本發(fā)明屬于冶金耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及高爐爐缸修復(fù)用材料及其制備方法，更具體而言，涉及一種用于高爐爐缸修復(fù)的快硬型泵送自流修復(fù)料及其制備方法。

背景技術(shù)：

自從爐身爐腹采用銅冷卻壁之后，高爐長(zhǎng)壽的薄弱環(huán)節(jié)已從爐身中下部、爐腰、爐腹轉(zhuǎn)移到爐缸部位。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，最近幾年國(guó)內(nèi)就有50多座大型高爐爐缸發(fā)生了燒穿事故，國(guó)外也有10多座高爐發(fā)生了燒穿事故，有很多甚至發(fā)生在爐役初期，有的甚至開(kāi)爐不到1年。同時(shí)國(guó)內(nèi)有許多高爐在開(kāi)爐不久還出現(xiàn)爐缸側(cè)壁溫度大幅度上升的現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著高爐的安全生產(chǎn)和一代爐役壽命。經(jīng)研究分析，目前高爐普遍采用的砌磚或陶瓷杯的爐缸結(jié)構(gòu)，不僅制品需提前定制，施工時(shí)間長(zhǎng)，而且各部位砌體的磚縫厚度對(duì)高爐長(zhǎng)壽的影響較大，一般爐缸侵蝕都是從砌體縫隙開(kāi)始，而且爐缸修復(fù)時(shí)很難解決陶瓷杯與殘余炭磚間的契合問(wèn)題。這些生產(chǎn)隱患的存在給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)當(dāng)采取有效措施，解決這方面問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

高爐爐缸整體澆注修復(fù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，施工采用連續(xù)泵送方式，材料采用溶膠結(jié)合，無(wú)自由水，可快烘防爆；施工體具有整體性好、強(qiáng)度高、耐渣鐵侵蝕等特點(diǎn)；為縮短爐缸檢修時(shí)間，延長(zhǎng)使用壽命，提供了可靠保障。鑒于爐缸是泵送分層澆注，所以材料首先要有自流性，便于施工；其次材料的硬化時(shí)間應(yīng)在具有可施工時(shí)間的基礎(chǔ)上盡量快硬產(chǎn)生強(qiáng)度，利于縮短工程期，提高施工效率和創(chuàng)造工程效益。

因此，本發(fā)明是針對(duì)高爐爐缸整體澆注修復(fù)技術(shù)研發(fā)的，本發(fā)明的目的在于，提供一種快硬型高爐爐缸修復(fù)料及其制備方法，該修復(fù)料是自流型和快硬型，可緊貼爐缸碳磚支模泵送澆注，澆注體與碳磚緊密貼合，施工快速簡(jiǎn)便，且修復(fù)料硬化快，能有效縮短四分之一的施工周期；修復(fù)后的爐缸結(jié)構(gòu)整體性好，沒(méi)有磚縫存在，致密性高。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種快硬型高爐爐缸修復(fù)料，固體料、外加劑和結(jié)合劑，所述固體料包括剛玉顆粒和/或細(xì)粉、碳化硅顆粒和/或細(xì)粉、碳素添加劑以及復(fù)合超微粉，所述外加劑包括分散劑和促凝劑。

其中，所述固體料組份以重量百分比計(jì)，

所述剛玉顆粒和/或細(xì)粉62％～72％；

所述碳化硅顆粒和/或細(xì)粉15％～23％；

所述碳素添加劑1％～3％；

所述復(fù)合超微粉8％～12％；

優(yōu)選地，所述剛玉顆粒或細(xì)粉中al2o3含量≥94％；所述剛玉顆粒粒度為5～8mm、3～5mm、1～3mm、0～1mm的組合；所述剛玉細(xì)粉粒度≤0.088mm；所述剛玉顆粒粒度大于1mm的原料占所述固體料總重量的40％～52％。

優(yōu)選地，所述碳化硅顆?；蚣?xì)粉中sic含量≥95％；所述碳化硅顆粒粒度≤1mm；所述碳化硅細(xì)粉粉料粒度≤0.088mm。

優(yōu)選地，所述碳素添加劑為球?yàn)r青顆粒，所述球?yàn)r青顆粒的軟化點(diǎn)≥90℃；所述球?yàn)r青顆粒粒度≤1mm。

優(yōu)選地，所述復(fù)合超微粉包括活性sio2粉和α-al2o3粉，所述復(fù)合超微粉粒度≤5μm；其中，所述活性sio2粉的sio2含量≥90％，所述α-al2o3粉的al2o3含量≥99％。

