固件长度为200mm，焊接间距为450mm；L型304不锈钢锚固件是分布在整个锥段表面。
在L型锚固钉上压入硅酸铝纤维毡，厚度为100mm，然后穿入100mm×100mm×5mm的不锈钢垫片压实后焊接固定；
在L型锚固钉顶端焊接V型锚固钉；锚固钉上需要涂抹沥青漆；
热风出口安装胎具，根据热风出口尺寸要求制作安装胎具；
浇注热风出口，在安装固定好胎具以后，注入刚玉莫来石质耐磨自流浇注料AD70 “CM-SFLOW AD70”；
待浇注料初步硬化后，拆去胎具；
锥段、大墙喷涂，喷涂料选用重质干法喷涂料SBF“CMG-SBF”，喷涂厚度控制在350-450mm，由下至上喷涂，以免喷涂层夹杂反弹料，影响其后期使用效果；
喷涂结束后，清理炉内反弹料，重新砌格子砖；封堵人孔；根据材料烘炉曲线进行烘炉。
刚玉莫来石质耐磨自流浇注料配方为：板状刚玉5-3mm颗粒10重量份、板状刚玉3-1mm颗粒12重量份、板状刚玉1-0mm颗粒10重量份、红柱石5-3mm颗粒10重量份、红柱石3-1mm颗粒10重量份、红柱石1-0mm颗粒6重量份、棕刚玉-200目粉15重量份、棕刚玉-325目粉5重量份、氧化铝微粉7.5重量份、蓝晶石-35目粉2重量份、结合剂5重量份、96硅微粉7.5重量份、减水剂0.15重量份、防爆剂0.075重量份、外加剂0.025重量份。所述减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠；所述结合剂为纯铝酸钙水泥；所述防爆剂为防爆纤维；所述外加剂为铝粉。
制备及浇注方法
先将配方中所有原料依次加入强力搅拌机内，搅拌5分钟后装袋保存。浇注使用时将材料倒入强力搅拌机内，加水4.7-5.5重量份后搅拌5分钟，浇注进待浇注部位，浇注过程中只需使用铁锹等工具轻微振捣几下材料上部便可使其自流到位。
相关实验及数据
1、实验目的：
比较一种刚玉莫来石质耐磨自流浇注料AD70和一种低水泥湿法喷涂料160的施工性能和使用性能，对两种材料各项性能进行数据分析得出结论。
2、实验步骤：
（1）、材料制备。按照指定材料制备方法制备一种刚玉莫来石质耐磨自流浇注料（以下简称“CM-SFLOW AD70”）和一种低水泥湿法喷涂料160（以下简称“CM-SHOT 160”）。
（2）、样块制备。按照国标要求，两种材料分别使用40mm×40mm×160mm模具浇注成型。
（3）、性能检测。按照国标要求，分别在110℃×24h、815℃×3h、1000℃×3h和1550℃×3h后的体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度和线变化率。具体实验数据如下表1所示。
表1、实验数据整理
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（4）、数据分析及结论。从上表1可看出，“CM-SFLOW AD70”相比“CM-SHOT 160”，体积密度上特别有优势，说明前者结构更加致密，一般情况下体积密度越大显微结构排布越紧凑，耐磨性就会越高，两者强度上差别不大，原因是两种材料都属于低水泥浇注料，强度均较高，都可满足材料在该部位的实际使用情况，而前者的永久线变化率则远优于后者，说明材料在受热升温和降温过程中体积变化较小，膨胀和收缩产生的应力相对较小，也可保证材料不会在使用过程中较快生成裂缝甚至脱落，可保证其较其他材料有较长的使用寿命。

Claims (10)

1.一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料，其特征在于：该浇注料由如下组分组成：板状刚玉5-3mm颗粒5-15重量份、板状刚玉3-1mm颗粒5-15重量份、板状刚玉1-0mm颗粒5-15重量份、红柱石5-3mm颗粒5-15重量份、红柱石3-1mm颗粒5-15重量份、红柱石1-0mm颗粒2-10重量份、棕刚玉-200目粉10-20重量份、棕刚玉-325目粉1-10重量份、氧化铝微粉5-10重量份、蓝晶石-35目粉0-5重量份、结合剂1-10重量份、96硅微粉5-10重量份、减水剂0.05-0.3重量份、防爆剂0-0.2重量份、外加剂0-0.1重量份。
2.根据权利要求1所述的一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料，其特征在于：该浇注料由如下组分组成：板状刚玉5-3mm颗粒8-12重量份、板状刚玉3-1mm颗粒10-14重量份、板状刚玉1-0mm颗粒8-12重量份、红柱石5-3mm颗粒8-12重量份、红柱石3-1mm颗粒8-12重量份、红柱石1-0mm颗粒4-8重量份、棕刚玉-200目粉13-17重量份、棕刚玉-325目粉3-7重量份、氧化铝微粉6-9重量份、蓝晶石-35目粉1-3重量份、结合剂3-7重量份、96硅微粉6-9重量份、减水剂0.1-0.2重量份、防爆剂0.05-0.1重量份、外加剂0.02-0.03重量份。
3.根据权利要求2所述的一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料，其特征在于：该浇注料由如下组分组成：板状刚玉5-3mm颗粒10重量份、板状刚玉3-1mm颗粒12重量份、板状刚玉1-0mm颗粒10重量份、红柱石5-3mm颗粒10重量份、红柱石3-1mm颗粒10重量份、红柱石1-0mm颗粒6重量份、棕刚玉-200目粉15重量份、棕刚玉-325目粉5重量份、氧化铝微粉7.5重量份、蓝晶石-35目粉2重量份、结合剂5重量份、96硅微粉7.5重量份、减水剂0.15重量份、防爆剂0.075重量份、外加剂0.025重量份。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料，其特征在于：所述减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料，其特征在于：所述结合剂为纯铝酸钙水泥。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料，其特征在于：所述防爆剂为防爆纤维。
7.根据权利要求1-3任一所述的一种刚玉莫来石质低水泥自流浇注料，其特征在于：所述外加剂为铝粉。
8.根据权利要求1-3任一所述的刚玉莫来石质低水泥自流浇注料修复顶燃式热风炉热风出口的方法，其特征在于：所述方法包括热风出口、锥段、大墙衬里的修复，所述热风出口的修复包括清理热风出口塌陷或松动的砖衬，安装固定胎具，采用浇注料浇注热风出口，浇注料养生，胎具拆除；所述锥段、大墙衬里的修复包括清理锥段、大墙塌陷或松动砖衬，安装锚固钉系统，在锚固钉系统底部安装固定硅酸铝纤维毡，喷涂重质喷涂料，根据自流浇注料及喷涂料的烘炉曲线进行烘炉。
9.根据权利要求8所述的刚玉莫来石质低水泥自流浇注料修复顶燃式热风炉热风出口的方法，其特征在于：所述锚固系统为304不锈钢，上部为V型不锈钢锚固件，下部为L型不锈钢锚固件，并涂刷有沥青漆。
10.根据权利要求8所述的刚玉莫来石质低水泥自流浇注料修复顶燃式热风炉热风出口的方法，其特征在于：所述的喷涂重质喷涂料从下至上，一次喷涂至设计厚度。
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