本发明涉及一种用于高温石墨化炉负极密封的填料。
背景技术：
石墨化炉砌筑石墨电极负极时，通常采用耐火泥浆或者耐火材料进行修补，在高温使用环境下，经常出现裂纹导致空气进入工作区域，引起石墨电极负极氧化，使电极负极因氧化而断裂从而造成停炉检修。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中高温石墨化炉负极易因氧化而断裂的缺陷，提供一种用于高温石墨化炉负极密封的填料。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种用于高温石墨化炉负极密封的填料，包括以下重量份数的各组分：
高铝矾土颗粒10-35份
莫来石10-25份
硅石5-20份
粘土5-25份
膨润土0-15份
粒度小于0.04mm的超细粉5-25份
炭黑0-5份
石墨0-5份
糊精0-5份
碳化硅0-8份
石英0-10份
蓝晶石0-5份
红柱石0-8份
氧化镁0-10份
木质磺酸盐0-2份
磷酸盐0-2份
硫酸盐0-0.5份
纸浆废液0-25份。
优选的，包括以下重量份数的各组分：
高铝矾土颗粒25-35份
莫来石10-15份
硅石5-10份
粘土5-15份
膨润土0-5份
粒度小于0.04mm的超细粉10-15份
炭黑0-2份
石墨0-3份
糊精0-3份
碳化硅0-3份
石英5-10份
蓝晶石3-10份
红柱石0-5份
氧化镁3-6份
木质磺酸盐0-0.5份
磷酸盐0-2份
硫酸盐0-0.5份
纸浆废液0-25份。
优选的，包括以下重量份数的各组分：
高铝矾土颗粒30份
莫来石15份
硅石5份
粘土10份
膨润土5份5
粒度10μm的超细粉10份
炭黑2份
石墨3份
糊精3份
石英5份
蓝晶石5份
红柱石5份
氧化镁5份
木质磺酸盐0.5份
纸浆废液20份。
优选的，包括以下重量份数的各组分：
高铝矾土颗粒25份
莫来石10份
硅石10份
粘土5份
膨润土5份
粒度10μm的超细粉12份
石墨2份
碳化硅3份
石英10份
蓝晶石10份
氧化镁3份
六偏磷酸钠0.5份
纸浆废液25份。
优选的，包括以下重量份数的各组分：
高铝矾土颗粒25份
莫来石15份
硅石5份
粘土15
粒度2μm的超细粉115份
石墨2份
碳化硅3份
石英8份
蓝晶石3份
红柱石3份
氧化镁6份
六偏磷酸钠2份。
进一步的，高铝矾土颗粒、莫来石、硅石的粒径均＜5mm。
为确保高温石墨化炉的石墨电极负极能够获得更长的寿命，必须保证电极负极的密封在高温使用环境下，密封材料尽可能的不产生裂纹或者尽可能的不出现较大的裂纹。这就要求电极负极密封填料既具有可塑性，同时具备高温膨胀性能和抗氧化性能，此外，要求密封填料还具有易拆除的性能。
石墨电极负极密封填料的可塑性：为确保密封填料的可塑性，基本配方中包含合适配比的高铝矾土(0-5mm)颗粒、莫来石(0-5mm)、硅石(0-5mm)，同时添加了粘土、膨润土、粒度小于0.04mm的超细粉。
石墨电极负极密封填料的抗氧化性：配方组成中添加了炭质材料(如炭黑、石墨、碳化硅、糊精等)以保证填料在高温使用环境下的抗氧化性。
石墨电极负极密封填料的高温膨胀性能：控制密封填料的微膨胀性同时可以获得较好的强度和抗热震性能，在配方组成中添加石英、蓝晶石、红柱石、氧化镁等材料，在高温下可以利用其反应特性而获得膨胀性能。
石墨电极负极密封填料的易拆除性能：额外添加在组分中的添加剂(木质磺酸盐、磷酸盐、硫酸盐、纸浆废液)保证密封填料在高温和低温时的合适强度。
