专利名称：一种加热炉修补料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及耐火材料领域，尤其是一种加热炉修补料及其制备方法。
背景技术：
加热炉是钢坯热轧前的关键设备。加热炉在运行中，炉衬材料如炉底耐火材料 受到熔渣侵蚀、钢坯磨损、热震破坏作用而不断熔损、剥落，导致炉底出现凹坑或不断 减薄。凹坑严重时会导致钢坯在加热过程中变形，影响热轧或钢管穿管的质量；炉底减 薄会影响加热炉的使用寿命。另外加热炉在运行中，还会遇到钢坯粘出炉底耐火材料， 使材料局部缺损的现象。出现以上情况，加热炉往往必须停炉数天进行抢修，对耐火材 料更换或修补。一旦停炉就将影响正常生产。目前，对耐火材料修补的方式通常有1)浇注方式此种方法对施工工艺要求 高，其中对加水量、养护温度和养护时间、烘烤制度有严格的规定，这种修补方式需要 停炉操作，一般适合于窑炉大修；2)捣打修补这种修补方式同样需要停炉操作，同时 控制加水量、对烘烤制度有严格的规定，一般适合于窑炉中修；3)半干法喷补此种方 法通常也要求对加水量控制，对喷补设备的水压、气压有严格的要求，喷补是在热态下 进行的，对炉衬工作面的残余温度也有较高要求，由于残余热量的作用，会产生大量蒸 汽.产生一定的蒸汽压，影响喷补料和工作面的结合。这种修补方式常见于高炉、转炉、 钢包的维护；4)火焰喷补最先应用于焦炉的修补，后来扩展到转炉炉衬上。喷补时配 入可燃性物料，可燃性气体和氧气，喷补料在喷射过程中燃烧发热，火焰喷补是一项技 术难度较大的新技术，目前在国内外采用的较少；5)投补在转炉炉衬修补中，投补料 以镁砂、镁白云石为原料，以浙青、树脂为结合剂。将投补料从炉口投入炉内，摇动炉 体。投补料在炉内余热(800 1250°C )的作用下，出现流动性并铺展在炉衬的蚀损部 位。修补时浙青、树脂产生有害气体，气体对人体有害并污染环境；而且修补料为碳结 合，氧化气氛中碳氧化导致结构破坏，材料强度降低，转炉投补料使用寿命仅1 2天。目前，在对加热炉修补料的研究中，国内鲜见有关于加热炉投补料研制报告或 专利。为此我们经过研究认为，以投补方式进行修补的加热炉修补料应具备以下工艺 性能1、修补料可干式修补，不需加水这样避免了养护、烘烤等因素对投补料结合 性的影响；2、施工工艺简便，施工温度适应范围宽在常温下可摊补、在高温下可投 补，在较宽的温度范围可快速固化烧结；3、修补料与原炉衬材料有较好的粘结性；4、 修补时环境友好，不产生对人、对环境有害气体；5、修补料具有抗熔渣侵蚀、耐钢坯磨 损、良好的热震破坏性。因此，加热炉炉底修补料结合剂的选择以及主体材料的选择尤为重要。本发明 的特点在于1、修补料可干式修补，不需加水避免了养护、烘烤等因素对修补料性 能的影响；2、加热炉不需停炉、施工简便在常温下可摊补、在高温下可投补；3、施 工温度适应范围宽修补料从150 1250°C均可快速固化烧结，非常适于日常对加热炉 炉底的维护；4、修补料修补时，不产生对人或环境有害气体；5、修补料与原炉衬材料有较好的粘结性；6、修补料具有抗熔渣侵蚀、耐钢坯磨损、良好的热震破坏性，修补后 使用寿命较高。
发明内容
本发明目的在于提供一种可干式施工，不需加水搅拌、无需停炉、施工简便、 安全环保、可快速热态修补的加热炉修补料及其制备方法。本发明所采用的技术方案是该加热炉修补料以矾土、莫来石或刚玉为主要成 分，硅酸钠或偏硅酸钠为结合剂，二氧化硅微粉、氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉为 助烧结剂。该加热炉修补料原料组分重量百分比为矾土、莫来石或刚玉97 80%，硅 酸钠或偏硅酸钠2 20%，二氧化硅微粉0.5 8%，氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉 0.5 8%。该加热炉修补料原料粒度组成为矾土或刚玉8 0.044mm，硅酸钠或偏硅酸 钠2 0.044mm，二氧化硅微粉为3 0.1 y m，氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉8 0.3 u m。修补料颗粒级配的重量百分比含量为修补料总粒度组成为8 0.044mm为 60 80%，小于0.088mm为40 20%，其中微粉8 0.1 ii m为1 15%。刚玉、莫 来石或矾土粒度为8 0.044mm，硅酸钠或偏硅酸钠粒度为2 0.044mm，二氧化硅微粉 为3 O.liim，氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉8 0.3 y m。该修补料主要成分为矾土、莫来石或刚玉中的一种或几种组合。助烧结剂为二 氧化硅微粉、氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉中的一种或几种组合。结合剂为硅酸钠 或偏硅酸钠中的一种或几种组合。该加热炉修补料的制备方法先按重量百分比含量将97 80%的刚玉、矾土 或莫来石，2 20%的硅酸钠或偏硅酸钠、0.5 8%二氧化硅微粉、0.5 8%氧化铝微 粉、刚玉微粉或矾土微粉配齐原料，然后将以上原料搅拌混合均勻，最后进行包装，制 备成所述加热炉修补料，运抵施工现场后以热投补或冷堆补方式施工。本发明采用硅酸钠和/或偏硅酸钠为结合剂，补炉料可干式修补，不需加水， 通过加热过程或炉衬余热，修补料中结合剂在低温(约150°C以上)开始产生结合作用， 随温度升高结合剂不断自聚合或与二氧化硅微粉聚合，修补料产生强度。在中低温( 600°C )时，二氧化硅与氧化铝开始反应形成莫来石相，使修补料迅速产生烧结强度，并 与原炉衬耐火材料产生陶瓷结合。随着温度进一步升高，基质中生成莫来石相增加，修 补料的高温性能提高。这种修补料施工时不需停炉降温，不需加水可干式修补，修补后无需养护、可 直接投入待修补炉衬处，具有迅速烧结的优点。因为高温烧结后的修补料主要晶相为刚 玉-莫来石相，因此修补料具有抗渣侵蚀性和抗热震性能良好的优点，修补料的使用寿 命较高。
