【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐火泥浆，具体涉及一种高炉陶瓷杯用耐火泥浆及其制备方法和施工方法。
技术介绍
1、高炉炉缸的使用效果是决定高炉一代炉役的重要影响因素。高炉底部建设时先施工最外面的钢壳，在钢壳里面砌一圈杯形碳砖，碳砖里面再砌陶瓷杯结构，用来盛装高温铁水。陶瓷杯将1150℃等温线(即铁水凝固线)阻滞在陶瓷层中，使底部碳砖避开800-1100℃的脆性断裂区，由于陶瓷杯的存在使铁水不直接与碳砖接触，从结构设计上缓解了铁水及碱金属对炭砖的渗透和冲刷破坏，能有效延长高炉炉缸的服役寿命。
2、陶瓷杯垫采用大型具有自锁结构的刚玉质预制块或刚玉砖，陶瓷杯壁采用形状特异，左右带翅膀，上下层插入咬合的大型预制块。传统施工方法采用砌筑施工，配套的耐火泥浆普遍都没有流动性，而陶瓷杯砖或预制块重量大，形状不规则，要通过机械吊装使砖或预制件安装到准确位置，通过外力揉动使泥浆填满两块砖之间的缝隙。因此要设计较大的砖缝才能满足施工要求，一般陶瓷杯砖缝设计为3mm。众所周知，目前陶瓷杯用耐火泥浆有两个问题，其一是砖缝之间填充的泥浆与其砌筑砖的致密度，强度等性能差异较大。其二是砌筑施工时，施工人员需要非常熟练的控制预制件不同位置涂抹的泥浆用量，且由于砖或预制件气孔率较大，吸水性较强，泥浆干燥较快，需要尽快将涂抹了泥浆的预制件放置到位，否则泥浆失水较快，形成“花脸”较多，泥浆饱满度不易达到要求。以上原因导致耐火泥浆施工质量和性能成为整个砌体的薄弱点，高温铁水更容易通过砖缝侵蚀渗透，使陶瓷杯解体。因此，如何缩小砖缝，提高耐火泥浆致密度、强度和泥浆抗铁水侵蚀性是
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高炉陶瓷杯用耐火泥浆及其制备方法和施工方法，该耐火泥浆流动性好，施工方法简单高效，能充分饱满填充高炉陶瓷杯砖缝，砖缝在1.5mm即可满足施工要求，有效抵御了砌缝过大及砌缝泥浆疏松花脸造成的高温铁水从砖缝中渗透侵蚀。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、提供一种高炉陶瓷杯用耐火泥浆，按质量百分比计，原料组分为：
4、
5、按上述方案，所述微孔刚玉粉的孔径分布在0.1-1μm之间，显气孔率≤8％。
6、按上述方案，所述微孔刚玉粉中，al2o3≥98％，体积密度≤3.4g/cm3。
7、按上述方案，所述活性氧化铝微粉中，a-al2o3含量≥99％，fe2o3≤0.1％，r2o≤0.1％，d50为1.4-1.8μm。
8、按上述方案，所述氧氮化硅微晶粉是一种主要成分为si2n2o和si3n4的复合微晶粉，主要以非晶态和微晶形态存在，其中si2n2o含量在40-50％之间。
9、按上述方案，所述氧化铝纤维的平均直径2-4μm，长度0.2-0.5mm。
10、按上述方案，所述氧化铝纤维中，al2o3含量≥95％，sio2≤5％，fe2o3≤0.1％。
11、按上述方案，所述硅铝合金粉是一种si≤40％，al≥55％，粒度≤0.074mm的合金粉。
12、按上述方案，所述炭黑n990是一种粒度d50为2-5μm的高纯炭黑，主要化学成分c含量≥98％。
13、按上述方案，所述酸性氧化锆溶胶溶液的ph值3-5。
14、按上述方案，所述酸性氧化锆溶胶是一种透明的溶胶状水性液体，其中氧化锆粒径在10nm以下，zro2含量10-15％。
15、按上述方案，所述聚丙烯酸铵盐分散剂的，是一种阴离子型聚合物分散剂。
16、提供一种上述高炉陶瓷杯用耐火泥浆的制备方法，包括以下步骤：
17、将微孔刚玉细粉0.074-0mm、活性氧化铝微粉、氧化铝纤维、硅铝合金粉、氧氮化硅复合粉、炭黑n990和聚丙烯酸铵盐分散剂均匀混合后，再加入酸性的氧化锆液体溶胶搅拌混合，使其成为流动性良好的均质浆体，即得高炉陶瓷杯用耐火泥浆。
18、按上述方案，搅拌混合时间为8-10min。
19、提供一种上述高炉陶瓷杯用耐火泥浆的施工方法，包括以下步骤：
20、1)先将高炉陶瓷杯预制件或砖按照施工规范定位完成砌筑得到的高炉陶瓷杯砌体，其中预制件之间、砖之间或预制件与砖之间的缝隙留置1.5mm；
21、2)然后将得到的高炉陶瓷杯砌体内表面满铺胶膜，在胶膜表面及四周采用沙袋压紧以保证高炉陶瓷杯砌体形成密闭空间；在高炉陶瓷杯砌体的四周四个方向上表面预留抽真空气孔，连接抽真空设备；并在陶瓷杯砌筑体底部内表面中心位置预留灌浆气孔，连接灌浆设备；
22、3)启动抽真空设备进行抽真空，然后启动灌浆设备，泥浆通过预留灌浆气孔进行灌浆流动填充到陶瓷杯砌筑体的缝隙中，填充完成后，依然保持抽真空状态30-60min，即完成施工。
23、按上述方案，抽真空压力设置为0.2-0.3mpa。
24、按上述方案，胶膜、高炉陶瓷杯砌体和高炉底部形成密闭空间。
25、本专利技术提供了一种高炉陶瓷杯用耐火泥浆，以微孔刚玉粉、硅铝合金粉、氧氮化硅微晶粉、活性氧化铝微粉、炭黑细粉、氧化铝纤维，聚丙烯酸铵盐，氧化锆溶胶等为主要原料，得到了一种具有高自流性能的耐火泥浆；其中：
