一种致密型耐磨耐火浇注料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于耐火浇注料领域，具体涉及一种致密型耐磨耐火浇注料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]本发明是开发一种可用于冶金焦炭、煤化工等领域的致密硅质耐火浇注料。该硅质耐火浇注料的致密度高，物相组成中的鳞石英含量高，具有良好的的导热性能及抗热震性能。
[0003]硅质耐火浇注料(硅砖)的荷重变形温度高(1640°C?1680°C )，接近鳞石英、方石英的熔点(1690°C、173(TC );高温强度大；高温体积稳定性好；在温度570°C以上无晶型转变发生。硅砖由RT—145(TC有1.5%?2.2%的体积膨胀，可密实砌筑体砖缝、提高砌筑体结构的整体性和气密性。硅砖的缺点是抗热震性差(1100°C?20°C水，热交换约为1?4次)。我国硅砖年产量为30万吨左右，产量具世界首位，但硅砖的质量与性能距日本等发达国家还有较大差距。但我国硅砖的致密度低、鳞石英含量较低，因而气密性较差、导热性能及抗热震性能也较低。
[0004]焦炉炭化室和蓄热室是周期性工作的，出焦前后温度波动很大、使硅砖炉体产生热应力，导致硅砖砖体产生裂纹、组织疏松强度下降，容易发生煤气窜漏现象。对焦炉燃烧室和炭化室的炉底砖、炉头砖和炉墙砖的性能要求是机械强度高、致密度高、抗热震性能好，并要求其真比重小、鳞石英含量高，抵抗碳沉积的能力强。
[0005]近年来，国内外焦炉的大型化为其发展方向，对焦炉硅砖质量技术要求也更苛刻。如要求炭化室等部位所用硅砖应残余石英少、具有更高的致密度、导热性、高温强度及抗热震性能，由此可增加硅砖墙体的强度与传热能力，减薄燃烧室与焦化室的隔墙，缩短结焦时间提高焦炉的焦炭生产效率。因此，开发应用一种具有高导热性、高强度及抗热震性能良好的高致密度高导热性硅砖，成为焦炉耐火浇注料应用与生产领域的重要研究课题。
[0006]本专利采用间断粒级的结晶硅石颗粒组成，引入少量微米级的氮化硅(Si3N4)、金属硅(Si)作为添加剂，制备一种新型的硅质耐火浇注料，该硅质耐火浇注料比现有硅砖的显微结构致密，鳞石英含量高，导热性及抗热震性高。本专利可为我国冶金焦炭及煤化工工业提供一种新型耐火浇注料。
【发明内容】
[0007]本发明的发明目的在于上述现有技术中的不足，提供一种导热性及抗热震性能良好的致密耐火浇注料及其制备方法。
[0008]本发明的技术方案为:
一种致密型耐磨耐火浇注料，其特征在于该耐火浇注料所用原料以及原料的重量百分比为:间断粒级结晶硅石颗粒料40?60%，混合细粉料35?45%，纯铝酸钙水泥1?5%，添加剂5?15%。
[0009]所用间断粒级结晶硅石颗粒料纯度的重量百分比为:Si02 ^ 95% ;间断粒级结晶硅石颗粒料的颗粒组成重量百分比为:1.30~2.30mm结晶硅石颗粒55_65%，0.59-0.088mm结晶娃石颗粒35?45%。
[0010]所用混合细粉料的制备方法是:将粒径彡2.26mm的结晶硅石颗粒料及粒径(2.26mm的废娃砖颗粒料进行混合共同粉磨,共同粉磨为粒径< 0.088mm的混合细粉料，混合细粉料组成的重量百分比为■.( 2.26mm的结晶硅石颗粒料70%，( 2.26mm的废硅砖颗粒料30%。
[0011 ] 所用添加剂为氮化硅与金属硅，其纯度的重量百分比分别为Si3N4彡90%、Si彡90%,氮化娃与金属娃的粒径分别为< 0.074mm。添加剂中氮化娃与金属娃的组成重量百分比为:氮化硅80%，金属硅20%。
[0012]一种致密型耐磨耐火浇注料的制备方法，步骤为:
(1)将结晶硅石颗粒料、混合细粉料、纯铝酸钙水泥、添加剂分别计量后采用湿碾混合机干混2分钟，然后加入6%浓缩纸浆废液(重量百分比，外加)，采用湿碾混合机混炼10分钟，混炼后物料再经困料4小时后获得供坯体成型的坯料。
[0013](2)坯体采用液压压力机或摩擦压力机成型，坯体成型压强为彡100 MPa，成型后还体经60°C干燥6小时,再经100°C干燥6小时后获得供烧成的还体。
[0014](3)干燥后坯体经1350?1400°C高温烧成，保温6_10小时后获得致密硅质耐火浇注料。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
