一種致密型耐磨耐火澆注料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火澆注料領(lǐng)域，具體涉及一種致密型耐磨耐火澆注料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明是開發(fā)一種可用于冶金焦炭、煤化工等領(lǐng)域的致密硅質(zhì)耐火澆注料。該硅質(zhì)耐火澆注料的致密度高，物相組成中的鱗石英含量高，具有良好的的導(dǎo)熱性能及抗熱震性能。
[0003]硅質(zhì)耐火澆注料(硅磚)的荷重變形溫度高(1640°C?1680°C )，接近鱗石英、方石英的熔點(1690°C、173(TC );高溫強(qiáng)度大；高溫體積穩(wěn)定性好；在溫度570°C以上無晶型轉(zhuǎn)變發(fā)生。硅磚由RT—145(TC有1.5%?2.2%的體積膨脹，可密實砌筑體磚縫、提高砌筑體結(jié)構(gòu)的整體性和氣密性。硅磚的缺點是抗熱震性差(1100°C?20°C水，熱交換約為1?4次)。我國硅磚年產(chǎn)量為30萬噸左右，產(chǎn)量具世界首位，但硅磚的質(zhì)量與性能距日本等發(fā)達(dá)國家還有較大差距。但我國硅磚的致密度低、鱗石英含量較低，因而氣密性較差、導(dǎo)熱性能及抗熱震性能也較低。
[0004]焦?fàn)t炭化室和蓄熱室是周期性工作的，出焦前后溫度波動很大、使硅磚爐體產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致硅磚磚體產(chǎn)生裂紋、組織疏松強(qiáng)度下降，容易發(fā)生煤氣竄漏現(xiàn)象。對焦?fàn)t燃燒室和炭化室的爐底磚、爐頭磚和爐墻磚的性能要求是機(jī)械強(qiáng)度高、致密度高、抗熱震性能好，并要求其真比重小、鱗石英含量高，抵抗碳沉積的能力強(qiáng)。
[0005]近年來，國內(nèi)外焦?fàn)t的大型化為其發(fā)展方向，對焦?fàn)t硅磚質(zhì)量技術(shù)要求也更苛刻。如要求炭化室等部位所用硅磚應(yīng)殘余石英少、具有更高的致密度、導(dǎo)熱性、高溫強(qiáng)度及抗熱震性能，由此可增加硅磚墻體的強(qiáng)度與傳熱能力，減薄燃燒室與焦化室的隔墻，縮短結(jié)焦時間提高焦?fàn)t的焦炭生產(chǎn)效率。因此，開發(fā)應(yīng)用一種具有高導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度及抗熱震性能良好的高致密度高導(dǎo)熱性硅磚，成為焦?fàn)t耐火澆注料應(yīng)用與生產(chǎn)領(lǐng)域的重要研究課題。
[0006]本專利采用間斷粒級的結(jié)晶硅石顆粒組成，引入少量微米級的氮化硅(Si3N4)、金屬硅(Si)作為添加劑，制備一種新型的硅質(zhì)耐火澆注料，該硅質(zhì)耐火澆注料比現(xiàn)有硅磚的顯微結(jié)構(gòu)致密，鱗石英含量高，導(dǎo)熱性及抗熱震性高。本專利可為我國冶金焦炭及煤化工工業(yè)提供一種新型耐火澆注料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的發(fā)明目的在于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種導(dǎo)熱性及抗熱震性能良好的致密耐火澆注料及其制備方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種致密型耐磨耐火澆注料，其特征在于該耐火澆注料所用原料以及原料的重量百分比為:間斷粒級結(jié)晶硅石顆粒料40?60%，混合細(xì)粉料35?45%，純鋁酸鈣水泥1?5%，添加劑5?15%。
