專利名稱：：非水性熱固性耐火泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種砌筑用耐火泥，主要適用于砌筑各種結(jié)合類型(如粘土結(jié)合，氧化物結(jié)合，氮化物結(jié)合，自結(jié)合)碳化硅磚。例如砌筑氮化硅結(jié)合碳化硅高爐內(nèi)襯，砌筑碳化硅質(zhì)鋁電解槽，砌筑還原鋅用豎式電爐碳化硅爐頂磚等等。在煉鐵高爐等窯爐砌筑完畢后的烘爐過程中，耐火磚通常會因受熱發(fā)生不同程度的膨脹，如果不加以控制，將導(dǎo)致內(nèi)襯發(fā)生鼓脹甚至脫落，嚴(yán)重影響窯爐內(nèi)襯的使用壽命，作為對策，現(xiàn)有技術(shù)中一般采取嚴(yán)格控制耐火材料的熱膨脹系數(shù)，予留膨脹縫等方法來防止內(nèi)襯發(fā)生鼓脹甚至脫落，盡管如此也不能完全解決問題，因為耐火材料的熱膨脹是無法完全消除的，窯爐中有些部位又無法予留膨脹縫，因此需要研制出一種具有特殊性能的耐火泥，這種耐火泥必須具備在低溫烘烤時粘接強(qiáng)度較低，而待溫度升到某一范圍時，粘接強(qiáng)度急劇增大的性能。這樣就可以滿足耐火磚在低溫時粘接得不十分牢固而且能夠有適當(dāng)?shù)奈灰瓶臻g，到高溫時耐火泥又能將耐火磚牢固粘接，從而避免烘爐中發(fā)生內(nèi)襯鼓脹、脫落等，有利于提高窯爐內(nèi)襯的使用壽命。目前，國內(nèi)的耐火泥，一般采用粘土，高鋁等硅酸鋁為主要原料，并以水作為調(diào)合劑，這類耐火泥在烘爐時產(chǎn)生大量水蒸汽，不利于高爐操作。國外專利1.JP63151690，CO4B35/66，2.JP63011578，CO4B35/66中，雖然采用了有機(jī)結(jié)合劑，但是碳化硅含量(重量%)僅為5～15%，而且耐火泥的抗折粘接強(qiáng)度在低溫和高溫時沒有明顯差別，且在抗熔融金屬滲透，抗堿侵蝕方面不能滿足使用要求。本發(fā)明的目的在于提供一種非水性熱固性耐火泥。這種非水性熱固性耐火泥不僅避免了烘爐時產(chǎn)生大量水蒸汽，而且在所砌筑窯爐烘爐時，低溫烘烤，耐火泥的粘接強(qiáng)度低，使砌筑用磚可以自由膨脹，溫度升到一定范圍時，耐火泥的粘接強(qiáng)度劇增，使其與耐火磚牢固粘接。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明非水性熱固性耐火泥由骨料和結(jié)合劑組成，其具體化學(xué)成分(重量%)為65～75%骨料，25～35%結(jié)合劑;其中骨料的化學(xué)成分為(重量%)80～85%SiC，6～12%Al2O3，2～10%SiO2，2～4%Si，0～3%C;結(jié)合劑的化學(xué)成分為(重量%)20～30%酚醛樹脂，70～80%乙二醇。本發(fā)明非水性熱固性耐火泥的骨料中含有(重量%)80～85%SiC是為了提高耐火泥抗熔融金屬滲透，抗堿蝕、抗CO等性能，另外，提高耐火泥中SiC的含量，使其熱傳導(dǎo)性和熱膨脹性與所砌筑的碳化硅磚接近。本發(fā)明非水性熱固性耐火泥的骨料中含有(重量%)6～12%Al2O3，2～10%SiO2，其目的是使本發(fā)明非水性熱固性耐火泥高溫下形成陶瓷結(jié)合相，以提高高溫粘接強(qiáng)度。本發(fā)明非水性熱固性耐火泥的結(jié)合劑采用熱固性酚醛樹脂，并加入一定量非水性有機(jī)溶劑乙二醇，其目的是提高本發(fā)明非水性熱固性耐火泥的高溫粘接強(qiáng)度以及避免在窯爐砌筑完畢后的烘爐過程中產(chǎn)生大量的水蒸汽，影響高爐的操作。本發(fā)明非水性熱固性耐火泥的制造工序如下1.骨料配制。在混砂機(jī)中將骨料的各種成分根據(jù)其成分范圍按一定配比仔細(xì)混勻，裝袋備用，要求骨料的各種成分的最大粒徑＜100目。2.結(jié)合劑配制。在容器中，將酚醛樹脂和乙二醇按一定配比混合，攪拌至均勻，裝入容器待用。3.本發(fā)明非水性熱固性耐火泥的制備。