致密型耐磨耐火浇注料的坯料组成百分比为:1.3?2.3mm结晶硅石颗粒料30%，结晶硅石颗粒料0.59?0.088mm 22%，混合细粉料40%，纯铝酸钙水泥4%，氮化硅4%，碳化硅1%。将上述各原料采用湿碾混合机干混2分钟，再加入6%浓缩纸浆废液(重量百分比，外加)混炼10分钟后再经困料4小时后获得供坯体成型的坯料。采用摩擦压力机成型坯体，坯体成型压强为100 MPa，成型后坯体经60°C干燥6小时，再经100°C干燥6小时后获得供烧成的坯体。干燥后坯体经1380°C高温烧成，保温7小时后获得致密硅质耐火浇注料。
[0016]该致密型耐磨耐火浇注料的显气孔率为15.5%，(未加入添加剂对比样为19.3%)，鳞石英含量为76% (未加入添加剂对比样为55%)。
[0017]实施例2
致密硅质耐火浇注料的坯料组成百分比为:1.40?2.26mm结晶硅石颗粒料32%，结晶硅石颗粒料0.59?0.088mm 18%，混合细粉料42%，纯铝酸钙水泥4%，氮化硅4%，金属硅1%。将上述各原料采用湿碾混合机干混1分钟，再加入6%浓缩纸浆废液(重量百分比，外加)混炼8分钟后再经困料4小时后获得供坯体成型的坯料。采用摩擦压力机成型坯体，坯体成型压强为100 MPa，成型后坯体经60°C干燥6小时，再经100°C干燥6小时后获得供烧成的坯体。干燥后坯体经1400°C高温烧成，保温8小时后获得致密硅质耐火浇注料。
[0018]该致密型耐磨耐火浇注料的显气孔率为16.1%，(未加入添加剂对比样为19.3%)，鳞石英含量为4%(未加入添加剂对比样为55%)。
【主权项】
1.一种致密型耐磨耐火浇注料及其制备方法，其特征在于该耐火浇注料所用原料以及原料的重量百分比为:间断粒级结晶硅石颗粒料40?60%，混合细粉料35?45%，纯铝酸钙水泥1?5%，添加剂5?15%。2.如权利要求1所述的致密型耐磨耐火浇注料，其特征在于所用间断粒级结晶硅石颗粒料纯度的重量百分比为:Si02彡95% ;间断粒级结晶硅石颗粒料的颗粒组成重量百分比为:1.30~2.30mm结晶硅石颗粒55_65%，0.59-0.088mm结晶硅石颗粒35~ 45%。3.如权利要求1所述的致密型耐磨耐火浇注料，其特征在于所用混合细粉料的制备方法是:将粒径彡2.26mm的结晶硅石颗粒料及粒径彡2.26mm的废硅砖颗粒料进行混合共同粉磨，共同粉磨为粒径彡0.088mm的混合细粉料，混合细粉料组成的重量百分比为:(2.26mm的结晶硅石颗粒料70%，( 2.26mm的废硅砖颗粒料30%。4.如权利要求1所述的致密型耐磨耐火浇注料，其特征在于所用添加剂为氮化硅与金属硅，其纯度的重量百分比分别为Si3N4彡90%、Si彡90%，氮化硅与金属硅的粒径分别为< 0.074mm ； 添加剂中氮化娃与金属娃的组成重量百分比为:氮化娃80%,金属娃20%ο5.如权利要求1所述的一种致密型耐磨耐火浇注料及其制备方法，其特征在于所述的制备方法步骤为: (1)将结晶硅石颗粒料、混合细粉料、纯铝酸钙水泥、添加剂分别计量后采用湿碾混合机干混2分钟，然后加入6%浓缩纸浆废液(重量百分比，外加)，采用湿碾混合机混炼10分钟，混炼后物料再经困料4小时后获得供坯体成型的坯料； (2)坯体采用液压压力机或摩擦压力机成型，坯体成型压强为>100 MPa，成型后坯体经60°C干燥6小时，再经100°C干燥6小时后获得供烧成的坯体； (3)干燥后坯体经1350?1400°C高温烧成，保温6_10小时后获得致密硅质耐火浇注料。
【专利摘要】本发明涉及一种致密型耐磨耐火浇注料及其制备方法，该耐火浇注料所用原料以及原料的重量百分比为：1.30～2.30mm结晶硅石颗粒55-65%，0.59-0.088mm结晶硅石颗粒35～45%，≤0.088mm混合细粉料35～45%，纯铝酸钙水泥1-5%，添加剂5-15%。其制备方法是将上述原料干混2分钟后加入浓缩纸浆废液混炼10分钟再经困料3小时，坯体成型压强≥100MPa，坯体经60℃～100℃干燥12小时后再经1350～1400℃高温烧成，保温6-10小时。该耐火浇注料的致密度及鳞石英含量比对比样高，本发明可为冶金焦炭及煤化工工业提供一种新型耐火浇注料。
【IPC分类】C04B35/66
【公开号】CN105481376
【申请号】CN201410478062
【发明人】韩君昌
【申请人】青岛百键城环保科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日