CN116023146B - 一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料及其制备方法，该灌浆料包括以下组分：碳化硅200目粉80‑85份、棕刚玉200目粉3‑8份、氧化铝微粉5‑10份、硅微粉1‑6份、1外加剂0.08‑0.13份、2外加剂0.03‑0.08份、外加固化剂0.4‑0.9份、外加结合剂25‑30份、外加促凝剂1：1水溶液1‑1.5份。将配方中除了硅溶胶和铝酸钠溶液以外的所有原料依次加入强力搅拌机内，搅拌15分钟后，至材料完全搅拌均匀后，取样确定材料施工性能达到要求后装袋保存。该灌浆料及方法可以无需进入高炉内部修补孔隙，同时，还可以一次性将冷却壁和炉壳间缝隙填补好，避免后续搭设吊盘等方式造成的浪费时间和浪费资源，节约了成本，保证了修补人员的安全。
Description
技术领域
本发明属于不定型耐火材料技术领域，具体涉及一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料及其制备方法。
背景技术
目前，随着高炉高风压、高风温、高富氧操作的日益普遍，冶炼强度逐渐增大，高炉将出现炉壳红热、冷却板(冷却壁)烧损、炉壳开裂、炉壳烧穿等问题。高炉生产一段时间后，因建设质量、材料性能、生产操作等因素，上述问题会不同程度的产生，使得高炉工作环境恶化，造成安全隐患，严重时将直接影响高炉的正常生产和寿命，采用高炉灌浆维护不仅可以避免上述问题的出现，而且可以高效快捷的保证高炉正常、安全生产，延长了其使用寿命。因此高炉灌浆维护在高炉生产中显得尤为重要，尤其是在当前的大环境下，高炉的计划或非计划检修工期普遍比较紧张，其中如何在有限的、更短的工期内完成计划检修的项目成为耐火材料行业迫切需要解决的问题，而冷却壁灌浆维护就是其中一项，而众所周知，灌浆的过程中经常会出现由于局部冷却壁间锈结料没有处理好，或者灌浆过程中没有控制好压力造成的跑浆现象，而因为位置不确定，跑浆以后的修补难度过大，如果位置较高，通常采用的搭设吊盘、架子等方式浪费了客户宝贵的生产时间，且增设的吊盘或架子在使用一次后就会拆除，造成资源浪费，而工人从方形孔下吊笼又非常危险。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料，用以在不需进入高炉内部修补孔隙的同时，一次性将冷却壁和炉壳间缝隙填补好，避免后续搭设吊盘等方式造成的浪费时间和资源浪费，节约成本，保证修补人员安全。
本发明还提供一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料的制备方法。
本发明采用如下技术方案：
一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料，所述灌浆料包括以下组分：碳化硅200目粉80-85重量份、棕刚玉200目粉3-8重量份、氧化铝微粉5-10重量份、硅微粉1-6重量份、1外加剂 0.08-0.13重量份、2外加剂0.03-0.08重量份、外加固化剂0.4-0.9重量份、外加结合剂25-30重量份、外加促凝剂1：1水溶液1-1.5重量份。
进一步地，所述灌浆料包括如下组分：碳化硅200目粉81-83重量份、棕刚玉200目粉5-7重量份、氧化铝微粉7-9重量份、硅微粉3-5重量份、1外加剂 0.09-0.11重量份、2外加剂0.04-0.06重量份、外加固化剂0.6-0.8重量份、外加结合剂26-28重量份、外加促凝剂1：1水溶液1.1-1.3重量份。
进一步地，所述灌浆料由如下组分组成：碳化硅200目粉82重量份、棕刚玉200目粉6重量份、氧化铝微粉8重量份、硅微粉4重量份、1外加剂 0.1重量份、2外加剂0.05重量份、外加固化剂0.65重量份、外加结合剂27重量份、外加促凝剂1：1水溶液1.22重量份。
进一步地，所述1外加剂为分散剂。
进一步地，所述2外加剂为铝粉。
进一步地，所述外加固化剂为镁砂粉。
进一步地，所述外加结合剂为硅溶胶。
进一步地，所述外加促凝剂为铝酸钠溶液。
所述的一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料的制备方法，将配方中除了硅溶胶和铝酸钠溶液以外的所有原料依次加入强力搅拌机内，搅拌15分钟后，至材料完全搅拌均匀后，取样确定材料施工性能达到要求后装袋保存，使用时将材料加入灌浆机搅拌斗内，加入定量硅溶胶，搅拌5分钟观察材料搅拌均匀且有充足流动性后加入定量铝酸钠溶液后灌浆施工。
