[發(fā)明專利]一種含塑性相的耐火澆注料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210163686.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN102674861A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖桂華;張國(guó)強(qiáng);張玫;曹欽存;徐國(guó)輝;陳軍;武金川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽理工學(xué)院;洛陽鎂鋁耐火材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 李宗虎

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種不定形耐火材料，具體地說是一種含塑性相的耐火澆注料及其制備方法。

背景技術(shù)

與定性耐火制品相比，以耐火澆注料為代表的不定形耐火材料具有工藝流程短、生產(chǎn)能耗及成本低、使用方便、適用范圍廣、整體性及使用效果好等優(yōu)勢(shì)，因而在世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展，其在整個(gè)耐火材料中所占的比重越來越高。在一些耐火材料技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家中，不定形耐火材料的產(chǎn)量已經(jīng)接近甚至超過了定形制品的產(chǎn)量。例如，目前日本不定形耐火材料產(chǎn)量占整個(gè)耐火材料的比例達(dá)到了60%左右；美國(guó)的為?50%?左右；英、德、法等國(guó)為?40%?~50%。如今，耐火澆注料已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于冶金、建材、電力、化工等工業(yè)領(lǐng)域的高溫設(shè)備中，例如，在水泥窯系統(tǒng)中，現(xiàn)已大量應(yīng)用了各種材質(zhì)的耐火澆注料。

耐火澆注料的力學(xué)強(qiáng)度、耐磨性、抗侵蝕性、抗熱震性等性能，對(duì)提高高溫設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率、降低能源消耗和生產(chǎn)成本有著極其重要的影響。然而，目前用于一些嚴(yán)苛工況條件下的耐火澆注料的性能還不能滿足使用要求。例如，用于大型干法水泥窯前窯口部位的澆注料，目前普遍存在的問題是因快速旋轉(zhuǎn)的高溫窯體產(chǎn)生巨大的熱機(jī)械應(yīng)力破壞及熱震損傷，以及大產(chǎn)量的高溫熟料磨損，導(dǎo)致窯口澆注料易發(fā)生開裂、剝落及磨蝕損毀。用于水泥窯噴煤管部位的澆注料，普遍存在的問題也是因高溫?zé)嵴鸺按罅扛邷馗咚俟腆w顆粒的沖刷，造成澆注料發(fā)生剝落及磨蝕，使用壽命短。

眾所周知，材料的力學(xué)強(qiáng)度、彈性模量與耐磨性及抗熱震性之間是有關(guān)系的。通常，提高材料的強(qiáng)度和彈性模量，可以改善其耐磨性，但會(huì)使其抗熱震性變差。另外，作為一種無機(jī)非金屬材料，耐火澆注料（也包括所有耐火材料）都表現(xiàn)出很大的脆性、很小的韌性，而大多數(shù)金屬材料則相反。因此，可以說脆性是耐火材料的一個(gè)重要特征，也是它的一個(gè)弱點(diǎn)。脆性大的材料，其抗機(jī)械應(yīng)力沖擊和抗熱震性（即抗熱應(yīng)力沖擊）的能力均較差，直觀地表現(xiàn)為一旦受到臨界應(yīng)力作用，材料容易產(chǎn)生突發(fā)性的斷裂或開裂破壞。

近年來，科技工作者對(duì)金屬增韌耐火材料的研究雖然已開展了一些工作，但都不是針對(duì)耐火澆注料進(jìn)行的，而且都還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。例如，薛文東等人研究了在剛玉—氮化硅質(zhì)透氣磚中引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％和l0％的單質(zhì)硅對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。洪彥若、涂軍波等人研究了在通氮?dú)鈼l件下引入單質(zhì)硅、單質(zhì)鋁對(duì)剛玉—氮化硅材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響。卜景龍等人研究了在剛玉材料中引入金屬鋁粉的作用。李改葉、李楠等人的研究了適量添加硅粉對(duì)A1₂0₃-SiC材料抗氧化性的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有耐火澆注料脆性較大、抗機(jī)械應(yīng)力沖擊和抗熱震性較差、使用時(shí)間短的問題，本發(fā)明提供了一種含塑性相的耐火澆注料及其制備方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為：一種含塑性相的耐火澆注料，由耐火骨料、耐火細(xì)粉、氧化物微粉、結(jié)合劑和外加劑組成，耐火骨料的粒度為1-8mm，耐火細(xì)粉的粒度為0.044-1mm，氧化物微粉的粒度小于5μm，結(jié)合劑的粒度小于0.088mm，各成分按重量比的加入量為：耐火骨料45-60份、耐火細(xì)粉33-43份、氧化物微粉4-7份、結(jié)合劑3-5份、外加劑0.15-0.2份；

所述的外加劑由三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉組成，且三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的重量比為0.8-1:1；

所述的耐火細(xì)粉中包括3-10份的塑性相細(xì)粉，該塑性相細(xì)粉由1-3份的金屬鋁粉和2-8份的單質(zhì)硅粉組成；

本發(fā)明中，所述的耐火細(xì)粉中包括3-5份的藍(lán)晶石粉；

所述的氧化物微粉由2-6份的氧化硅微粉和1-4份的氧化鋁微粉組成；

所述的氧化硅微粉中氧化硅含量為97.5%，所述氧化鋁微粉中氧化鋁的含量為98.7%；

所述的結(jié)合劑為含氧化鋁70%的鋁酸鈣水泥；

該種含塑性相的耐火澆注料的制備方法為，包含以下步驟：

1）物料的選取

分別選取上述適當(dāng)粒徑的原料：主體耐火原料選取粒徑為1-8mm的耐火骨料和粒徑為0.044-1mm的耐火細(xì)粉兩類，藍(lán)晶石粉、金屬鋁粉和單質(zhì)硅粉的粒徑為0.044-0.15mm，氧化鋁微粉和氧化硅微粉小于5μm，鋁酸鈣水泥小于0.088mm，各物料選取完成后備用；

2）耐火細(xì)粉的配制

塑性相細(xì)粉的配制

按照重量比，取金屬鋁粉和單質(zhì)硅粉混合均勻配制成總重為3-10份的塑性相細(xì)粉，其中金屬鋁粉為1-3份，單質(zhì)硅粉為2-8份；