[0009]所用間斷粒級結(jié)晶硅石顆粒料純度的重量百分比為:Si02 ^ 95% ;間斷粒級結(jié)晶硅石顆粒料的顆粒組成重量百分比為:1.30~2.30mm結(jié)晶硅石顆粒55_65%，0.59-0.088mm結(jié)晶娃石顆粒35?45%。
[0010]所用混合細(xì)粉料的制備方法是:將粒徑彡2.26mm的結(jié)晶硅石顆粒料及粒徑(2.26mm的廢娃磚顆粒料進(jìn)行混合共同粉磨,共同粉磨為粒徑< 0.088mm的混合細(xì)粉料，混合細(xì)粉料組成的重量百分比為■.( 2.26mm的結(jié)晶硅石顆粒料70%，( 2.26mm的廢硅磚顆粒料30%。
[0011 ] 所用添加劑為氮化硅與金屬硅，其純度的重量百分比分別為Si3N4彡90%、Si彡90%,氮化娃與金屬娃的粒徑分別為< 0.074mm。添加劑中氮化娃與金屬娃的組成重量百分比為:氮化硅80%，金屬硅20%。
[0012]一種致密型耐磨耐火澆注料的制備方法，步驟為:
(1)將結(jié)晶硅石顆粒料、混合細(xì)粉料、純鋁酸鈣水泥、添加劑分別計量后采用濕碾混合機(jī)干混2分鐘，然后加入6%濃縮紙漿廢液(重量百分比，外加)，采用濕碾混合機(jī)混煉10分鐘，混煉后物料再經(jīng)困料4小時后獲得供坯體成型的坯料。
[0013](2)坯體采用液壓壓力機(jī)或摩擦壓力機(jī)成型，坯體成型壓強(qiáng)為彡100 MPa，成型后還體經(jīng)60°C干燥6小時,再經(jīng)100°C干燥6小時后獲得供燒成的還體。
[0014](3)干燥后坯體經(jīng)1350?1400°C高溫?zé)?，保?_10小時后獲得致密硅質(zhì)耐火澆注料。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
致密型耐磨耐火澆注料的坯料組成百分比為:1.3?2.3mm結(jié)晶硅石顆粒料30%，結(jié)晶硅石顆粒料0.59?0.088mm 22%，混合細(xì)粉料40%，純鋁酸鈣水泥4%，氮化硅4%，碳化硅1%。將上述各原料采用濕碾混合機(jī)干混2分鐘，再加入6%濃縮紙漿廢液(重量百分比，外加)混煉10分鐘后再經(jīng)困料4小時后獲得供坯體成型的坯料。采用摩擦壓力機(jī)成型坯體，坯體成型壓強(qiáng)為100 MPa，成型后坯體經(jīng)60°C干燥6小時，再經(jīng)100°C干燥6小時后獲得供燒成的坯體。干燥后坯體經(jīng)1380°C高溫?zé)?，保?小時后獲得致密硅質(zhì)耐火澆注料。
[0016]該致密型耐磨耐火澆注料的顯氣孔率為15.5%，(未加入添加劑對比樣為19.3%)，鱗石英含量為76% (未加入添加劑對比樣為55%)。
[0017]實施例2
致密硅質(zhì)耐火澆注料的坯料組成百分比為:1.40?2.26mm結(jié)晶硅石顆粒料32%，結(jié)晶硅石顆粒料0.59?0.088mm 18%，混合細(xì)粉料42%，純鋁酸鈣水泥4%，氮化硅4%，金屬硅1%。將上述各原料采用濕碾混合機(jī)干混1分鐘，再加入6%濃縮紙漿廢液(重量百分比，外加)混煉8分鐘后再經(jīng)困料4小時后獲得供坯體成型的坯料。采用摩擦壓力機(jī)成型坯體，坯體成型壓強(qiáng)為100 MPa，成型后坯體經(jīng)60°C干燥6小時，再經(jīng)100°C干燥6小時后獲得供燒成的坯體。干燥后坯體經(jīng)1400°C高溫?zé)?，保?小時后獲得致密硅質(zhì)耐火澆注料。
