CN1450023A - 抗氧化碳化硅浇注料 - Google Patents

Abstract

抗氧化碳化硅浇注料，属耐火材料领域，其组份配比为：大结晶碳化硅颗粒≤7mm68－72％，氧化铝水泥2－12％，碳化硅基质≤320目8－10％，α－Al₂O₃微粉≤4μm 5－6％，SiO₂微粉≤1μm 4－5％，外加硼酸0.1－0.3％，复合抗氧化剂1－2％，该浇注料提高了抗氧化性能，降低了气孔率，增强了抗渣蚀能力，可使用时间具有可调性，改善了烘炉适应能力，最终使碳化硅浇注料在焚烧炉上的使用寿命大大提高，这种浇注料同样可适用于相同质量要求的其它热工设备。

Description

抗氧化碳化硅浇注料

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤指一种用于垃圾焚烧炉的抗氧化碳化硅浇注料。

技术背景

炉内耐火材料质量是垃圾焚烧炉能否长周期、满负荷安全生产的关键，特别是垃圾焚烧炉两侧墙下部，因垃圾焚烧产生的挥发性气体、熔融物、飞灰飞渣等作用，更要求耐火材料具备良好的耐磨、耐蚀、抗渣、抗氧化等性能，当前国内外用于垃圾焚烧炉的耐火材料通常为碳化硅浇注料，该浇注料是以碳化硅颗粒为骨料通过低水泥微粉结合制成的，在实际使用和施工中存在明显不足，表现在：一，作为骨料的碳化硅颗粒的粒径小于等于5毫米，这是由用烧结原理生产碳化硅的工艺带来的，其颗粒的临界尺寸很难超过5毫米，而且5-3毫米的碳化硅颗粒之间有较多的假性颗料，作为骨料容易导致浇注料出现结构性疏松，施工厚度也受到影响，使用寿命不长；二，垃圾焚烧炉内有害气体的挥发焚烧温度在650-1100℃间，该温度区域是碳化硅浇注料的氧化薄弱段，虽然浇注料中添加有增加强度的氧化铝和助烧结剂硅灰，但还没有从根本上提高浇注料的抗氧化性；三，浇注料用氧化铝水泥作结合剂，这种单一的结合剂使得浇注料的可使用时间不能随意调节，难以适应我国东西南北温差大、空气湿度区别大的具体不同场合，无法保证在各种环境下的施工质量。

发明内容

本发明正是为了克服上述不足，提供一种致密度高、抗氧化性能强、可使用时间能调的碳化硅浇注料，从而延长了碳化硅浇注料的使用周期，减少焚烧炉的维修。本发明的主要改进在于采用大结晶碳化硅作骨料以提高致密度，抗氧化性的提高在于添加了硅粉和铝粉组成的复合抗氧化剂以及硅灰与硼酸组成的助烧结剂，可使用时间的调节则采用氧化铝快慢水泥的调配。具体是这样来实施的：

一种改进的碳化硅浇注料，其特征在于组份配比关系为：(重量百分比)

    大结晶碳化硅颗粒  ≤7mm        68-72％

    氧化铝水泥                      2-12％

    碳化硅基质        ≤320目       8-10％

    Al₂O₃微粉       ≤4μm        5-6％

    SiO₂微粉         ≤1μm        4-5％

外加：

    硼酸                        0.1-0.3％

    复合抗氧化剂                    1-2％

本发明所述浇注料的颗粒料采用大结晶碳化硅为主骨料，使碳化硅的颗粒临界尺寸达到7毫米，这对于碳化硅浇注料的多级配料和施工厚度带来极大的配比便利，克服了因假性颗粒造成的局部结构疏松，使碳化硅浇注料的气孔率、体积密度、抗渣蚀性能得到显著改善；碳化硅浇注料配方中的氧化铝水泥由快、慢氧化铝水泥组成，快慢氧化铝水泥的结合能改善浇注料的可使用时间，使得碳化硅浇注料能适应冬天、夏天、高空和地面不同的施工环境，快水泥可缩短初凝时间，慢水泥可提高可使用时间，采用两者的匹配能生产出不同可使用时间的碳化硅浇注料，用快慢水泥克服了采用速凝剂和缓凝剂带来的强度损失和高温性能损失，有效保证了浇注料的使用性能，快慢水泥的含量与使用环境有关，夏天温度较高，要增加快水泥用量，冬天温度较低，要增加慢水泥的用量，从而碳化硅浇注料的组份配比为：(重量百分比)

    大结晶碳化硅颗粒  ≤7mm      68-72％

    快氧化铝水泥                  1-6％

    慢氧化铝水泥                  1-6％

    碳化硅基质        ＜320目     8-10％

    Al₂O₃微粉       ≤4μm      5-6％

    SiO₂微粉         ≤1μm      4-5％

外加：

    硼酸                      0.1-0.3％

    复合抗氧化剂                  1-2％

本发明使用的大结晶碳化硅颗料采用级配比配置，7-5mm∶5-3mm∶3-1mm∶1-0mm＝1.2-1.4∶1-1.1∶1.2-1.4∶1。

本发明采用的复合抗氧化剂是金属硅粉与金属铝粉的组合物，硅粉与铝粉的比例关系为1.5-2.5∶1，复合抗氧化剂在助烧结剂硅灰(SiO₂微粉)与硼酸的作用下，能使碳化硅浇注料在有机废物和碱金属的处理温度范围内即800-1200℃之间在表面形成一层二氧化硅膜，此膜能阻止碳化硅进一步氧化，从而延长了焚烧炉的使用寿命。

