低成本高强耐高温涂抹料及制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种低成本高强耐高温耐火涂抹料及制作方法，其特征在于所述的涂抹料的质量百分组成为：三级高铝矾土5～1mm：45～50％；一级高铝矾土1～0mm：10～15％；一级高铝矾土＜180目：23～28％；纯铝酸钙水泥：7～8％；硅微粉：2～3％；软质粘土：2～3％；同时外加减水剂为0.02?0.05％；以及外加絮凝剂为0.03?0.06％。通过添加减水剂大幅降低涂抹料的施工加水量，从而提高涂抹料的强度；通过添加一种絮凝剂，使涂抹料既不增加施工加水量，又能使添加了减水剂的涂抹料失去流动性，从而具有良好的涂抹施工性；使用CA相含量高的早强水泥，进一步提高涂抹料的强度。
【专利说明】
低成本高强耐高溫涂抹料及制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种低成本高强耐高溫涂抹料及制备方法，属于耐火材料领域。
【背景技术】
[0002] 耐火涂抹料是加水揽拌后靠手工涂抹于害炉壁上的，有的施工炉壁要达90度垂 直，因此要求耐火涂抹料不能有一点流动性，否则在垂直炉壁上施工时容易滑落，因此耐火 涂抹料不能添加任何减水剂。
[0003]
【申请人】之一已有一种供宝钢使用的高侣质耐火涂抹料，在最初制订指标时，订成 了高侣质耐火诱注料，其主要指标，如表1所示：
[0004] 表1宝钢制订的耐火涂抹料指标
[0005]
[0006] 然而，涂抹料和诱注料是完全不同的概念，它们虽同为不定形耐火材料，但按施工 方法分类，耐火诱注料系采用振动台、振动器、振动一加压或手工掏制等方法成型的材料 (韩行禄编著《不定形耐火材料》第2版，冶金工业出版社，2008)，因而耐火诱注料的流动性 越好，施工越便捷，填充越密实，使用性能也越好;而耐火涂抹料系用抹灰器和灰浆累成型 或人工涂抹的材料(韩行禄编著《不定形耐火材料》第2版，冶金工业出版社，2008)，因而耐 火涂抹不要求有流动性，尤其是有坡度的炉壁，若有流动性就无法涂抹施工，会产生下滑和 与炉壁粘贴不牢等现象。诱注料可通过加入减水剂大幅降低加水量，并产生流动性，提高诱 注料的致密性来提高ll〇°C下的烘干强度;而涂抹料则不能加入那怕一点点的减水剂，否则 施工时就下滑，因而加水量肯定高，不能做成致密料，要做到表1中的ll〇°C下的烘干强度， 唯一的方法就是大幅提高涂抹料的结合剂一一纯侣酸巧水泥的加入量。但纯侣酸巧水泥过 多加入后，引入的化0的量就会大幅提高。
[0007] 高侣质材料的主要成分是Ξ氧化二侣和二氧化娃，在高侣质材料中加入纯侣酸巧 水泥后，就形成了 Ah〇3-Si〇2-CaM^^元相，运种矿物相的耐火度很低，在117(TCW上就形 成了低烙物，引入的CaO越多、溫度越高，高溫下形成的液相就越多，运样涂抹料的高溫性 能一-1500°C烧后线变化率、1400°C下的高溫抗折强度W及耐火度等指标都很难达到。因 此，高侣涂抹料的1 l〇°C的低溫性能和1500°C的高溫性能很难同时满足。
[0008] 为了满足高侣涂抹料的11(TC的低溫性能纯侣酸巧水泥的加入量要达到15% W 上；同时，使用Si化含量低而Al2〇3含量高的特级高侣抓±(Si〇2:8~10%，Al2化:86~89%) 作骨料，氧化侣（Ab化>99%)微粉作细粉配料，运样就减少了的Si化引入，从而减少了 Al2〇3-Si化-化0Ξ元低烙物相的产生，达到高溫性能要求。但运样配料又很昂贵。配料如下：
[0009] 特级抓±骨料：57~62 %
[0010] 特级抓±粉： 15~20 %
[001U 氧化侣微粉； 5~7 %
[0012] 纯侣酸巧水泥：15%
[OOU] 软质粘±; 2~3%
[0014] 运样的配料单价在2750元左右(不含税价），还不包括制作成本，而目前售价只有 1400元左右(不含税价），成本与售价严重倒置。