本发明的优点与效果为：
1、材料的工作时间极短，在材料被灌入到需要封堵部位后便失去流动性，从而从外部即可达到堵缝内部不可见缝隙的目的。
2、初始流动性优异，材料的初始流动性能和常规灌浆料一致，甚至更优，就可在泵送过程中快速又轻易的流淌到结构复杂的待封堵部位，之后瞬间失去流动性达到封堵作用。
3、材料同时包含所有其他灌浆料的使用性能，在高炉严苛的使用条件下可有常规灌浆料相当的作用和寿命。
4、粒度小，可以填补足够细小的缝隙，使空腔内没有缝隙，且主要成分为导热系数较高的碳化硅，从而提升冷却壁水冷效果。
4、施工方法便捷易操作，和正常灌浆料的施工方法只多了一步添加定量促凝剂，之后便可正常灌浆施工，可有效缩短堵缝的工期。
5、节能环保，避免了炉内封堵的一系列工序，也就节省了因此产生的耗材，从而达到节能环保的目的。
6、保证安全，规避了其他具有风险的修补方案。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步解释。
本发明为一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料及其制备方法，所述灌浆料包括以下组分：碳化硅200目粉80-85重量份、棕刚玉200目粉3-8重量份、氧化铝微粉5-10重量份、硅微粉1-6重量份、1外加剂 0.08-0.13重量份、2外加剂0.03-0.08重量份、外加固化剂0.4-0.9重量份、外加结合剂25-30重量份、外加促凝剂1：1水溶液1-1.5重量份。制备方法包括：将配方中除了硅溶胶和铝酸钠溶液以外的所有原料依次加入强力搅拌机内，搅拌15分钟后，至材料完全搅拌均匀后，取样确定材料施工性能达到要求后装袋保存，使用时将材料加入灌浆机搅拌斗内，加入定量硅溶胶，搅拌5分钟观察材料搅拌均匀且有充足流动性后加入定量铝酸钠溶液后灌浆施工。
实施例1
碳化硅200目粉80重量份、棕刚玉200目粉3重量份、氧化铝微粉5重量份、硅微粉1重量份、1外加剂 0.08重量份、2外加剂0.03重量份、外加固化剂0.4重量份、外加结合剂25重量份、外加促凝剂1：1水溶液1重量份。
制备方法：将上述配方中除了硅溶胶和铝酸钠溶液以外的所有原料依次加入强力搅拌机内，搅拌15分钟后，至材料完全搅拌均匀后，取样确定材料施工性能达到要求后装袋保存，使用时将材料加入灌浆机搅拌斗内，加入定量硅溶胶，搅拌5分钟观察材料搅拌均匀且有充足流动性后加入定量铝酸钠溶液后灌浆施工。
实施例2
碳化硅200目粉85重量份、棕刚玉200目粉8重量份、氧化铝微粉10重量份、硅微粉6重量份、1外加剂 0.13重量份、2外加剂0.08重量份、外加固化剂0.9重量份、外加结合剂30重量份、外加促凝剂1：1水溶液1.5重量份。
制备方法同实施例1。
实施例3
碳化硅200目粉82重量份、棕刚玉200目粉6重量份、氧化铝微粉8重量份、硅微粉4重量份、1外加剂 0.1重量份、2外加剂0.05重量份、外加固化剂0.65重量份、外加结合剂27重量份、外加促凝剂1：1水溶液1.22重量份。
制备方法同实施例1。
下文从配方中所含某种原料特性角度对该种材料做详细描述：
（1）、该种材料中添加有碳化硅细粉，其特征由于碳化硅自身为一种共价键化合物，原子间键力很强，使其具有高熔点、耐侵蚀、高硬度、高强度、低热膨胀系数的特点，且导热性能良好，可有效提升冷却壁水冷效果；
（2）、该种材料中添加有棕刚玉细粉，其特性由于刚玉晶体结构及离子间键性组成的作用，决定了其具有硬度大、熔点高、化学性稳定等特性，选用该种原料旨在提高材料的低、中、高温强度，提高材料的耐侵蚀性和耐磨性，且选用刚玉细粉填充骨料之间的空隙，可使材料的性能进一步提升；
（3）、该种材料中添加有氧化铝微粉，其特性是由于粒度细，可较充分填充骨料之间的空隙，起到增加材料的堆积密度、减水等作用，从而提高材料强度；
（4）、该种材料中添加有硅微粉，其作为低水泥浇注料中的超微粉，特性也是粒度细，起到填充作用，在掺加适量分散剂后，起到降低材料加水量，提高流动性，从而改善性能；
（5）、该种材料中添加有分散剂和铝粉，旨在起到分散和造微孔的作用。