高温反应机理：
高温石墨化炉负极密封填料中的石英在温度大于573℃时α-石英转变为β-石英，体积发生膨胀，温度继续升高至870℃以上时，β-石英转化成β-鳞石英体积继续增加，若温度继续上升至1470时，β-鳞石英转换成方石英，体积略微增加。同时在高温下(≥1350℃)，填料中(如蓝晶石、红柱石)的al2o3与sio2开始反应生成莫来石，填料的体积增加。填料中的mgo在1100℃以上时与组分sio2生成镁橄榄石mg2sio4，其体积密度下降同时出现线膨胀，从而使填料呈现出膨胀特性。若在使用过程空气通过缝隙进入，此时组分中的炭黑、碳化硅或糊精优先于空气中的[o]反应，生成sio2或co，co排出产生气孔，由于填料的持续膨胀，部分气孔被其他反应产物填充，堵塞了空气的通道，从而达到密封和抗氧化性能的要求，少量的微气孔存在又提高了填料的抗热震性能。
本发明所达到的有益效果是：本发明利用粘土、膨润土、和超细粉的特性保证了密封填料的可易于施工性，填料中添加了碳化硅、炭黑或石墨等抗氧化组分，可优先与空气反应保证了电极负极不被空气中的[o]氧化。此外，填料中的蓝晶石、红柱石、石英、mgo等组分在高温的反应特性保证了填料的高温膨胀性能，堵塞了空气通道，从而延长了负极的使用寿命。因此密封填料可以提高高温石墨化炉窑的使用寿命。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种用于高温石墨化炉负极密封的填料，包括以下重量份数的各组分：
高铝矾土颗粒30份
莫来石15份
硅石5份
粘土10份
膨润土5份5
粒度10μm的超细粉10份
炭黑2份
石墨3份
糊精3份
石英5份
蓝晶石5份
红柱石5份
氧化镁5份
木质磺酸盐0.5份
纸浆废液20份。
将上述物料按照比例称量好，除木质磺酸钠和纸浆废液外均放入强制搅拌机中搅拌3-5分钟后，然后再加入木质磺酸钠和纸浆废液，继续搅拌至粘稠状，将搅拌好的物料密封存放在阴凉的地方48-96h，即为电极负极密封填料。
实施例2
一种用于高温石墨化炉负极密封的填料，包括以下重量份数的各组分：
高铝矾土颗粒25份
莫来石10份
硅石10份
粘土5份
膨润土5份
粒度10μm的超细粉12份
石墨2份
碳化硅3份
石英10份
蓝晶石10份
氧化镁3份
六偏磷酸钠0.5份
纸浆废液25份
将上述物料按照比例称量好，除木质磺酸钠和纸浆废液外均放入强制搅拌机中搅拌3-5分钟后，然后再加入木质磺酸钠和纸浆废液，继续搅拌至粘稠状，将搅拌好的物料密封存放在阴凉的地方48-96h，即为电极负极密封填料。
实施例3
一种用于高温石墨化炉负极密封的填料，包括以下重量份数的各组分：
高铝矾土颗粒25份
莫来石15份
硅石5份
粘土15
粒度2μm的超细粉115份
石墨2份
碳化硅3份
石英8份
蓝晶石3份
红柱石3份
氧化镁6份
六偏磷酸钠2份。
将上述物料按照比例称量好，除木质磺酸钠和纸浆废液外均放入强制搅拌机中搅拌3-5分钟后，然后再加入木质磺酸钠和纸浆废液，继续搅拌至粘稠状，将搅拌好的物料密封存放在阴凉的地方48-96h，即为电极负极密封填料。
上述三种方案的主要检测结果见下表：
由上表可见：本发明的接缝料在抗折强度、耐压强度方面都具有较高的耐受强度，在高温下由于填料的高温膨胀性能，堵塞了空气通道，气孔率大大下降从而延长了负极的使用寿命。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。