高温窑炉热修用镁质焊补料的制作方法

文档序号:11669926阅读:791来源:国知局

本发明涉及耐火材料领域,尤其涉及一种高温窑炉热修用镁质焊补料。



背景技术:

近年,我国玻璃、有色工业耐火材料技术进步以及窑炉工艺水平提升很快。例如,玻璃窑炉的运行受命由5年逐步提升到6-8年。但由于燃料价格提升,玻璃工业开始使用含硫较高的替代性燃料进行燃烧,对于蓄热室墙体镁质耐火材料的侵蚀加剧,影响其正常使用性能,导致蓄热室寿命缩短,甚至被迫热修或提前冷修,造成损失。解决以上问题的最佳方案就是对于蓄热室墙体进行不停窑热态下进行局部焊补。对于使用镁质、镁铬质耐火材料的有色窑炉,也同样需要进行热态修补。

虽然使用于玻璃熔窑大碹或者蓄热室碹的焊补料比较成熟,该焊补料为以二氧化硅为主成分的硅质焊补料,这种材料可以用于修补硅质窑衬但不宜用于修补碱性窑衬。如果用硅质修补料修补碱性(即镁质或镁铬质)窑衬。在热态下,修补料中的二氧化硅会与砌筑于蓄热室墙体的镁质耐火材料反应,使墙体受到侵蚀,从而不仅不能达到修补效果,反而缩短窑衬寿命。

现有发明专利(cn103951447a)公开了一种mgo-mgoal2o3系高温陶瓷焊补料及其使用方法;现有发明专利(cn104788103a)公开了一种工业炉窑修补用镁质陶瓷焊补料和修补方法,主要技术特点是在热态下形成镁铝尖晶石结合,虽然初期有很好的结合强度,但是该种材料含有大量的al2o3,用于以sio2为主要侵蚀物质的玻璃熔窑蓄热室或炉渣中含大量铁橄榄石2feo·sio2的有色窑炉,会形成低熔点物质,缩短窑衬寿命,镁质陶瓷焊补料存在的问题长期得不到解决。



技术实现要素:

本发明目的在于克服现有技术中的不足,提供一种高温窑炉热修用镁质焊补料。

本发明是通过以下技术方案实现的:包括65~85%质量百分比的mgo以及15~35%质量百分比的sio2,所述mgo来自于镁砂和合成镁橄榄石两种原料,所述sio2来自于金属硅粉和合成镁橄榄石两种原料。

所述镁砂质量百分比为60~80%,所述合成镁橄榄石质量百分比为10~35%,所述金属硅粉质量百分比为5~10%,所述镁砂mgo含量≥95%,所述合成镁橄榄石mgo含量≥60%、sio2含量≥30%,所述金属硅粉si含量≥99.0%。

所述镁砂的粒度≤1mm;所述合成镁橄榄石的粒度≤1mm;所述金属硅粉的粒度≤0.425mm。

优选地,所述镁砂质量百分比为60%,所述合成镁橄榄石质量百分比为35%,所述金属硅粉质量百分比为5%。

优选地,所述镁砂质量百分比为65%,所述合成镁橄榄石质量百分比为26%,所述金属硅粉质量百分比为9%。

优选地,所述镁砂质量百分比为70%,所述合成镁橄榄石质量百分比为23%,所述金属硅粉质量百分比为7%。

优选地,所述镁砂质量百分比为80%,所述合成镁橄榄石质量百分比为10%,所述金属硅粉质量百分比为10%。

高温窑炉热修用镁质焊补料的制作方法,将所述质量百分比的原料混合搅拌均匀,既得所述高温窑炉热修用镁质焊补料。

本发明的有益效果在于:

1、该种材料与镁质耐火材料在高温状态下有更好的相容性,适用于蓄热室墙体热态下局部焊补。

2、首先,用氧气将上述焊补料送入高温窑炉后,硅粉着火燃烧,火焰不仅熔化了物料中的镁橄榄石,而且部分熔化了物料中的镁砂,而且进一步提高了耐火材料表面的温度,便使焊补料粘附在窑衬表面上。

3、其次,焊补处的温度逐渐降低,焊补料转化成固态与窑衬焊接成为一体。

4、接着,镁砂与硅粉氧化产生的二氧化硅反应形成镁橄榄石,提高了焊补层的高温强度。由于焊补层与原有碱性耐火材料具有良好相容性,焊补层便能长期存在于耐火材料表面,起到延长耐火材料寿命的作用。

5、由于实现了粘得上、呆得住、用得长的目标,用本发明所述镁质焊补料在热态下进行焊补,既降低了蓄热室热修风险与费用,又提高了热修的效果,解决了镁质陶瓷焊补料使用中长期存在的问题,达到了延长蓄热室使用寿命,满足玻璃熔窑高产、优质、低耗、环境友好和长期安全运转的目标,取得了显著的经济效益。

具体实施方式:

为了能够更清楚地理解本发明技术内容,特举一下实施例详细说明。下列实施例中采用的原料成分为市售镁砂:mgo≥95%;市售合成镁橄榄石:mgo≥60%、sio2≥30%;市售金属硅粉:si≥99%。所述镁砂的粒度≤1mm;所述合成镁橄榄石的粒度≤1mm;所述金属硅粉的粒度≤0.425mm。检测采用的标准为:常温抗折强度采用gb/t3001-2007,常温耐压强度采用gb/t5072-2008,耐火度采用gb/t7322-2007