26、本专利技术以聚丙烯酸铵盐作为分散剂，吸附在氧化铝微小颗粒表面并产生静电斥力使之分散，避免泥浆沉降，返粗，极大地降低了泥浆的粘度，降低了泥浆搅拌加液量的情况下使泥浆具有自流平效果；同时分散剂在产品焙烧过程中全部挥发，不影响产品后期的物化性能。
27、本专利技术采用硅铝合金的形式引入单质硅和单质铝，使其能够更均匀分散在耐火泥浆中，利于后续反应生成陶瓷相能在泥浆中均质分布。同时酸性的氧化锆溶胶溶液使金属铝表面氧化形成氧化铝薄膜，抑制了金属铝在常温下水化生成气体而造成泥浆鼓胀疏松。此外，硅熔点1420℃，铝熔点660℃，硅铝合金粉均匀分散，在高温下熔融成为高温液相，润湿了炭黑、氧氮化硅微晶复合粉、氧化铝微粉等，促进其在较大的温度范围内持续反应，大量生成碳化硅，碳化铝，塞隆等高温陶瓷相。生成的陶瓷相填充了泥浆水分蒸发后留下的气孔，使泥浆大气孔减少，形成了具有大量微气孔的陶瓷结合泥浆，提高了泥浆的致密度和强度。
28、此外，利用硅铝合金粉高温下形成液相与氧化铝纤维高温下韧性结构相配合，同时利用氧化锆的相变增韧，缓冲了陶瓷杯在升温和高温服役过程中的膨胀，使耐火泥浆在高温下依然具有良好的固相韧性结构，有效缓冲陶瓷杯砌体的热应力，保证陶瓷杯全服役阶段的结构整体性。
29、本专利技术提供了一种高炉陶瓷杯用耐火泥浆的施工方法，高炉陶瓷杯砌体外表面有碳砖、钢壳等包围住，内表面铺满胶膜并用沙袋固定压实，可以保证高炉陶瓷杯砌体形成密闭空间，然后利用耐火泥浆的高流动性，通过抽真空，灌浆泥浆时泥浆只能在砖缝中流动填充缝隙，保证了泥浆对陶瓷杯缝隙的饱满填充，提高了砌体的致密度，有效使砌体缝隙从3mm缩小到1.5mm，减少泥浆用量的同时还提升了陶瓷杯的性能。
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【技术保护点】
1.一种高炉陶瓷杯用耐火泥浆，其特征在于，按质量百分比计，原料组分为：
2.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述微孔刚玉粉的孔径分布在0.1-1μm之间，显气孔率≤8％。
3.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述微孔刚玉粉中，Al2O3≥98％，体积密度≤3.4g/cm3；所述活性氧化铝微粉中，a-Al2O3含量≥99％，Fe2O3≤0.1％，R2O≤0.1％，d50为1.4-1.8μm；所述氧化铝纤维中，Al2O3含量≥95％，SiO2≤5％，Fe2O3≤0.1％。
4.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述氧氮化硅微晶粉是一种主要成分为Si2N2O和Si3N4的复合微晶粉，主要以非晶态和微晶形态存在，其中Si2N2O含量在40-50％之间。
5.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述氧化铝纤维的平均直径2-4μm，长度0.2-0.5mm。
6.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述硅铝合金粉是一种Si≤40％，Al≥55％，粒度≤0.074mm的合金粉。
7.根
8.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述酸性氧化锆溶胶中，氧化锆粒径在10nm以下，ZrO2含量10-15％。
9.一种权利要求1-8任一项所述的高炉陶瓷杯用耐火泥浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种权利要求1-8任一项所述的高炉陶瓷杯用耐火泥浆的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高炉陶瓷杯用耐火泥浆，其特征在于，按质量百分比计，原料组分为：
2.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述微孔刚玉粉的孔径分布在0.1-1μm之间，显气孔率≤8％。
3.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述微孔刚玉粉中，al2o3≥98％，体积密度≤3.4g/cm3；所述活性氧化铝微粉中，a-al2o3含量≥99％，fe2o3≤0.1％，r2o≤0.1％，d50为1.4-1.8μm；所述氧化铝纤维中，al2o3含量≥95％，sio2≤5％，fe2o3≤0.1％。
4.根据权利要求1所述的耐火泥浆，其特征在于，所述氧氮化硅微晶粉是一种主要成分为si2n2o和si3n4的复合微晶粉，主要以非晶态和微晶形态存在，其中si2n2o含量在40-50％...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵荣丹，何见林，丛培源，单江博，
申请(专利权)人：中冶武汉冶金建筑研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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