专利名称：一种硅质耐火浇注料及其制备方法
技术领域：
本发明属于耐火材料浇注料技术领域。具体涉及一种硅质耐火浇注料及其制备方法。
背景技术：
硅质耐火材料是一种典型的酸性耐火材料，具有良好的抗酸性渣侵蚀能力，对CaO、 FeO、 Fe203等氧化物也有良好的抵抗性，但受碱性渣强烈侵蚀时易被含Al203、 K20、 Na20等氧化 物作用而破坏。
典型的硅质耐火材料荷重变形温度高，同时具有很高的导热系数；在600'C以上使用时， 热震稳定性较高；残余膨胀保证了砌筑有良好的气密性和结构强度。因而，它用做高炉、热 风炉及焦炉的砌筑材料。硅质耐火材料的主要缺点是，由于氧化硅的多晶转变导致较大的体 积变化，使其在60(TC以下的抗热震性差；其次是耐火度不高，这限制了应用的广泛性。
硅石制品中Si02晶型的相对含量对于其性质有很大影响。根据使用条件与性质不同，选 择最合理的含量特别是鳞石英与方石英的相对含量，是生产硅质耐火材料的关键。
在生产中，由于Si02不能由石英相直接转变为鳞石英相，为了获得大量的鳞石英相，必 须添加合适的矿化剂量，首先是促进石英转化为比重较低的鳞石英与方石英；其次不显著降 低其耐火度等高温性能；防止在烧成过程中因相变过快导致制品的松散与开裂。
硅砖在烧成过程中发生许多相变，有很大的体积变化，加上砖坯在烧成温度下所形成的 熔液很少，因此硅砖的烧成较其它耐火材料困难得多，多釆用高温烧成。而且Si02的多晶转 变会发生体积膨胀，使制品产生裂纹。
发明内容
本发明的任务在于提供一种致密度好、强度较高、成本低和环保节能的硅质耐火浇注料 及其制备方法。
为完成上述任务，本发明采用的技术方案是先将65 75wt。/。的石英颗粒、20 28wtM的 石英细粉、2 8wt。/。的硅微粉、1 3wt。/。的水泥、0.1 0.2wt。/。的三聚磷酸钠、0.05 0.1wt。/。的六 偏磷酸钠和0.08-0.15wt。/。的有机纤维进行混合，外加上述混合料5 10wt。/。的水，搅拌均匀， 振动成型，烘干；然后在590 80(TC条件下烧成，制得硅质耐火浇注料。
其中石英颗粒的级配是粒径是3 lmm的为35 45wt。/。，粒径是l-0mm的为55~65wt%; 石英细粉的粒径小于0.088mm;硅微粉的Si02含量》88。/。，粒径小于10pm;水泥为高铝水
3泥、铝酸钙水泥、硅酸盐水泥中的一种以上。
由于采用上述技术方案，本发明将硅微粉作为添加剂加入到硅质耐火材料中，硅微粉本 身就是耐火浇注料的一种结合剂，添加少量水泥，可以保证浇注料低温烘烤后就具有一定的 强度，而且，水泥中的氧化钙也是硅质耐火材料的一种矿化剂，高温下使用时可促进石英向 鳞石英相转变。同时，硅微粉一方面由于其粒径很小，可以填充空隙减小气孔；另一方面硅 微粉的表面活性很大，分布于颗粒边缘，在较低温度下易与颗粒结合，可以封闭部分气孔， 从而提高浇注料的致密度及强度。而且，硅微粉中Si02的含量较高，碱金属含量低，不会对 硅质耐火材料的耐火性能造成损害。此外，硅微粉是工业生产副产品，将其应用于耐火材料 中可使废物资源化和无害化。因此，这种硅质浇注料既节省了高温烧成工序，节约能源，又 可扩大硅微粉的使用范围，提高工业副产品资源高效利用。
因此，本发明制备的硅质耐火浇注料具有致密度好、强度较高、成本低和环保节能特点。
具体实施例方式
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 实施例1 一种硅质耐火浇注料及其制备方法
先将65 67wty。的石英颗粒、25 28wt。/。的石英细粉、5 8wt。/。的硅微粉、1 2wt。/。的高铝 水泥、0.1~0.2对％的三聚磷酸钠、0.05-0.lwt。/。的六偏磷酸钠和0.08 0.15wt。/。的有机纤维进行 混合，外加上述混合料5 8wt。/。的水，搅拌均匀，振动成型，烘干；然后在590 65(TC条件下 烧成，制得硅质耐火浇注料。
本实施例1中石英颗粒的级配是粒径是3~lmm的为35 45wt%，粒径是l~0mm的 为55 65wt。/。；石英细粉的粒径小于0.088mm;硅微粉的Si02含量》92。/。，粒径小于10nm。
本实施例1中所制备的浇注料经检测11(TCx24h后，体积密度为2.12~2.26g/cm3，抗折 强度为2.80 2.95MPa，耐压强度为24 26MPa; 600°Cx3h烧后线变化率为+0.25~+0.30%,耐 压强度为28 30MPa。
实施例2 —种硅质耐火浇注料及其制备方法
先将67 70wt。/。的石英颗粒、23 26wtQ/。的石英细粉、4 6wt。/。的硅微粉、1 2wtn/。的高铝 水泥和铝酸钙水泥、0.1 0.2wt。/o的三聚磷酸钠、0.05 0.1wtQ/。的六偏磷酸钠和0.08 0.15wt。/o的 有机纤维进行混合，外加上述混合料7~10^%的水，搅拌均匀，振动成型，烘干；然后在 650 70(TC条件下烧成，制得硅质耐火浇注料。其余同实施例l。
本实施例2中所制备的浇注料经检测11(T024h后，体积密度为2.1~2.3g/cm3，抗折强 度为2.9 3.2MPa，耐压强度为25 28MPa; 650X>3h烧后线变化率为+0.26—0.34%,耐压强度为29~33MPa。
实施例3 —种硅质耐火浇注料及其制备方法