將上述二步配制好的骨料和結(jié)合劑在現(xiàn)場施工前按一定比例加入到泥漿攪拌機(jī)中，攪拌至均勻，即制得本發(fā)明所述耐火泥。根據(jù)上述成分及制備工序生產(chǎn)的本發(fā)明非水性熱固性耐火泥性能如下1.荷重軟化點＞1650℃。2.抗折粘接強(qiáng)度為110℃×24h＜1MPa，1300℃×3h(燒后)＞5MPa。3.熱膨脹系數(shù)(0～1200℃)為3.4×10-6/℃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明非水性熱固性耐火泥的優(yōu)點在于1.耐火度高，即荷重軟化點＞1650℃。2.抗熔融金屬滲透性，抗堿侵蝕性及抗CO侵蝕性好。3.熱傳導(dǎo)性和熱膨脹性與所砌筑的碳化磚的熱傳導(dǎo)性和熱膨脹性接近。使耐火泥與砌磚高溫接合更牢固。4.本發(fā)明耐火泥具有顯著的熱固性，即在低溫烘烤時粘接強(qiáng)度低，使砌筑用磚可以自由膨脹，例如110℃×24h的粘接強(qiáng)度＜1MPa，而溫度升到一定范圍時，粘接強(qiáng)度劇增，使耐火磚與本發(fā)明非水性熱固性耐火泥產(chǎn)生牢固粘接，例如1300℃×3h(燒后)粘接強(qiáng)度＞5MPa。5.施工性能良好，由于采用的結(jié)合劑為非水性溶劑，避免烘爐時產(chǎn)生大量的水蒸汽，便于高爐操作，特別適用于不可予留膨脹縫的砌筑部位。實施例根據(jù)本發(fā)明非水性熱固性耐火泥的化學(xué)成分范圍，配制了三批非水性熱固性耐火泥，三批非水性熱固性耐火泥的具體化學(xué)成分如表1。其中，三批非水性熱固性耐火泥骨料的具體化學(xué)成分如表2，三批非水性熱固性耐火泥結(jié)合劑的具體化學(xué)成分如表3。以上三批非水性熱固性耐火泥按GB5024.3-85，GB7317-87測定其抗折粘接強(qiáng)度如表4。表1實施例非水性熱固性耐火泥的具體化學(xué)成分(重量%)<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">成分批號骨料結(jié)合劑123726870283230</table></tables>表2實施例非水性熱固性耐火泥的骨料的具體化學(xué)成分(重量%)<tablesid="table2"num="002"><tablealign="center">成分批號SiOAl2O3SiO2CSi1238185828.56.57.16.56.56.02/2222</table></tables>表3實施例非水性熱固性耐火泥的結(jié)合劑的具體化學(xué)成分(重量%)表4實施例非水性熱固性耐火泥的抗折粘接強(qiáng)度實施例2。實施例1制備的三批本發(fā)明非水性熱固性耐火泥中的第三批已批量生產(chǎn)，并用于我國4635M3大型高爐的氮化硅結(jié)合碳化硅的砌筑，使用效果良好，性能指標(biāo)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。權(quán)利要求1.一種非水性熱固性耐火泥，其特征在于化學(xué)成分(重量%)為A.骨料65～75%，結(jié)合劑25～75%；B.其中，骨料的化學(xué)成分(重量%)為80～85%SiC，6～12%Al2O3，2～10%SiO2，2～4%Si，0～3%C；C.其中，結(jié)合劑的化學(xué)成分(重量%)為20～30%酚醛樹脂，70～80%乙二醇。全文摘要一種非水性熱固性耐火泥，屬于砌筑用耐火泥，它由(重量％)65～75％骨料和25～75％結(jié)合劑所組成，其中，骨料的化學(xué)成分(重量％)為80～85％SiC，6～12％Al文檔編號C04B35/58GK1094384SQ9410454公開日1994年11月2日申請日期1994年5月3日優(yōu)先權(quán)日1994年5月3日發(fā)明者王資江,李靖華,高瑞平,彭達(dá)巖,趙鳳華申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院