一种复合结合耐磨耐火浇注料制造技术

本发明专利技术涉及一种复合结合耐磨耐火浇注料，可用于高温窑炉工程。所述浇注料采用硅溶胶为结合剂、铝酸盐水泥为固化剂，粉料氧化铝微粉和硅灰为致密剂、耐热钢纤维为增强剂，以刚玉、矾土作为骨料，获得凝结正常、硬化快、气孔率低、强度高和耐磨性优异的不定形耐火材料，适合用于高温窑炉易磨损部位，如水泥窑余热发电气流管道弯头、旋风筒锥体、三次风管闸板的衬料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种不定型耐火材料，具体地，本专利技术涉及一种高温窑炉工程用耐磨耐火浇注料，可用于高温窑炉易磨损部位，如水泥窑余热发电气流管道弯头、旋风筒锥体、 三次风管闸板的衬料。
技术介绍
目前，水泥结合不定形耐火材料采用5-lmm颗粒作为粗骨料、以1_0. 088mm颗粒作为细骨料、以< 0.088mm颗粒作细粉，以< 0.010mm作微粉。一般，粗骨料占据了材料的大部空间，细骨料充填粗骨料的空隙、细粉充填粗细骨料的空隙，微粉再充填骨料和粉料的空隙。由此，形成所谓“密集堆积”的结构形式。前述“密集堆积”的颗粒还需要结合剂结合。水泥结合不定形耐火材料的结合剂由铝酸盐水泥、微粉和减水剂组成。铝酸盐水泥水化形成水化铝酸盐晶体、氢氧化铝胶体， 并可激发氧化铝微粉、硅灰的火山灰活性，从而形成一种晶体和胶体的复合物质作为结合剂将“密集堆积”但彼此之间松散粘结的骨料、粉料和微粉结合。但是，不定形耐火材料的显气孔率为15-20%。因为不致密，材料中存在很多缺陷， 机械强度低。一般，浇注料的抗折强度只有12-16MPa，耐压强度只有100_150MPs，从而影响耐磨性，缩短材料寿命。例如，水泥窑余热发电气流管道的弯头、旋风筒的锥体、三次风管闸板等部位的耐火浇注料因受到强烈磨损，要比其他部位耐火材料损坏快得多，常常因局部受损停窑检修，极大缩短了炉衬寿命，严重影响了窑炉的技术经济指标。不定形耐火材料一般是由连续的结合相和不连续的集料相组成的。但一般说集料相颗粒的强度要比结合相大，因此，不定型耐火材料的结构强度是受结合相所控制，也就是说结合剂是决定不定形耐火材料结构强度的主要组成份。硅溶胶是一种新型的结合剂。为了有效地保存，硅溶胶要加入稳定剂使其在常温下长期保持流态。因此，现有的硅溶胶结合不定形耐火材料需要经加热、干燥等处理，脱除水分之后才能固化。如将固化剂加入硅溶胶，就可能迅速发生凝结，使浇注料丧失流动性。 换句话说，只有有效控制浇注料凝聚一流态一固态的转变，使浇注料成形时良好流动、成形后迅速固化，硬化后还要具有良好的物理化学性能，才能大幅推广硅溶胶结合不定形耐火材料。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种复合结合耐磨耐火浇注料，其具有良好的成形性能和固化性能，且固化后具有良好的耐磨性能、机械性能等物理化学性能。本专利技术采用硅溶胶为结合剂、铝酸盐水泥为固化剂、粉料氧化铝微粉和硅灰为致密剂、耐热钢纤维为增强剂，以刚玉、高铝矾土作为骨料，获得凝结正常、硬化快、气孔率低、 强度高和耐磨性优异的不定形耐火材料。本专利技术复合结合耐磨耐火浇注料，包括骨料、粉料和外加剂，其具体組成如下所 述骨料由刚玉或/和矾土组成；粉料由氧化铝微粉、硅灰、铝酸盐水泥組成；外加剂由耐热钢纤维、解凝剂、缓凝剂、硅溶胶、水組成。优选地，所述骨料按其各组分占骨料和粉料重量之和的重量百分比组成为5-lmm 刚玉或矾土45-53%1-0. 088mm 刚玉或矾土 7-18%< 0. 088mm 刚玉或矾土 15-26%。优选地，所述粉料按其各组分占骨料和粉料重量之和的重量百分比组成为氧化铝微粉0-8%硅灰2-8%铝酸盐水泥2.5-5%， 所述骨料和粉料所有组分之和为100 %。优选地所述外加剂按其各组分占骨料和粉料重量之和的重量百分比组成为解凝剂0.1-0.3%缓凝剂0.005-0.05%硅溶胶1-6%耐热钢纤维0-5%水1-6%。所述氧化铝微粉质量分数为0_8%，其中质量分数为0，表示浇注料不含有氧化铝 微粉。所述耐热钢纤维质量分数为0_5%，其中质量分数为0，表示浇注料不含有耐热钢纤维。所述骨料和粉料不管包括何种组分，所述骨料和粉料所有组分之和均应为100 %。所述外加剂的各组分的重量百分比是以骨料和粉料重量之和为基准计算得到。刚玉，系矿物学名称。刚玉主要化学組成为氧化铝，且刚玉的熔点在2080度，耐高 温。氧化铝为中性材料，耐酸耐碱腐蚀。刚玉硬度高，耐摩擦磨损。因此，刚玉可用作耐火 材料。本专利技术所述刚玉为刚玉耐火原料，本领域技术人员能够获知的刚玉耐火原料均可实 现本专利技术，作为优选方案，本专利技术优选电熔刚玉或/和烧结刚玉，均可通过市场购买得到。矾土，又名铝矾土，主要成分为氧化铝。常因含有氧化铁而呈黄至红色，故又称“铁 钒土”，为炼铝的主要原料。矾土是由三种铝的氢氧化物以不同的比率組成的胶体混合物。 