（6）、该种材料中添加有镁砂，旨在起到一定的缩短材料工作时间的作用。
（7）、该种材料结合剂选用硅溶胶，硅溶胶结合剂相比水泥结合剂属于气硬性结合材料，在升温过程中只排出游离水即可，无需排出结合水，所以不论从中温强度、烘烤效率还是体积稳定性上都具有一定的优势。
（8）、该种材料促凝剂选用铝酸钠溶液，在现场稀释成1：1水溶液后可通过改变酸碱度来促进结合剂在规定时间内凝固。
相关实验及数据
1.实验目的：
比较一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料和一种干法喷涂料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用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料（以下简称“CM-CS JET 80FF”）和一种干法喷涂料（以下简称“CMG-SBF”）。
（2）、样块制备。按照国标要求，其中材料CM-CS JET 80FF制备使用40mm×40mm×160mm模具浇注成型（添加适量结合剂）；材料CMG-SBF制备使用40mm×40mm×160mm模具捣打成型。
（3）、性能检测。按照国标要求，对CM-CS JET 80FF进行流动性、工作时间、凝固时间，分别在110℃×24h、815℃×3h、1000℃×3h和1400℃×3h（还原）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
（4）、数据分析及结论。从表1可看出，“CM-CS JET 80FF”相比干法喷涂料，不论从中、高温烧后的耐压和抗折强度、永久线变化率上都表现出更好效果，且在施工过程中流动性能极好，且在加入促凝剂后的固定时间内失去流动性，可以做到泵送到指定部位后即可堵住开放性缝隙的目的。
Claims (3)
1.一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料，其特征在于：所述灌浆料包括以下组分：碳化硅200目粉80-85份、棕刚玉200目粉3-8份、氧化铝微粉5-10份、硅微粉1-6份、1外加剂0.08-0.13份、2外加剂0.03-0.08份、外加固化剂0.4-0.9份、外加结合剂25-30份、外加促凝剂1：1的水溶液1-1.5重量份，所述的1外加剂为分散剂，所述的2外加剂为铝粉，所述外加固化剂为镁砂粉，所述外加结合剂为硅溶胶，所述外加促凝剂为铝酸钠溶液，用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料的制备方法，包括：将配方中除了硅溶胶和铝酸钠溶液以外的所有原料依次加入强力搅拌机内，搅拌15分钟后，至材料完全搅拌均匀后，取样确定材料施工性能达到要求后装袋保存，使用时将材料加入灌浆机搅拌斗内，加入定量硅溶胶，搅拌5分钟观察材料搅拌均匀且有充足流动性后加入定量铝酸钠溶液后灌浆施工。
2.根据权利要求1所述的一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料，其特征在于：所述灌浆料包括以下组分：碳化硅200目粉81-83重量份、棕刚玉200目粉5-7重量份、氧化铝微粉7-9重量份、硅微粉3-5重量份、1外加剂0.09-0.11重量份、2外加剂0.04-0.06重量份、外加固化剂0.6-0.8重量份、外加结合剂26-28重量份、外加促凝剂1：1水溶液的1.1-1.3重量份。
3.根据权利要求2所述的一种用于高炉炉皮开孔灌浆封堵冷却壁间开放性缝隙的灌浆料，其特征在于：所述灌浆料包括以下组分：
碳化硅200目粉82重量份、棕刚玉200目粉6重量份、氧化铝微粉8重量份、硅微粉4重量份、1外加剂0.1重量份、2外加剂0.05重量份、外加固化剂0.65重量份、外加结合剂27重量份、外加促凝剂1：1水溶液1.22重量份。
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- 2023-01-06 CN CN202310014923.1A patent/CN116023146B/zh active Active
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