本发明属于修补料技术领域。具体涉及一种高铝质修补料及其制备方法。
背景技术：
高温工业窑炉在服役过程中持续遭受热应力破坏及物理化学侵蚀作用，损毁形式多样、损毁程度不一，因此，各种高温工业窑炉均需要定期、定点进行维护与修补。故修补料是高温工业窑炉平稳运行的重要保障。
修补料是一种多粒级、多组分的不定形耐火材料，根据修补形式可分为干式修补料与湿式修补料，根据材质可分为高铝质修补料、镁质修补料和sic质修补料等。
高铝质修补料及其制备方法中，“一种铁水包用的耐火修补料及其制备方法”（cn200810197068.8）专利技术，公开了一种铁水包用含al2o3-sic质耐火修补料，其主要缺点在于以硅微粉和水泥为结合剂，其硬化速度难以准确控制，尤其在高温修补过程，水泥的引入容易形成低熔相，降低修补料的强度；此外，氧化铝和sic等耐火原料成本较高，增大了修补料的制备成本。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低廉和工艺简单的高铝质修补料的制备方法，用该方法制备的高铝质修补料的耐压强度大和致密度高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以67~72wt%的铝铬渣颗粒为骨料，以20~25wt%的铝铬渣细粉、5~8wt%的电熔镁锆砂细粉和1~3wt%的氯化镁细粉为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后按所述混合料∶聚丙烯酸钠∶硫酸铝溶液的质量比为1∶(0.0005~0.001)∶(0.04~0.06)，将所述混合料、聚丙烯酸钠和硫酸铝溶液搅拌均匀，室温条件下困料12~24小时，制得高铝质修补料。
所述铝铬渣为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，铝铬渣的主要化学成分是：al2o3为90~92wt%，cr2o3为3~5wt%，fe2o3为1~1.5wt%；所述铝铬渣颗粒的粒度为0.1~4mm；所述铝铬渣细粉的粒度为50~70μm。
所述电熔镁锆砂细粉的主要化学成分是：mgo≥95wt%，zro2≥4wt%；所述电熔镁锆砂细粉的粒度为50~70μm。
所述氯化镁细粉的mgcl2含量≥98wt%；氯化镁细粉的粒度为50~70μm。
所述聚丙烯酸钠为化学纯。
所述硫酸铝溶液的浓度为1~1.5mol/l。
由于采取上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本发明以冶炼铬铁合金的炉渣为主要原料，显著降低了高铝质修补料的开发成本，无需复杂的处理技术，工艺简单。
2、本发明通过“有机-无机”絮凝结合作用，提升修补料的结合强度，进而提高了修补料的致密度，增大了修补料的耐压强度。
本发明制备的高铝质修补料经测定：110℃×3h热处理后体积密度为2.77~2.82g/cm3；110℃×3h热处理后冷态耐压强度为30~35mpa。
因此，本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的高铝质修补料耐压强度大和致密度高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的物料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述铝铬渣为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，铝铬渣的主要化学成分是：al2o3为90~92wt%，cr2o3为3~5wt%，fe2o3为1~1.5wt%；所述铝铬渣颗粒的粒度为0.1~4mm；所述铝铬渣细粉的粒度为50~70μm。
所述电熔镁锆砂细粉的主要化学成分是：mgo≥95wt%，zro2≥4wt%；所述电熔镁锆砂细粉的粒度为50~70μm。
所述氯化镁细粉的mgcl2含量≥98wt%；氯化镁细粉的粒度为50~70μm。
所述聚丙烯酸钠为化学纯。
所述硫酸铝溶液的浓度为1~1.5mol/l。
实施例1
一种高铝质修补料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以67~69wt%的铝铬渣颗粒为骨料，以23~25wt%的铝铬渣细粉、6~8wt%的电熔镁锆砂细粉和2~3wt%的氯化镁细粉为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后按所述混合料∶聚丙烯酸钠∶硫酸铝溶液的质量比为1∶(0.0005~0.0007)∶(0.04~0.05)，将所述混合料、聚丙烯酸钠和硫酸铝溶液搅拌均匀，室温条件下困料12~24小时，制得高铝质修补料。
本实施例制备的高铝质修补料经测定：110℃×3h热处理后体积密度为2.77~2.79g/cm3；110℃×3h热处理后冷态耐压强度为30~32mpa。
实施例2
一种高铝质修补料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以68~70wt%的铝铬渣颗粒为骨料，以22~24wt%的铝铬渣细粉、6~8wt%的电熔镁锆砂细粉和2~3wt%的氯化镁细粉为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后按所述混合料∶聚丙烯酸钠∶硫酸铝溶液的质量比为1∶(0.0006~0.0008)∶(0.04~0.05)，将所述混合料、聚丙烯酸钠和硫酸铝溶液搅拌均匀，室温条件下困料12~24小时，制得高铝质修补料。
本实施例制备的高铝质修补料经测定：110℃×3h热处理后体积密度为2.78~2.80g/cm3；110℃×3h热处理后冷态耐压强度为31~33mpa。
实施例3
一种高铝质修补料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以69~71wt%的铝铬渣颗粒为骨料，以21~23wt%的铝铬渣细粉、5~7wt%的电熔镁锆砂细粉和1~2wt%的氯化镁细粉为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后按所述混合料∶聚丙烯酸钠∶硫酸铝溶液的质量比为1∶(0.0007~0.0009)∶(0.05~0.06)，将所述混合料、聚丙烯酸钠和硫酸铝溶液搅拌均匀，室温条件下困料12~24小时，制得高铝质修补料。
本实施例制备的高铝质修补料经测定：110℃×3h热处理后体积密度为2.79~2.81g/cm3；110℃×3h热处理后冷态耐压强度为32~34mpa。
实施例4
一种高铝质修补料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以70~72wt%的铝铬渣颗粒为骨料，以20~22wt%的铝铬渣细粉、5~7wt%的电熔镁锆砂细粉和1~2wt%的氯化镁细粉为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料加入所述骨料中，混合均匀，得到混合料；然后按所述混合料∶聚丙烯酸钠∶硫酸铝溶液的质量比为1∶(0.0008~0.001)∶(0.05~0.06)，将所述混合料、聚丙烯酸钠和硫酸铝溶液搅拌均匀，室温条件下困料12~24小时，制得高铝质修补料。
本实施例制备的高铝质修补料经测定：110℃×3h热处理后体积密度为2.80~2.82g/cm3；110℃×3h热处理后冷态耐压强度为33~35mpa。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本具体实施方式以冶炼铬铁合金的炉渣为主要原料，显著降低了高铝质修补料的开发成本，无需复杂的处理技术，工艺简单。
2、本具体实施方式通过“有机-无机”絮凝结合作用，提升修补料的结合强度，进而提高了修补料的致密度，增大了修补料的耐压强度。
本具体实施方式制备的高铝质修补料经测定：110℃×3h热处理后体积密度为2.77~2.82g/cm3；110℃×3h热处理后冷态耐压强度为30~35mpa。
因此，本具体实施方式具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的高铝质修补料耐压强度大和致密度高。