一種石英質(zhì)干式振動(dòng)料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火材料領(lǐng)域，尤其涉及一種干法振動(dòng)施工的以石英砂為主要原材料的石英質(zhì)干式振動(dòng)料。
【背景技術(shù)】
[0002]干式振動(dòng)料是一種不需加水或液體結(jié)合劑，采用振動(dòng)法成型的不定形耐火材料，簡(jiǎn)稱(chēng)干式料。干式料在外力振動(dòng)作用下，可形成致密而均勻的整體，加熱時(shí)靠熱固性結(jié)合劑或燒結(jié)劑使其產(chǎn)生強(qiáng)度，廣泛用于鑄造行業(yè)中頻爐等高溫爐襯。
[0003]干式料的主要特點(diǎn)和要求為:(1)材料在振動(dòng)力作用下易于流動(dòng)，其中粉料在很小的振動(dòng)力作用下即可充分填充顆粒堆積間的孔隙，獲得具有較高充填密度的施工體；(2)使用前通過(guò)烘烤加熱形成一層具有一定強(qiáng)度的工作面，而工作面的背面仍呈松散的粉料狀態(tài)，即形成三層結(jié)構(gòu):第一層為強(qiáng)度較高、燒結(jié)良好的工作面；第三層為呈松散粉料狀態(tài)的背面；第二層位于工作面與背面之間，呈半燒結(jié)狀態(tài)；(3)在使用過(guò)程中，舊的工作面不斷損毀，新的工作面不斷形成，但始終保持三層結(jié)構(gòu)。干式料的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為:(1)這種材料用振動(dòng)法現(xiàn)場(chǎng)施工，施工簡(jiǎn)便快捷、施工周期短；(2)三層結(jié)構(gòu)有助于減少由于膨脹或收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力；有助于阻礙裂紋的擴(kuò)散與延伸；有助于阻止金屬熔體的侵入；便于殘余爐襯拆解清理；(3)背面未燒結(jié)層導(dǎo)熱率低，保溫效果好；(4)由于不含水或液體結(jié)合劑，能耗較低。
[0004]干式料由耐火骨料、粉料、燒結(jié)劑、結(jié)合劑組成，根據(jù)主要原料材質(zhì)分為酸性、中性和堿性干式料，石英質(zhì)干式振動(dòng)料是一種酸性振動(dòng)料。
[0005]石英質(zhì)干式振動(dòng)料以石英砂為主要原料，其主要化學(xué)成分為Si02。眾所周知，石英砂在不同溫度下有ct相、β相等七種變體，各變體之間轉(zhuǎn)變時(shí)伴隨有體積變化，這些性質(zhì)直接關(guān)系到石英質(zhì)干式振動(dòng)料烘烤制度及其使用壽命。
[0006]傳統(tǒng)石英質(zhì)干式振動(dòng)料制造過(guò)程分兩步進(jìn)行:第一步是生產(chǎn)廠家直接把石英砂礦石破碎加工成所需粒徑的原料；第二步把不同粒度的石英砂，按照一定的配比與結(jié)合劑在攪拌機(jī)內(nèi)混勻，包裝制得成品。這種干式料所用石英砂沒(méi)有做相變預(yù)處理，添加的燒結(jié)劑一般采用硼酸，這樣生產(chǎn)出來(lái)的石英質(zhì)干式振動(dòng)料會(huì)帶來(lái)了以下缺點(diǎn):
(1)烤爐時(shí)間較長(zhǎng)，耗能大，成本高。
[0007]眾所周知，石英砂在升溫過(guò)程中由β —石英相逐步轉(zhuǎn)化為α -石英相、α -方石英相等，這種晶型轉(zhuǎn)變伴有較大的體積變化。天然石英砂若直接用來(lái)生產(chǎn)干式振動(dòng)料，在烘烤時(shí)不但要求溫度必須緩慢，并且在石英晶型轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間要長(zhǎng)時(shí)間保溫，總的升溫時(shí)間一般需要20個(gè)小時(shí)以上，有些廠家烘爐時(shí)間長(zhǎng)達(dá)60個(gè)小時(shí)。這樣就會(huì)消耗大量的能量。
[0008](2)生產(chǎn)效率低。
[0009]由于爐襯在烤爐時(shí)需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因此爐子的周轉(zhuǎn)速度就降低，這就會(huì)造成生產(chǎn)效率低。
[0010](3)石英質(zhì)爐襯在烤爐時(shí)，或者在使用過(guò)程中，如果升溫速度溫度控制不好，可能造成石英砂劇烈相變，破壞了爐襯的整體結(jié)構(gòu)，爐襯燒結(jié)不好，勢(shì)必影響爐襯壽命。