具体实施例方式下面通过非限制性实施例，来说明本发明的本质特点及施工。
[实例1]一种在48米环形加热炉炉底修补料的制备方法。以重量百分含量计含A1203为88%的矾土为85.5%，偏硅酸钠含量为8%， 2.5%二氧化硅微粉、4%氧化铝微粉，其中颗粒级配的重量百分含量是8 0.088mm为 60 80%，小于0.088mm的细粉为40 20%，将上述原料混合，经搅拌均勻后，制备得 到加热炉炉底修补料。在现场用料斗或铁锹将上述修补料投入正常运行的加热炉炉底待 修补凹坑处，经3-4小时的烧结，补炉料与炉底耐火材料烧结成整体，即可正常使用。 该种修补料在48米环形加热炉炉底修补使用，寿命可达4个月以上。加热炉修补料实测指标A1203为79.4% (重量比)，(重量比)， 体积密度为2.3g/cm3，，1250°C X3h烧后耐压强度为30.2MPa。本实例具有的特点是1、炉衬修补时可干式施工，不需加水避免了养护、烘烤等因素对修补性能的 影响；2、施工简便、不需降温停炉在常温下可摊补、在高温下可投补，3、施工温度 适应范围宽修补料从150 1250°C可快速固化烧结，非常适于日常对炉底的维护；4、 修补料与原炉衬材料有较好的粘结性；5、修补料具有抗熔渣侵蚀、耐钢坯磨损、良好的 热震破坏性，修补后使用寿命较高。需要注意的是，尽管本发明已参照具体实施方式
进行描述和举例说明，但是并 不意味着本发明限于这些描述的实施方式，本领域技术人员可以从中衍生出许多不同的 变体，它们都将覆盖于本发明权利要求的真实精神和范围中。
权利要求
1.一种加热炉修补料，其特征在于该加热炉修补料以矾土、莫来石或刚玉为主要 成分，硅酸钠或偏硅酸钠为结合剂，二氧化硅微粉、氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉 为助烧结剂。
2.根据权利要求1所述的加热炉修补料，其特征在于所述的加热炉修补料原料组 分重量百分比为矾土、莫来石或刚玉97 80%，硅酸钠或偏硅酸钠2 20%，二氧化 硅微粉0.5 8 %，氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉0.5 8 %。
3.根据权利要求1或2所述的加热炉修补料，其特征在于所述的加热炉修补料原料 粒度组成为矾土或刚玉8 0.044mm，硅酸钠或偏硅酸钠2 0.044mm，二氧化硅微粉 为3 0.1 μ m，氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉8 0.3 μ m。
4.根据权利要求1所述的加热炉修补料，其特征在于所述的修补料主要成分为矾 土、莫来石或刚玉中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的加热炉修补料，其特征在于所述的助烧结剂为二氧化硅 微粉、氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉中的一种或几种组合。
6.根据权利要求1所述的加热炉修补料，其特征在于所述的结合剂为硅酸钠或偏 硅酸钠中的一种或几种组合。
7.—种如上述权利要求中任一项所述加热炉修补料的制备方法，其特征在于先按 重量百分比含量将97 80%的刚玉、矾土或莫来石，2 20%的硅酸钠或偏硅酸钠、 0.5 8%二氧化硅微粉、0.5 8%氧化铝微粉、刚玉微粉或矾土微粉配齐原料，然后将 以上原料搅拌混合均勻，最后进行包装，制备成所述加热炉修补料，运抵施工现场后以 热投补或冷堆补方式施工。
全文摘要
本发明涉及耐火材料领域的一种加热炉修补料及其制备方法。以(重量百分比)2～20％的硅酸钠和/或偏硅酸钠为结合剂、以97～80％的刚玉、矾土或莫来石为主要原料，以0.5～8％二氧化硅微粉、0.5～8％氧化铝微粉或0.5～8％矾土微粉为助烧结剂，将以上原料混合均匀，制备出一种加热炉修补料。这种修补料如下优点1、不需加水可干式修补，避免了养护、烘烤等因素对修补料性能的影响；2、不需停炉、施工简便在常温下可摊补、也在高温下可投补；3、修补时不产生有害气体，符合环保要求；4、固化烧结温度范围宽修补料从150～1200℃均可快速固化烧结；5、粘结性好修补料与原炉衬材料有较好的粘结性，修补后没有分层现象；6、修补料抗渣耐磨、抗热震性好，修补后使用寿命高。
文档编号C04B35/66GK102010212SQ201010522998
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年7月1日
发明者张建超, 徐延庆, 曹仁锋, 毛晓刚, 谭兴无, 赵继增, 郝不景, 郭飞 申请人:上海利尔耐火材料有限公司, 北京利尔高温材料股份有限公司, 洛阳利尔耐火材料有限公司