当碳化硅浇注料作为炉墙后，需快速烘烤，为了保证烘烤中不爆裂，通常还加有一定量的防爆剂，一般均采用单一的防爆纤维，单一的防爆纤维既影响强度又影响浇注料的流动性，为了克服强度损失和流动性降低的缺陷，本发明采用复合防爆剂，其外加量为浇注料重量的0.1-0.2％，这种复合防爆剂由防爆纤维和铝纤维以1∶1组合，复合防爆剂的添加使碳化硅浇注料既能快速烘烤而不爆裂又能不影响施工性能和使用性能。

本发明所述的浇注料的制造方法是将除大结晶碳化硅颗粒外的其它各组份按配比关系用球磨机充分混合，然后再将基质混合料与大结晶碳化硅颗粒料进行二次混合。采用二次混合的目的主要是使少量的添加剂能充分均匀地分散到基质中，使之发挥最大的功效，保证浇注料的整体性能。

经过工艺与配比改进以后的碳化硅浇注料，提高了抗氧化性能，降低了气孔率，增强了抗渣蚀能力，可使用时间具有可调性，改善了烘炉适应能力，最终使碳化硅浇注料在焚烧炉上的使用寿命大大提高，这种浇注料同样可适用于相同质量要求的其它热工设备。

具体实施方式

实施例1，适用于春秋两季的抗氧化碳化硅浇注料，其组份重量配比关系为：

    大结晶碳化硅颗粒  7-5mm        20份

                      5-3mm        15份

                      3-1mm        20份

                      1-0mm        16份

    碳化硅基质        ＜320目      10份

    快氧化铝水泥                    5份

    慢氧化铝水泥                    5份

    Al₂O₃微粉       ≤4μm        5份

    SiO₂微粉         ≤1μm        4份

外加：

    硼酸                            0.15份

    铝粉                            0.3份

    硅粉                            0.8份实施例2，适用于冬季的抗氧化碳化硅浇注料，其组份重量配比关系为：

    大结晶碳化硅颗粒  7-5mm        18份

                      5-3mm        16份

                      3-1mm        20份

                      1-0mm        15份

    碳化硅细粉        ＜320目      10份

    快氧化铝水泥                   6份

    慢氧化铝水泥                   3份

    Al₂O₃微粉       ≤4μm      6份

    SiO₂微粉         ≤1μm      5份

外加：

    硼酸                           0.2份

    铝粉                           0.3份

    硅粉                           0.7份

    防爆纤维                       0.05份

    铝纤维                         0.05份实施例3，适用于夏季的抗氧化碳化硅浇注料，其组份重量配比关系为：

    大结晶碳化硅颗粒  7-5mm        20份

                      5-3mm        16份

                      3-1mm        21份

                      1-0mm        15份

    碳化硅细粉        ＜320目      9份

    快氧化铝水泥                   3份

    慢氧化铝水泥                   5份

    Al₂O₃微粉       ≤4μm       6份

    SiO₂微粉         ≤1μm       5份

外加：

    硼酸                           0.25份

    铝粉                           0.5份

    硅粉                           1.25份

    防爆纤维                       0.1份

    铝纤维                         0.1份以上实施例涉及的浇注料，经检测，其性能参数为：

体积密度：2.5-2.6g/cm³

耐压强度(1350℃×3h)：≥60Mpa

烧后线变化：(1350℃×3h)：0~-0.25％

Claims (9)

1.抗氧化碳化硅浇注料，其特征在于组份配比关系为：(重量百分比)

    大结晶碳化硅颗粒  ≤7mm       68-72％

    氧化铝水泥                     2-12％

    碳化硅基质        ≤320目      8-10％

    α-Al₂O₃微粉    ≤4μm       5-6％

    SiO₂微粉         ≤1μm       4-5％

外加：

    硼酸                       0.1-0.3％

    复合抗氧化剂                   1-2％

2.根据权利要求1所述的碳化硅浇注料，其特征在于氧化铝水泥由快氧化铝水泥和慢氧化铝水泥组成。

3.根据权利要求2所述的碳化硅浇注料，其特征在于组份配比关系为：(重量百分比)

    大结晶碳化硅颗粒  ≤7mm     68-72％

    快氧化铝水泥                 1-6％

    慢氧化铝水泥                 1-6％

    碳化硅基质        320目      8-10％

    Al₂O₃微粉       ≤4μm     5-6％

    SiO₂微粉         ≤1μm     4-5％

外加：

    硼酸                     0.1-0.3％

    复合抗氧化剂                 1-2％

4.根据权利要求1或3之一所述的碳化硅浇注料，其特征在于大结晶碳化硅颗粒的级配关系为：7-5mm∶5-3mm∶3-1mm∶1-0mm＝1.2-1.4∶1-1.1∶1.2-1.4∶1。

5.根据权利要求1、2、3之一所述的碳化硅浇注料，其特征在于复合抗氧化剂是金属硅粉与金属铝粉的组合物。

6.根据权利要求5所述的碳化硅浇注料，其特征在于复合抗氧化剂中硅粉与铝粉的比例关系为1.5-2.5∶1。

7.根据权利要求1、2、3、6之一所述的碳化硅浇注料，其特征在于浇注料中外加有复合防爆剂，其外加量为浇注料重量的0.1-0.2％。

8.根据权利要求7所述的碳化硅浇注料，其特征在于复合防爆剂由防爆纤维和铝纤维以1∶1组合。

9.根据权利要求1、2、3、6、8之一所述碳化硅浇注料的制造方法，其特征在于将除大结晶碳化硅颗粒外的其它各组份按配比关系用球磨机充分混合，然后再将基质混合料与大结晶碳化硅颗粒料进行二次混合。