根据其用途将其分为冶金级、化工级、耐火级、研磨级、水泥级等。被用于制造耐火材料，这 种矾土被称为耐火级矾土。本专利技术所述矾土为矾土耐火原料，本领域技术人员能够获知的 矾土耐火原料均可实现本专利技术，作为优选方案，本专利技术优选高铝矾土耐火原料，本专利技术典型的但非限制性的指煅烧后氧化铝含量在50% -90%的矾土耐火原料。所述耐磨耐火浇注料采用5-lmm刚玉或矾土作为粗骨料、以1-0. 088mm刚玉或矾土作为细骨料、以< 0. 088mm刚玉或矾土作细粉。粗骨料占据了材料的大部空间，细骨料充填粗骨料的空隙、细粉充填粗细骨料的空隙，由此，形成所谓“密集堆积”的结构形式，而且， 合适的粉料粒径比有利于成形时的颗粒紧密堆积，提高成形生坯密度，有利于烧结。本专利技术粉料由氧化铝微粉、硅灰和铝酸盐水泥组成。其中，氧化铝微粉和硅灰作为致密剂，填充骨料和粉料的空隙。氧化铝微粉，主要成分为Al2O3，经电弧炉高温熔融再结晶而成的一种高纯度晶体， 色泽洁白，其化学稳定性好，其是一种优良的耐火原料。本专利技术所述氧化铝微粉为氧化铝微粉耐火原料，可通过市场购买得到。硅灰，又叫硅微粉，也叫微硅粉或二氧化硅超细粉，一般情况下统称硅灰。硅灰是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiA和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。硅灰能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体， 与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。浇注料中引入了氧化铝微粉、SiO2等超细原料，在常温下，SiO2表面形成硅羟基， 经干燥脱水，形成硅氧烷网状结构，从而发生硬化，并对强度的形成做出贡献。硬化后形成的硅氧烷网状结构中Si和0之间的键并不因温度升高而断裂，其结构强度随着热处理温度的提高而提高。另一方面，氧化铝微粉在较低温度下可以与SiO2反应生成非化学计量莫来石形成化学结合也是形成较高强度的原因。本专利技术所述硅灰为硅灰耐火原料，可通过市场购买得到。本专利技术所述铝酸盐水泥为铝酸盐水泥耐火原料，本领域技术人员能够获知的铝酸盐水泥耐火原料均可实现本专利技术。本专利技术所述外加剂由耐热钢纤维、解凝剂、缓凝剂、硅溶胶和水组成。解凝剂，亦称减水剂或絮凝剂。其能够增加料浆的活动性、降低泥浆粘度。本专利技术所述解凝剂为磷酸盐解凝剂，本领域技术人员可获知的磷酸盐解凝剂均可实现本专利技术，作为优选方案，本专利技术优选三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或者至少两种以上。 所述混合例如三聚磷酸钠或/和六偏磷酸钠、三聚磷酸钠/六偏磷酸钠/焦磷酸钠。缓凝剂，可以延长水泥的水化硬化时间，有效控制水泥的水化速度，屏蔽水泥水化释放的Ca2+离子，使成形时浇注料具有良好的流动性。本专利技术所述缓凝剂为有机酸缓凝剂， 本领域技术人员可获知的有机酸缓凝剂均可实现本专利技术，作为优选方案，本专利技术优选柠檬酸、酒石酸、草酸、顺丁烯二酸中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合结合耐磨耐火浇注料，包括骨料、粉料和外加剂，其特征在于， 骨料由刚玉或/和矾土组成；粉料由氧化铝微粉、硅灰、铝酸盐水泥组成； 外加剂由耐热钢纤维、解凝剂、缓凝剂、硅溶胶、水组成。2.根据权利要求1所述的一种复合结合耐磨耐火浇注料，其特征在于，所述骨料按其各组分占骨料和粉料重量之和的重量百分比组成为5-lmm刚玉或矾土45-53%1-0. 088mm 刚玉或矾土 7-18 % < 0. 088mm 刚玉或矾土 1546%。3.根据权利要求1或2所述的一种复合结合耐磨耐火浇注料，其特征在于，所述粉料按其各组分占骨料和粉料重量之和的重量百分比组成为氧化铝微粉0-8%硅灰2-8%铝酸盐水泥2.5-5%，所述骨料和粉料所有组分之和为100%。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种复合结合耐磨耐火浇注料，其特征在于，所述外加剂按其各组分占骨料和粉料重量之和的重量百分比组成为解凝剂0.1-0.3%缓凝剂0.005-0.05%硅溶胶1-6%耐热钢纤维0-5%水1-6%。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种复合结合耐磨耐火浇注料，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金龙，李存弼，王杰曾，周键，董舜杰，
申请(专利权)人：安徽瑞泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：