[0015] 如果按表1所述的指标是针对耐火诱注料的，那操作起来就十分简单，因为诱注料 中可W加入减水剂来大幅降低施工时的加水量，从而提高ll〇°C的烘干强度，运样纯侣酸巧 水泥只需加到6~7wt%，就能满足11(TC的强度要求。由于少加水泥，相应地化0的引入量大 幅减少，即便主原料使用价格低的但Si化相对高的Ξ级抓±，在1500°C高溫下Al2〇3-Si化- 化0Ξ元低烙物相也不会产生过多，从而也能满足1500°C高溫烧后性能，且配料成本可大幅 降低。
[0016] 借鉴于耐火诱注料的配方，即在诱注料中引入减水剂，才能有望达到低成本而又 满足性能指标的涂抹料，但必须设法不能让涂抹料有流动性，从而构筑成本发明的构思。
【发明内容】
[0017] 本发明的目的在于提供一种低成本高强耐高溫涂抹料及制备方法，本发明所提供 的涂抹料特征在于：
[0018] 1、使用价格低的Ξ级高侣抓±作为配料的主原料，而一级高侣抓±粉仅作为细粉 料，从而有效降低成本；
[0019] Ξ级高侣抓±(Si〇2:30~38%，Ah化:57~65% )的价格是特级高侣抓±价格的1/ 3，一级高侣抓±粉(51〇2:12~18%，Ah化:75~82 % )的价格也仅为氧化侣粉的1/3，从而可 大幅降低涂抹料的配料成本。与此同时也大幅提高了配料中的Si化的含量。
[0020] 2、大幅降低纯侣酸巧水泥的用量至7~8%
[0021 ]本发明提供的涂抹料具体配方为：
[0022] Ξ级高侣抓± 5~1mm: 45~50%
[0023] -级高侣抓上 1~0mm; 10~15%
[0024] 一级高侣抓± <180目： 23~28%
[00巧]纯侣酸巧水泥： 7~8 %
[0026] 娃微粉； 2~3 %
[0027] 软质粘±: 2~3%
[0028] 所述的Ξ级高侣抓±的产地为山西孝义，Ah化:57~65% ;-级高侣抓±的产地为 山西阳泉，Ab化:75~82% ;软质粘±的产地为广西扶缓Al2〇3>30% ;娃微粉的产地为云南 保山，Si〇2>92%。
[0029] 运样大幅提高了配料中的Si化的含量的同时，大幅降低了CaO的量，使配料中的 Al2〇3-Si化-CaOS元低烙物相大幅降低，在配料成本大幅降低的同时，提高了高溫性能。但 运样11(TC的低溫性能下降很多。
[0030] 所述的涂抹料还同时外加添加减水剂和絮凝剂，加入质量百分含量分别为0.02~ 0.05%和 0.03 ~0.06%。
[0031] 使用Ξ聚憐酸钢或六偏憐酸钢为减水剂，大幅降低涂抹料的施工加水量，W提高 涂抹料的致密度，从而提高ll〇°C的低溫强度；同时使用硫酸侣作絮凝剂，消除因添加了减 水剂而产生的流动性，从而既保证了施工涂抹性能，又提高了 11(TC的低溫强度。
[0032] 使用早强纯侣酸巧水泥进一步提高11(TC的低溫强度
[0033] 纯侣酸巧水泥是由多种矿物相组成的复杂复合体，最主要的矿物相为化0 · Al2〇3 和化0 · 2AI2O3,简称CA和CA2。运两种矿物相的水化速度不相同，CA的水化速度快，CA2的水 化速度慢，因此CA相主要提供水泥的1~3天的早期强度，CA2相主要提供水泥的7天后的后 期强度。但耐火涂抹料或诱注料的使用特点是加水揽拌施工后1~3天后就要烘至llOrW 上排水后使用，如果水泥矿相没有水化，水份烘干后没水化的矿相对耐火涂抹料的低溫强 度就无作用了。所W使用含CA矿物相多的纯侣酸巧水泥，在烘干前已充分水化，可进一步提 高耐火涂抹料的1 l〇°C的低溫强度。
[0034] 综上所述，①添加减水剂大幅降低涂抹料的施工加水量，从而提高涂抹料的强度； 通过添加絮凝剂(硫酸盐），使涂抹料失去因添加了减水剂而产生的流动性，从而既具有良 好的强度又具有涂抹施工性。②CA相高的侣酸巧水泥早期（1~3天）的强度发展很快，短时 期内水泥充分水化从而提高了涂抹料的烘干强度;③通过添加减水剂大幅降低涂抹料的施 工加水量，从而提高涂抹料的强度;通过添加纯侣酸巧水泥絮凝剂，使涂抹料既不增加施工 加水量，又使添加了减水剂的涂抹料失去流动性，从而具有良好的涂抹施工性;使用CA相含 量高的早强水泥，进一步提高涂抹料的强度。
【具体实施方式】
[00对实施例
[0036] 本发明所述组分的具体实施例1-3如表2所示
[0037] 表2低成本高强耐高溫涂抹料配比