[0018]該致密型耐磨耐火澆注料的顯氣孔率為16.1%，(未加入添加劑對比樣為19.3%)，鱗石英含量為4%(未加入添加劑對比樣為55%)。
【主權(quán)項】
1.一種致密型耐磨耐火澆注料及其制備方法，其特征在于該耐火澆注料所用原料以及原料的重量百分比為:間斷粒級結(jié)晶硅石顆粒料40?60%，混合細(xì)粉料35?45%，純鋁酸鈣水泥1?5%，添加劑5?15%。2.如權(quán)利要求1所述的致密型耐磨耐火澆注料，其特征在于所用間斷粒級結(jié)晶硅石顆粒料純度的重量百分比為:Si02彡95% ;間斷粒級結(jié)晶硅石顆粒料的顆粒組成重量百分比為:1.30~2.30mm結(jié)晶硅石顆粒55_65%，0.59-0.088mm結(jié)晶硅石顆粒35~ 45%。3.如權(quán)利要求1所述的致密型耐磨耐火澆注料，其特征在于所用混合細(xì)粉料的制備方法是:將粒徑彡2.26mm的結(jié)晶硅石顆粒料及粒徑彡2.26mm的廢硅磚顆粒料進(jìn)行混合共同粉磨，共同粉磨為粒徑彡0.088mm的混合細(xì)粉料，混合細(xì)粉料組成的重量百分比為:(2.26mm的結(jié)晶硅石顆粒料70%，( 2.26mm的廢硅磚顆粒料30%。4.如權(quán)利要求1所述的致密型耐磨耐火澆注料，其特征在于所用添加劑為氮化硅與金屬硅，其純度的重量百分比分別為Si3N4彡90%、Si彡90%，氮化硅與金屬硅的粒徑分別為< 0.074mm ； 添加劑中氮化娃與金屬娃的組成重量百分比為:氮化娃80%,金屬娃20%ο5.如權(quán)利要求1所述的一種致密型耐磨耐火澆注料及其制備方法，其特征在于所述的制備方法步驟為: (1)將結(jié)晶硅石顆粒料、混合細(xì)粉料、純鋁酸鈣水泥、添加劑分別計量后采用濕碾混合機(jī)干混2分鐘，然后加入6%濃縮紙漿廢液(重量百分比，外加)，采用濕碾混合機(jī)混煉10分鐘，混煉后物料再經(jīng)困料4小時后獲得供坯體成型的坯料； (2)坯體采用液壓壓力機(jī)或摩擦壓力機(jī)成型，坯體成型壓強(qiáng)為>100 MPa，成型后坯體經(jīng)60°C干燥6小時，再經(jīng)100°C干燥6小時后獲得供燒成的坯體； (3)干燥后坯體經(jīng)1350?1400°C高溫?zé)?，保?_10小時后獲得致密硅質(zhì)耐火澆注料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種致密型耐磨耐火澆注料及其制備方法，該耐火澆注料所用原料以及原料的重量百分比為：1.30～2.30mm結(jié)晶硅石顆粒55-65%，0.59-0.088mm結(jié)晶硅石顆粒35～45%，≤0.088mm混合細(xì)粉料35～45%，純鋁酸鈣水泥1-5%，添加劑5-15%。其制備方法是將上述原料干混2分鐘后加入濃縮紙漿廢液混煉10分鐘再經(jīng)困料3小時，坯體成型壓強(qiáng)≥100MPa，坯體經(jīng)60℃～100℃干燥12小時后再經(jīng)1350～1400℃高溫?zé)?，保?-10小時。該耐火澆注料的致密度及鱗石英含量比對比樣高，本發(fā)明可為冶金焦炭及煤化工工業(yè)提供一種新型耐火澆注料。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號】CN105481376
【申請?zhí)枴緾N201410478062
【發(fā)明人】韓君昌
【申請人】青島百鍵城環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月19日