優(yōu)選地，所述分散劑的重量為所述復(fù)合超微粉的1％，所述分散劑為六偏磷酸鈉。

優(yōu)選地，所述促凝劑包括純鋁酸鈣水泥、硫酸鋁以及任選組分中至少一種組分，其中，所述任選組分包括：氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鎂、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸鎂、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鋰、硫酸鎂、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸鋰、磷酸鎂和亞磷酸鈉、亞磷酸鉀、亞磷酸鋰、亞磷酸鎂，其中，所述純鋁酸鈣水泥占所述固體料總重量的1％，所述硫酸鋁占所述固體料總重量的0.04％，所述任選組分占所述固體料總重量的0.01％。

優(yōu)選地，所述結(jié)合劑為硅溶膠，sio2含量30％～31％，所述結(jié)合劑的重量為所述固體料總重量的7％～8％。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種快硬型高爐爐缸修復(fù)料的制備方法，步驟如下：

將所述復(fù)合超微粉和所述分散劑、所述促凝劑按上述重量百分比取樣備料，在雙螺旋錐形攪拌機(jī)中，均勻混合5-8分鐘，得到混合粉，取出混合粉；

將除復(fù)合超微粉外的固體料按所述比例備好，與得到的上述混合粉在行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)中，均勻混合3-5分鐘，得到混合料；

在得到的上述混合料中加入按比例備好的溶膠結(jié)合劑，在行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)中，均勻混合5-10分鐘，攪拌均勻得到所述快硬型高爐爐缸修復(fù)料。

本發(fā)明經(jīng)工程檢驗(yàn)，具有以下有益效果：

1.本發(fā)明快硬型高爐爐缸修復(fù)料適用于泵送施工，自流性好，硬化快，施工簡(jiǎn)便效率高；

2.本發(fā)明快硬型高爐爐缸修復(fù)料，只需要局部拆除嚴(yán)重粉化炭磚進(jìn)行修復(fù)，無(wú)需大量拆除炭磚重新砌筑；

3.本發(fā)明快硬型高爐爐缸修復(fù)料的材料無(wú)水快干又防爆，可快速恢復(fù)高爐生產(chǎn)；

4.采用本發(fā)明快硬型高爐爐缸修復(fù)料，修復(fù)后的爐缸整體無(wú)縫，且保證與炭磚膨脹匹配，避免滲鐵鉆鐵；

5.本發(fā)明快硬型高爐爐缸修復(fù)料的高溫抗沖刷抗侵蝕性能好，能有效延長(zhǎng)高爐使用壽命兩年以上。

具體實(shí)施方式

結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其目的在于更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容而非限定本發(fā)明的保護(hù)范圍：

本發(fā)明提供一種快硬型高爐爐缸修復(fù)料，包括，固體料、外加劑和結(jié)合劑，所述固體料包括剛玉顆粒和/或細(xì)粉、碳化硅顆粒和/或細(xì)粉、碳素添加劑以及復(fù)合超微粉，所述外加劑包括分散劑和促凝劑；

其中，所述固體料組份以重量百分比計(jì)，

所述剛玉顆粒和/或細(xì)粉62％～72％；

所述碳化硅顆粒和/或細(xì)粉15％～23％；

所述碳素添加劑1％～3％；

所述復(fù)合超微粉8％～12％；

在上述修復(fù)料中，所述剛玉顆?；蚣?xì)粉中al2o3含量≥94％；所述剛玉顆粒粒度為5～8mm、3～5mm、1～3mm、0～1mm四檔搭配組合，在修復(fù)料中起到骨架支撐作用；所述剛玉細(xì)粉粒度≤0.088mm。其中，為了保證修復(fù)料的自流性，所述剛玉顆粒粒度為1mm～8mm的原料占固體料總重量的40％～52％；優(yōu)選地，選用棕剛玉顆粒和/或棕剛玉細(xì)粉；由于爐缸在高爐冶煉過(guò)程中要承受液態(tài)渣鐵的機(jī)械沖刷、高溫?zé)釕?yīng)力的破壞、鐵水的滲透和漂浮作用，所以必須選用剛玉類原料作為支撐骨架，以提高材料的耐火度，保證爐缸修復(fù)料的耐火性能和抗沖刷性能。