[00；3 引
[0039] 所述早强纯侣酸巧水泥产地为河南开封，A1203>71 %，其他原料产地和组成同 上。
[0040] ①制样方法
[0041 ]配料:按上述表2的比例配料，并在揽拌锅中混合均匀。
[00创制样:加11.5% (wt)的水，在揽拌锅中揽拌约2~3分钟后，振动诱注制成160X40 X 40mm的试样，自然养护1天后脱模。
[0043] 检测:试样分别经ll(TCX24h、150(rCX化等溫度烘干或烧成处理的后，检测各溫 度下的性能。
[0044] ②性能的检测如表3所示
[0045] 表3研制的耐火涂抹料性能
[0046]
[0047]
[0048]本发明配制的耐火涂抹料，不仅价格低廉，而且施工涂抹性好，强度高，用户使用 后十分满意。
【主权项】
1. 一种低成本高强耐高溫涂抹料，其特征在于所述的涂抹料的质量百分组成为： Ξ级高侣抓± 5~1mm: 45~50% 一级高侣抓± 1~0mm: 10~15% 一级高侣抓± <180目： 23~28% 纯侣酸巧水泥： 7~8 % 娃微粉： 2~3 % 软质粘±: 2~3 % 同时外加减水剂为 0.02-0.05% W及外加絮凝剂为 0.03-0.06%。2. 按权利要求1所述的涂抹料，其特征在于： ① 外加的减水剂为Ξ聚憐酸钢或六偏憐酸钢；降低涂抹料的施工加水量，提高涂抹料 的强度； ② 外加的絮凝剂为纯硫酸巧水泥，使涂抹料失去流动性，具有涂抹施工性，絮凝剂含有 CA和CA2矿物相，CA为CaO · Al2〇3矿物相，CA2为CaO · 2Al2〇3矿物相的简称。3. 按权利要求1所述的涂抹料，其特征在于： ① Ξ级高侣抓±质量百分组成为Si化:30~38%，Ab化：57~65 %，其价格是特级高侣 抓±价格的1/3; ② 一级高侣抓±粉质量百分组成为Si化：12~18%，Ab化：75~82%，其价格也只是氧 化侣粉的1/3。4. 按权利要求2所述的涂抹料，其特征在于： ① CA物相的水化速度快，提供1-3天的早期强度； CA2物相的水化速度慢，提供7天后的后期强度； ② 使用含CA矿物相的纯侣酸巧水泥，有利于提高耐火涂抹料11(TC的低溫强度。5. 按权利要求1所述的涂抹料，其特征在于： 组分1为： Η级高铅飢止 5-l.mm 45 wt% 一级高铅研上 1. -0mm 15 wt% 一级髙铅柳± 《0.08姑助1 27 wt% 早强纯铅酸钩水泥 7wt% 珪微粉 3 wt% 软质粧上 3wt% 外加兰聚磯酸钢 0,03 wt% 外加硫酸铅 0.Q4 wt% 组分2为： Η级高铅帆上 5-h'nm 45 wt% 一级高铅研:t 1-Omm 15 wt% 一级高锡研:i： 《0.088ram 巧wt%. 早强纯铅酸巧水泥 8 wi;% 娃微粉 5 wt% 软质粘± 3 wi;% 外加 Η聚憐酸钢 0.03 wt% 外加硫酸铅 0.04 wt% 组分3为： Η级高铅机主 45 wt% 一级高铅机主 15 wt:% 一级高铅祝王 27 wt% 早强纯铅酸钩水泥 7 wt% 強微粉 3 wt% 软质描上 3 wt% 外加 Η聚憐酸钢 0.05 wt% 外加硫酸铅 0.06 W悦。6. 按权利要求5所述的涂抹料，其特征在于组分1、2和3中Al2〇3含量分别为64.87wt %、 65.76"1%和64.59"1%。7. 按权利要求1-6中任一项所述的涂抹料，其特征在于： ① 110°C X 2地涂抹料抗折强度达4.9~6. IMPa，耐压强度25.6~35.5MPa，体积密度为 2.37~2.41g/cm3; ② 1500°C X化的耐压强度为44.5~47.5MPa，线变化率为-0.65~-0.87% ; ③ 1400°C比的热态抗折强度为0.95-1.05MPa; ④ 耐火度为1790°C。
【文档编号】C04B35/66GK106083080SQ201610404720
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】高仁骧, 陆兆鑫, 蓝振华, 赵玲娣, 王礼玮
【申请人】上海彭浦特种耐火材料厂有限公司, 上海柯瑞冶金炉料有限公司