[0011](4)傳統(tǒng)的石英砂干式振動(dòng)料大都是采用硼酸來(lái)做燒結(jié)劑，硼酸的化學(xué)分子式為Η3Β03。將硼酸加熱致100°C，由于不斷地失去水分，它首先變成偏硼酸，再繼續(xù)加熱，水被脫凈生成氧化硼。烘爐時(shí)硼酸結(jié)合水的析出，產(chǎn)生的大量水汽會(huì)在中頻爐感應(yīng)線圈上凝結(jié)成水，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致?tīng)t子無(wú)法開(kāi)爐。
[0012]假如將石英砂在破碎前進(jìn)行相變預(yù)處理，并選用合適的復(fù)合添加劑，可減小石英砂因相變而產(chǎn)生的體積急劇膨脹，將能較好的解決以上問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明提出了一種經(jīng)相變預(yù)處理的石英砂干式振動(dòng)料及其制造方法。
[0014]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種石英質(zhì)干式振動(dòng)料及其制備方法，其特征在于制備所述干式料原料組成的重量百分?jǐn)?shù)為:相變石英砂顆粒60?80%，相變石英砂細(xì)粉15?35%，酚醛樹(shù)脂5?15%，復(fù)合添加劑1?5%。
[0015]所述的石英砂經(jīng)過(guò)相變預(yù)處理。
[0016]所述的復(fù)合添加劑為硼矸、硼玻璃粉、鋰輝石的一種或幾種混合而成。
[0017]所述的制備方法包括如下步驟:
(1)制備相變石英砂:將天然石英砂在90(TC以上焙燒，進(jìn)行相變預(yù)處理，制得相變石英砂。
[0018](2)制備相變石英砂顆粒料和細(xì)粉:相變砂經(jīng)過(guò)破碎、篩分、除鐵工序制得所需的顆粒；其中再將一部分顆粒料磨制成所需細(xì)粉。
[0019](3)混和:按配方要求把各種粒度的相變石英砂顆粒、細(xì)粉、酚醛樹(shù)脂、復(fù)合添加劑，在強(qiáng)制攪拌機(jī)中攪拌均勻制得成品。
[0020](4)包裝:混練均勻的料裝入防潮編制袋，一般25?50Kg/袋，以25Kg/袋為佳； (5)儲(chǔ)運(yùn):將袋裝干式料存放于陰涼干燥處儲(chǔ)藏和運(yùn)輸，保質(zhì)期在6個(gè)月以上。
[0021]本發(fā)明的主要原料為經(jīng)過(guò)相變預(yù)處理的石英砂，消除了爐料在烘烤或使用過(guò)程中的體積變化，可縮短烘烤時(shí)間，加速中頻爐周轉(zhuǎn)速度，提高了生產(chǎn)效率；燒結(jié)劑選用硼矸、硼玻璃粉、鋰輝石等不同熔點(diǎn)的氧化物或化合物混合而成，可以緩解不同溫度階段石英劇烈相變而產(chǎn)生的體積效應(yīng)；不同熔點(diǎn)燒結(jié)劑可使?fàn)t襯整體燒結(jié)性能好，提高爐襯使用壽命，進(jìn)而提聞生廣效率。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下非限定性實(shí)施例用于解釋本發(fā)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0023]實(shí)施例1:
盛鋼量為10噸的中頻爐用石英質(zhì)干式振動(dòng)料:
(1)將天然石英砂在950°c焙燒5小時(shí)，制得相變石英砂；
(2)相變石英砂經(jīng)過(guò)破碎、篩分、除鐵，制得8?5、5?3、3?1、1?0mm顆粒；其中再將一部分1?0的顆粒磨制成-200目細(xì)粉；
(3)制備復(fù)合添加劑:硼矸和硼玻璃粉按重量比30%:70%配料，然后混和均勻； (4)用于制備干式料原料的重量百分?jǐn)?shù)為:相變石英砂8?5mm15%, 5?3mm 7 %, 3?1mm 18%，1?Omm 35%，-200目18%，酚醛樹(shù)脂7%，復(fù)合添加劑1.2%。將以上原料按配比配制后在強(qiáng)制攬樣機(jī)內(nèi)混合均勾，制成成品；
(5)按25Kg/袋將干式料裝入防潮編織袋包裝。
[0024]取樣檢測(cè)性能指標(biāo)為:最大堆積密度2.10g/cm3,1200°C保溫3個(gè)小時(shí)的線變化0.1%，1500°C保溫3個(gè)小時(shí)的線變化3.2%。將此種石英砂在國(guó)內(nèi)某廠10噸中頻爐上使用，烤爐時(shí)間為8小時(shí)，完全能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。