先将70 72wtV。的石英颗粒、22 24wty。的石英细粉、4 6wt。/。的硅微粉、1 2wt。/。的高铝 水泥和硅酸盐水泥、0.1 0.2wt。/。的三聚磷酸钠、0.05 0.1wt。/。的六偏磷酸钠和0.08 0.15wt。/o的 有机纤维进行混合，外加上述混合料7-10wtM的水，搅拌均匀，振动成型，烘干；然后在 700 75(TC条件下烧成，制得硅质耐火浇注料。其余同实施例l。
本实施例3中所制备的浇注料经检测11(TCx24h后，体积密度为2.20~2.32g/cm3，抗折 强度为2.9 3.5MPa，耐压强度为26 30MPa; 730°O3h烧后线变化率为+0.33~+0.39%，耐压 强度为31 35MPa。
实施例4 一种硅质耐火浇注料及其制备方法
先将72 75wt。/。的石英颗粒、20 22wt。/。的石英细粉、2 4wt。/。的硅微粉、2 3wt。/。的高铝 水泥和铝酸钙水泥及硅酸盐水泥、0.1 0.2wt。/。的三聚磷酸钠、0.05 0.1wt。/。的六偏磷酸钠和 0.08 0.15wt。/。的有机纤维进行混合，外加上述混合料7-10wt。/。的水，搅袢均匀，振动成型， 烘干；然后在750 80(TC条件下烧成，制得硅质耐火浇注料。其余同实施例l。
本实施例4中所制备的硅质浇注料经检测110'Cx24h后，体积密度为2.22~2.42g/cm3， 抗折强度为2.8 3.3MPa，耐压强度为27 29MPa; 780'Cx3h烧后线变化率为+0.35~+0.40%， 耐压强度为28 30MPa。
本具体实施方式
将硅微粉作为添加剂加入到硅质耐火材料中，硅微粉本身就是耐火浇注 料的一种结合剂，添加少量水泥，可以保证浇注料低温烘烤后就具有一定的强度，而且，水 泥中的氧化钙也是硅质耐火材料的一种矿化剂，高温下使用时可促进石英向鳞石英相转变。 同时，硅微粉一方面由于其粒径很小，可以填充空隙减小气孔；另一方面硅微粉的表面活性 很大，分布于颗粒边缘，在较低温度下易与颗粒结合，可以封闭部分气孔，从而提高浇注料 的致密度及强度。而且，硅微粉中Si02的含量较高，碱金属含量低，不会对硅质耐火材料的 耐火性能造成损害。此外，硅微粉是工业生产副产品，将其应用于耐火材料中可使废物资源 化和无害化。因此，这种硅质浇注料既节省了高温烧成工序，节约能源，又可扩大硅微粉的 使用范围，提高工业副产品资源高效利用。
本具体实施方式
所制备的硅质耐火浇注料U(TCx24h后，体积密度为2.10 2.42g/cm3， 抗折强度为2.8 3.5MPa，耐压强度为24 30MPa; 800。Cx3h烧后线变化率为+0.25~+0.40%， 耐压强度为28 35MPa。具有致密度好、强度较高、成本低和环保节能的特点。
权利要求
1、一种硅质耐火浇注料的制备方法，其特征在于先将65～75wt％的石英颗粒、20～28wt％的石英细粉、2～8wt％的硅微粉、1～3wt％的水泥、0.1～0.2wt％的三聚磷酸钠、0.05～0.1wt％的六偏磷酸钠和0.08～0.15wt％的有机纤维进行混合，外加上述混合料5～10wt％的水，搅拌均匀，振动成型，烘干；然后在590～800℃条件下烧成，制得硅质耐火浇注料。
2、 根据权利要求1所述的硅质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述的石英颗粒的级 配是粒径是3~lmm的为35~45wt%，粒径是l~Omm的为55~65wt%。
3、 根据权利要求1所述的硅质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述的石英细粉的粒 径小于O. 088mm。
4、 根据权利要求1所述的硅质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述的硅微粉的Si02 含量》88%，粒径小于l(Him。
5、 根据权利要求1所述的硅质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述的水泥为高铝水 泥、铝酸钙水泥、硅酸盐水泥的一种以上。
6、 根据权利要求1~5项中任一项所述的硅质耐火浇注料的制备方法所制备的硅质耐火浇 注料。
全文摘要
本发明具体涉及一种硅质耐火浇注料及其制备方法。所采用的技术方案是先将65～75wt％的石英颗粒、20～28wt％的石英细粉、2～8wt％的硅微粉、1～3wt％的水泥、0.1～0.2wt％的三聚磷酸钠、0.05～0.1wt％的六偏磷酸钠和0.08～0.15wt％的有机纤维进行混合，外加上述混合料5～10wt％的水，搅拌均匀，振动成型，烘干；然后在590～800℃条件下烧成，制得硅质耐火浇注料。本发明将硅微粉作为添加剂加入到硅质耐火浇注料材料中，可提高制品的致密度及强度，减少高温烧成工序，且将其应用于耐火材料中可使废物资源化和无害化，既有经济效益又有环境效益。故所制备的硅质耐火浇注料具有致密度好、强度较高、成本低和环保节能的特点。
文档编号C04B35/66GK101550018SQ20091006198
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者彭天星, 朱晶晶, 陈树丰, 顾华志 申请人:武汉科技大学;济源市耐火炉业有限公司