实施例1

称取镁砂60kg、合成镁橄榄石35kg、金属硅粉5kg,将三种原料填入密封搅拌机内,搅拌20分钟后,装入焊补机,由氧气载流通过焊枪送达到热态窑炉墙体破损处,镁质焊补料在破损处发生氧化反应产生高温,使焊补料处于半熔融态粘附于窑衬上,随后镁质焊补料与镁质耐火材料墙体连为一体,产生牢固结合,达到了对于破损处镁质耐火材料进行热态修补目的。修补完成后24小时,对焊补处取样进行检测,所得检测结果为:粘结处抗折强度8.05mpa;耐压强度45.17mpa,耐火度1798℃。

从上可知,焊补效果良好,实现了研发的设想:在高温下,金属硅粉发生氧化反应生成的sio2与mgo进一步反应生成高熔点镁橄榄石,最终形成镁橄榄石结合方镁石的组织结构,使焊补料牢固地粘附于原耐火材料窑衬。如此,既有利于高二氧化硅含量窑料的侵蚀,又保证焊补料的高温性能,同时与蓄热室镁质耐火材料窑衬墙体具有良好相容性,形成牢固结合,达到有效保护蓄热室墙体,延长蓄热室寿命的效果。

实施例2

称取镁砂65kg、合成镁橄榄石26kg、金属硅粉9kg,将三种原料填入密封搅拌机内,搅拌20分钟后,装入焊补机,由氧气载流通过焊枪送达到热态窑炉墙体破损处,镁质焊补料在破损处发生氧化反应产生高温,使焊补料处于半熔融态粘附于窑衬上,随后镁质焊补料与镁质耐火材料墙体连为一体,产生牢固结合,达到了对于破损处镁质耐火材料进行热态修补目的。修补完成后24小时,对焊补处取样进行检测,所得检测结果为:粘结处抗折强度8.01mpa;耐压强度45.19mpa;耐火度1802℃。

从上可知,焊补效果良好,实现了研发的设想:在高温下,金属硅粉发生氧化反应生成的sio2与mgo进一步反应生成高熔点镁橄榄石,最终形成镁橄榄石结合方镁石的组织结构,使焊补料牢固地粘附于原耐火材料窑衬。如此,既有利于高二氧化硅含量窑料的侵蚀,又保证焊补料的高温性能,同时与蓄热室镁质耐火材料窑衬墙体具有良好相容性,形成牢固结合,达到有效保护蓄热室墙体,延长蓄热室寿命的效果。

实施例3

称取镁砂70kg、合成镁橄榄石23kg、金属硅粉7kg,将三种原料填入密封搅拌机内,搅拌20分钟后,装入焊补机,由氧气载流通过焊枪送达到热态窑炉墙体破损处,镁质焊补料在破损处发生氧化反应产生高温,使焊补料处于半熔融态粘附于窑衬上,随后镁质焊补料与镁质耐火材料墙体连为一体,产生牢固结合,达到了对于破损处镁质耐火材料进行热态修补目的。修补完成后24小时,对焊补处取样进行检测,所得检测结果为:粘结处抗折强度7.93mpa;耐压强度45.25mpa;耐火度1810℃。

从上可知,焊补效果良好,实现了研发的设想:在高温下,金属硅粉发生氧化反应生成的sio2与mgo进一步反应生成高熔点镁橄榄石,最终形成镁橄榄石结合方镁石的组织结构,使焊补料牢固地粘附于原耐火材料窑衬。如此,既有利于高二氧化硅含量窑料的侵蚀,又保证焊补料的高温性能,同时与蓄热室镁质耐火材料墙体具有良好相容性,形成牢固结合,从而达到有效保护蓄热室墙体,延长蓄热室寿命的效果。

实施例4

称取镁砂80kg、合成镁橄榄石10kg、金属硅粉10kg,将三种原料填入密封搅拌机内,搅拌20分钟后,装入焊补机,由氧气载流通过焊枪送达到热态窑炉墙体破损处,镁质焊补料在破损处发生氧化反应产生高温,使焊补料处于半熔融态粘附于窑衬上,随后镁质焊补料与镁质耐火材料墙体连为一体,产生牢固结合,达到了对于破损处镁质耐火材料进行热态修补目的。修补完成后24小时,对焊补处取样进行检测,所得检测结果为:粘结处抗折强度7.82mpa;耐压强度45.55mpa;耐火度1823℃。

从上可知,焊补效果良好,实现了研发的设想:在高温下,金属硅粉发生氧化反应生成的sio2与mgo进一步反应生成高熔点镁橄榄石,最终形成镁橄榄石结合方镁石的组织结构,使焊补料牢固地粘附于原耐火材料窑衬。如此,既有利于高二氧化硅含量窑料的侵蚀,又保证焊补料的高温性能,同时与蓄热室镁质耐火材料窑衬墙体具有良好相容性,形成牢固结合,达到有效保护蓄热室墙体,延长蓄热室寿命的效果。

综上所述,本发明的高温窑炉热修用镁质焊补料比现有的焊补材料更加适应玻璃熔窑蓄热室工况条件需求,除能够很好粘附于碱性耐火材料窑衬之上外,既耐玻璃熔窑蓄热室硅质飞灰或有色工业铁橄榄石炉渣侵蚀冲刷,又与碱性耐火材料衬体有更好的相容性,解决了镁质陶瓷焊补料使用中长期存在的问题,可以提高热态修补效率及质量,有效延长窑炉的运转寿命,具有广阔的应用前景。

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