一种无机非金属锚固件以及制备方法与流程

本发明涉及耐火材料，尤其涉及一种无机非金属锚固件以及制备方法。

背景技术：

1、高温工业炉窑用锚固件是将耐火材料内衬、耐火预制件、耐火纤维毡与炉窑壳体或钢结构连接在一起的构件。传统锚固件以耐热合金钢制作，随温度增高，金属性能会发生变化。在高温下随着荷载作用时间的不断延长，锚固件机械性能不断降低，连接作用不断减弱。在高温下金属性能活泼，耐热合金钢在氧气、二氧化硫、水蒸气等持续作用下，逐渐发生腐蚀，体积膨胀，性能劣化，加速了耐火材料的损坏。耐热合金钢拥有较高的热膨胀系数，一般为耐火材料的2~3倍，在温度间歇变化部位下使用易将耐火材料胀裂，加速耐火衬里损毁。耐热合金钢锚固件抗氧化能力差，最高1200℃就开始氧化变质，而工业炉窑很多部位温度在1400℃以上。

2、针对背景技术中耐热合金钢锚固件存在的问题，急切需求提供一种使用温度高、热膨胀系数低、耐氧化、耐二氧化硫侵蚀的无机非金属锚固件。

3、在中国专利数据库采用“无机非金属 and 锚固件”进行摘要检索，并未发现任何相关技术。

技术实现思路

1、发明的目的：为了提供效果更好的一种无机非金属锚固件以及制备方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

2、为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

3、一种无机非金属锚固件，其特征在于，

4、该无机非金属锚固件包含陶瓷基锚固件1，陶瓷基锚固件1为y形，该y形的陶瓷基锚固件1上包含一个穿孔4，在y形的陶瓷基锚固件1的下方布置有一个下半封闭孔5；

5、还包含无机非金属锚固件底座2，该无机非金属锚固件底座2包含两个臂，两个臂的一侧通过弧形臂连接为一体；

6、两个臂穿过整体膨胀套31和半体膨胀套4后穿过穿孔4和下半封闭孔5；

7、用0cr25ni20耐热合金钢做无机非金属锚固件底座2，无机非金属锚固件底座2的一端焊接在炉窑壳体或骨架上，无机非金属锚固件底座2的另一端扣入无机非金属锚固件预留的定位孔即穿孔4和下半封闭孔5；

8、无机非金属锚固件底座2包裹在保温层中，无机非金属锚固件底座2外部被耐火衬里覆盖，能够避免了耐热合金钢氧化、侵蚀；无机非金属锚固件底座2可一次安装多次使用节约施工工期；

9、无机非金属锚固件按重量比例，其重量比例组成为：

10、氧化铝粉              45份～65份 ；

11、碳化硅晶须            10份～20份；

12、工业硅粉              1份～5份；

13、二氧化硅粉            15份～25份。

14、本发明进一步技术方案在于，

15、其组分组成还包括多种外加剂：助烧结剂、防氧化剂、分散剂、结合剂的一种或者多种，助烧结剂、防氧化剂、分散剂、结合剂整体的外加剂具体的含量比例为5份～10份。

16、本发明进一步技术方案在于，

17、其中氧化铝粉，直径2~5um，al2o3≥99.5%，（na2o+k2o）≤0.2%；

18、其中碳化硅晶须，直径0.1~0.6um，长度10~50um，纯度＞99%；

19、其中工业硅粉，500目筛余≤15%，纯度＞99%；

20、其中二氧化硅粉，直径2~5um，sio2≥99%；

21、本发明进一步技术方案在于，助烧结剂为纳米级氧化铝粉、氧化镁、氧化钙中的任意一种或者多种；防氧化剂为金属铝粉、氧化锌中的任意一种或者多种；分散剂为焦磷酸钠；结合剂为纤维素。