所述碳化硅顆?；蚣?xì)粉中sic含量≥95％；所述碳化硅顆粒粒度≤1mm；所述碳化硅細(xì)粉粉料粒度≤0.088mm。加入碳化硅可以提高材料的抗熱震性和抗氧化性，改善材料的抗剝落性和抗侵蝕性。

所述碳素添加劑優(yōu)選球?yàn)r青顆粒，所述球?yàn)r青顆粒的軟化點(diǎn)≥90℃；所述球?yàn)r青顆粒粒度≤1mm。碳素添加劑，起到粘結(jié)和增碳作用，提高致密性、抗氧化性和抗?jié)B透性，增強(qiáng)修復(fù)料的抗侵蝕和抗沖刷能力。而且優(yōu)選球狀瀝青能夠改善材料的自流性，易于修復(fù)料的泵送施工及保證爐缸襯體的完整性。

所述復(fù)合超微粉優(yōu)選活性sio2粉和α-al2o3粉，所述復(fù)合超微粉粒度≤5μm；優(yōu)選地，其中，所述活性sio2粉的sio2含量≥90％，所述α-al2o3粉的al2o3含量≥99％。復(fù)合超微粉可以填充微孔隙，提高修復(fù)料的流動(dòng)性和體積密度，降低顯氣孔率，促進(jìn)材料的燒結(jié)，顯著提高修復(fù)料的高溫強(qiáng)度。

所述分散劑含量為所述復(fù)合超微粉重量的1％；所述分散劑為六偏磷酸鈉，可提高復(fù)合超微粉的分散性。

所述促凝劑包括純鋁酸鈣水泥、硫酸鋁以及任選組分中至少一種組分，其中，任選組分包括：氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鎂、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸鎂、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鋰、硫酸鎂、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸鋰、磷酸鎂和亞磷酸鈉、亞磷酸鉀、亞磷酸鋰、亞磷酸鎂。其中，所述純鋁酸鈣水泥結(jié)合強(qiáng)度高，凝結(jié)時(shí)間穩(wěn)定。優(yōu)選地，所述純鋁酸鈣水泥占所述固體料總重量的1％，所述硫酸鋁占所述固體料總重量的0.04％，所述任選組分占所述固體料總重量的0.01％。更優(yōu)選地，所述促凝劑包括占所述固體料總重量的1％的純鋁酸鈣水泥，占所述固體料總重量的0.04％的硫酸鋁，占所述固體料總重量的0.01％的氫氧化鈉。

所述結(jié)合劑為硅溶膠，其中，sio2含量30％～31％，所述結(jié)合劑的重量占所述固體料總重量的7～8％。所述硅溶膠結(jié)合劑具有較大的比表面積和吸附性，較好的粘結(jié)性和良好的耐高溫性，無(wú)自由水，可快烘防爆，是爐缸修復(fù)料的理想結(jié)合劑。

本發(fā)明的快硬型高爐爐缸修復(fù)料的制備方法，步驟如下：

按重量份計(jì)，先將上述的復(fù)合超微粉和分散劑、促凝劑按所述的比例備料，在雙螺旋錐形攪拌機(jī)中，均勻混合5-8分鐘，得到混合粉，取出混合粉；

然后將除復(fù)合超微粉外的固體料按所述比例備好，與所取出的混合粉在行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)中均勻混合3-5分鐘，得到混合料；

最后在施工現(xiàn)場(chǎng)，在得到的混合料中加入按所述比例備好的溶膠結(jié)合劑，在行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)中均勻混合5-10分鐘，攪拌均勻得到快硬型高爐爐缸修復(fù)料即可用于泵送施工。

通過(guò)如下實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案，但以下實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例

本發(fā)明的快硬型高爐爐缸修復(fù)料各實(shí)施例的原料及其按重量份計(jì)量的含量、主要技術(shù)性能指標(biāo)如表1所列。

表1各實(shí)施例及性能

自流值的測(cè)定是將混合均勻的修復(fù)料倒入水泥砂漿流動(dòng)度測(cè)定儀的截錐圓模中，提起圓模讓修復(fù)料在光滑平板上流動(dòng)到不動(dòng)為止，此時(shí)測(cè)量修復(fù)料的直徑大小為自流值。將混勻的修復(fù)料在40㎜×40㎜×160㎜的標(biāo)準(zhǔn)模具中澆注成型，以表明按壓不動(dòng)為硬化標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明快硬型高爐爐缸修復(fù)料自流性好，硬化快。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定測(cè)定抗折、耐壓強(qiáng)度，線變化率等性能指標(biāo)優(yōu)良。