[0025]實(shí)施例2:
盛鋼量為20?30噸中頻爐用石英質(zhì)干式振動(dòng)料:
(1)將天然石英砂在950°C焙燒6小時(shí)，制得相變石英砂；
(2)相變石英砂經(jīng)過(guò)破碎、篩分、除鐵，制得20?10、10?5、5?3、3?0、1?0_顆粒；其中再將一部分1?0的顆粒磨制成-200目細(xì)粉；
(3)制備復(fù)合添加劑:硼矸和硼玻璃粉按重量比40%:60%配料，然后混和均勻；
(4)用于制備干式料原料的重量百分?jǐn)?shù)為:石英砂20?1017%，10?5mm 13%，5?3mm 12%，3?Omm 18%，200目31%，酚醛樹(shù)脂9%，復(fù)合添加劑2.5%。以上原料按配比配制后在強(qiáng)制攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，制成成品；
(5)按40Kg/袋將干式料裝入防潮編織袋包裝。
[0026]取樣檢測(cè)性能指標(biāo)為:最大堆積密度2.15g/cm3,1200°C保溫3個(gè)小時(shí)的線變化
0.2%，1500°C保溫3個(gè)小時(shí)的線變化3.8%。將此種石英砂在國(guó)外某鋼廠25噸中頻爐上使用，烤爐時(shí)間為6小時(shí)，完全能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石英質(zhì)干式振動(dòng)料及其制備方法，其特征在于制備所述干式料原料組成的重量百分?jǐn)?shù)為:相變石英砂顆粒60?80%，相變石英砂細(xì)粉15?35%，酚醛樹(shù)脂5?15%，復(fù)合添加劑1?5%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英質(zhì)干式振動(dòng)料，其特征在于所述的石英砂經(jīng)過(guò)相變預(yù)處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英質(zhì)干式振動(dòng)料，其特征在于所述的復(fù)合添加劑為硼矸、硼玻璃粉、鋰輝石的一種或幾種混合而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石英質(zhì)干式振動(dòng)料及其制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括如下步驟: (1)制備相變石英砂:將天然石英砂在90(TC以上焙燒，進(jìn)行相變預(yù)處理，制得相變石英砂； (2)制備相變石英砂顆粒料和細(xì)粉:相變砂經(jīng)過(guò)破碎、篩分、除鐵工序制得所需的顆粒；其中再將一部分顆粒料磨制成所需細(xì)粉； (3)混和:按配方要求把各種粒度的相變石英砂顆粒、細(xì)粉、酚醛樹(shù)脂、復(fù)合添加劑，在強(qiáng)制攪拌機(jī)中攪拌均勻制得成品； (4)包裝:混練均勻的料裝入防潮編制袋，一般25?50Kg/袋，以25Kg/袋為佳； (5)儲(chǔ)運(yùn):將袋裝干式料存放于陰涼干燥處儲(chǔ)藏和運(yùn)輸，保質(zhì)期在6個(gè)月以上。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種石英質(zhì)干式振動(dòng)料及其制備方法，用于制備所述干式料原料組成的重量百分?jǐn)?shù)為：相變石英砂顆粒60～80%，相變石英砂細(xì)粉15～35%，酚醛樹(shù)脂5～15%，復(fù)合添加劑1～5%。其制備方法包括如下步驟：制備相變石英砂；制備相變石英砂原料；按配比配料并混和均勻；防潮袋包裝；干燥處儲(chǔ)運(yùn)。本發(fā)明干式振動(dòng)料所用石英砂原料經(jīng)過(guò)相變預(yù)處理，并通過(guò)添加復(fù)合結(jié)合劑，可有效控制產(chǎn)品使用過(guò)程中因相變化而帶來(lái)的體積效應(yīng)，可縮短烤爐時(shí)間，節(jié)約能源，有效提高爐襯壽命，提高了用戶生產(chǎn)效率，降低了用戶成本。
【IPC分類(lèi)】C04B35/66
【公開(kāi)號(hào)】CN105481374
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410474480
【發(fā)明人】張磊
【申請(qǐng)人】青島煒燁鍛壓機(jī)械有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2014年9月18日