22、一种无机非金属锚固件的制备方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的无机非金属锚固件，

23、非金属锚固件原料以氧化铝粉、氧化硅粉及碳化硅晶须为主，在高温下氧化铝粉、氧化硅粉反应生成莫来石，耐火度高达1850℃。莫来石十分稳定，具有耐火度高， 抗热震性、 抗化学侵蚀、抗蠕变性能好， 荷重软化温度高， 体积稳定性好， 电绝缘性强等性能，是理想的高级耐火材料；碳化硅晶须是一种单晶纤维，具有很高的强度和耐高温性能，它作为增强组元加入到无机非金属锚固件机体中起到很好的增强增韧作用；工业硅粉具有良好的抗氧化性，可预防碳化硅在高温氧化气氛下被氧化，同时工业硅的加入也起到增强增韧的作用；耐热合金钢作为底座，埋入保温材料中在较低温度下工作，外部覆盖耐火材料工作衬，阻止有害物质侵入避免侵蚀氧化。

24、本发明进一步技术方案在于，

25、各组分重量份数如下：所述氧化铝粉59份，所述二氧化硅粉21份，所述碳化硅晶须13份 ，所述工业硅粉2份 ，所述外加剂5份，将上述所有原料配制到一起充分混合 ；混合均匀后外加适量去离子水在球磨机中充分研磨20h，再经排气后浇注成型；将成型好的生坯在200℃下干燥10h，然后进入电炉以50℃/h升温速度升温至1500℃，保温8h，即得；耐热合金钢底座，采用0cr25ni20材质边长14mm的方形钢，利用冲压机冲压成u形，在u形头处套入2mm厚的的塑料膨胀套，即得。

26、采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：本发明解决了耐热合金钢锚固件高温下热膨胀大，不耐酸碱侵蚀易氧化，高温荷载下械性能不断降低的缺点。采用分体式的设计，耐热合金钢底座配合无机非金属锚固件，耐热合金钢在较低温度下工作，可减少耐热合金刚用量70%大大降低产品成本，同时耐热合金钢底座一次焊接可多次使用，减少现场焊接工作量。通过优化配比，使无机非金属锚固件在高温烧制过程中生成大量莫来石晶体，同时碳化硅晶须与工业硅的加入，使其不但拥有有耐火度高， 抗热震性、抗化学侵蚀、抗蠕变性能好， 荷重软化温度高， 体积稳定性好的优点，更具备高抗弯拉强度与高韧性的特点。

技术特征：

1.一种无机非金属锚固件，其特征在于，

2.如权利要求1所述的一种无机非金属锚固件，其特征在于，其组分组成还包括多种外加剂：助烧结剂、防氧化剂、分散剂、结合剂的一种或者多种，助烧结剂、防氧化剂、分散剂、结合剂整体的外加剂具体的含量比例为5份～10份。

3.如权利要求1所述的一种无机非金属锚固件，其特征在于，

4.如权利要求2所述的一种无机非金属锚固件，其特征在于，助烧结剂为纳米级氧化铝粉、氧化镁、氧化钙中的任意一种或者多种；防氧化剂为金属铝粉、氧化锌中的任意一种或者多种；分散剂为焦磷酸钠；结合剂为为纤维素。

5.一种无机非金属锚固件的制备方法，其特征在于，利用权利要求1-4任意一项所述的无机非金属锚固件，

6.如权利要求5所述的一种无机非金属锚固件的制备方法，其特征在于，

技术总结
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种无机非金属锚固件以及制备方法。其特征在于，用0Cr25Ni20耐热合金钢做无机非金属锚固件底座（2），无机非金属锚固件底座（2）的一端焊接在炉窑壳体或骨架上，无机非金属锚固件底座（2）的另一端扣入无机非金属锚固件预留的定位孔即穿孔（4）和下半封闭孔（5）；无机非金属锚固件底座（2）包裹在保温层中，无机非金属锚固件底座（2）外部被耐火衬里覆盖，能够避免了耐热合金钢氧化、侵蚀；无机非金属锚固件底座（2）可一次安装多次使用节约施工工期；无机非金属锚固件按重量比例，其重量比例组成为：氧化铝粉45份～65份；碳化硅晶须10份～20份；工业硅粉1份～5份；二氧化硅粉15份～25份。

技术研发人员：王修德,时亚棋,李红军,李小文,张玉阁,刘健
受保护的技术使用者：山东同得利集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12