低成本高強(qiáng)耐高溫涂抹料及制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種低成本高強(qiáng)耐高溫耐火涂抹料及制作方法，其特征在于所述的涂抹料的質(zhì)量百分組成為：三級(jí)高鋁礬土5～1mm：45～50％；一級(jí)高鋁礬土1～0mm：10～15％；一級(jí)高鋁礬土＜180目：23～28％；純鋁酸鈣水泥：7～8％；硅微粉：2～3％；軟質(zhì)粘土：2～3％；同時(shí)外加減水劑為0.02?0.05％；以及外加絮凝劑為0.03?0.06％。通過(guò)添加減水劑大幅降低涂抹料的施工加水量，從而提高涂抹料的強(qiáng)度；通過(guò)添加一種絮凝劑，使涂抹料既不增加施工加水量，又能使添加了減水劑的涂抹料失去流動(dòng)性，從而具有良好的涂抹施工性；使用CA相含量高的早強(qiáng)水泥，進(jìn)一步提高涂抹料的強(qiáng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
低成本高強(qiáng)耐高溫涂抹料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種低成本高強(qiáng)耐高溫涂抹料及制備方法，屬于耐火材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 耐火涂抹料是加水?dāng)埌韬罂渴止ね磕ㄓ诤t壁上的，有的施工爐壁要達(dá)90度垂 直，因此要求耐火涂抹料不能有一點(diǎn)流動(dòng)性，否則在垂直爐壁上施工時(shí)容易滑落，因此耐火 涂抹料不能添加任何減水劑。
[0003]
【申請(qǐng)人】之一已有一種供寶鋼使用的高侶質(zhì)耐火涂抹料，在最初制訂指標(biāo)時(shí)，訂成 了高侶質(zhì)耐火誘注料，其主要指標(biāo)，如表1所示：
[0004] 表1寶鋼制訂的耐火涂抹料指標(biāo)
[0005]
[0006] 然而，涂抹料和誘注料是完全不同的概念，它們雖同為不定形耐火材料，但按施工 方法分類(lèi)，耐火誘注料系采用振動(dòng)臺(tái)、振動(dòng)器、振動(dòng)一加壓或手工掏制等方法成型的材料 (韓行祿編著《不定形耐火材料》第2版，冶金工業(yè)出版社，2008)，因而耐火誘注料的流動(dòng)性 越好，施工越便捷，填充越密實(shí)，使用性能也越好;而耐火涂抹料系用抹灰器和灰漿累成型 或人工涂抹的材料(韓行祿編著《不定形耐火材料》第2版，冶金工業(yè)出版社，2008)，因而耐 火涂抹不要求有流動(dòng)性，尤其是有坡度的爐壁，若有流動(dòng)性就無(wú)法涂抹施工，會(huì)產(chǎn)生下滑和 與爐壁粘貼不牢等現(xiàn)象。誘注料可通過(guò)加入減水劑大幅降低加水量，并產(chǎn)生流動(dòng)性，提高誘 注料的致密性來(lái)提高ll〇°C下的烘干強(qiáng)度;而涂抹料則不能加入那怕一點(diǎn)點(diǎn)的減水劑，否則 施工時(shí)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下的烘干強(qiáng)度， 唯一的方法就是大幅提高涂抹料的結(jié)合劑一一純侶酸巧水泥的加入量。但純侶酸巧水泥過(guò) 多加入后，引入的化0的量就會(huì)大幅提高。
[0007] 高侶質(zhì)材料的主要成分是Ξ氧化二侶和二氧化娃，在高侶質(zhì)材料中加入純侶酸巧 水泥后，就形成了 Ah〇3-Si〇2-CaM^^元相，運(yùn)種礦物相的耐火度很低，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，運(yùn)樣涂抹料的高溫性 能一-1500°C燒后線(xiàn)變化率、1400°C下的高溫抗折強(qiáng)度W及耐火度等指標(biāo)都很難達(dá)到。因 此，高侶涂抹料的1 l〇°C的低溫性能和1500°C的高溫性能很難同時(shí)滿(mǎn)足。
[0008] 為了滿(mǎn)足高侶涂抹料的11(TC的低溫性能純侶酸巧水泥的加入量要達(dá)到15% W 上；同時(shí)，使用Si化含量低而Al2〇3含量高的特級(jí)高侶抓±(Si〇2:8~10%，Al2化:86~89%) 作骨料，氧化侶（Ab化>99%)微粉作細(xì)粉配料，運(yùn)樣就減少了的Si化引入，從而減少了 Al2〇3-Si化-化0Ξ元低烙物相的產(chǎn)生，達(dá)到高溫性能要求。但運(yùn)樣配料又很昂貴。配料如下：
[0009] 特級(jí)抓±骨料：57~62 %
[0010] 特級(jí)抓±粉： 15~20 %
[001U 氧化侶微粉； 5~7 %
[0012] 純侶酸巧水泥：15%
[OOU] 軟質(zhì)粘±; 2~3%
[0014] 運(yùn)樣的配料單價(jià)在2750元左右(不含稅價(jià)），還不包括制作成本，而目前售價(jià)只有 1400元左右(不含稅價(jià)），成本與售價(jià)嚴(yán)重倒置。
[0015] 如果按表1所述的指標(biāo)是針對(duì)耐火誘注料的，那操作起來(lái)就十分簡(jiǎn)單，因?yàn)檎T注料 中可W加入減水劑來(lái)大幅降低施工時(shí)的加水量，從而提高ll〇°C的烘干強(qiáng)度，運(yùn)樣純侶酸巧 水泥只需加到6~7wt%，就能滿(mǎn)足11(TC的強(qiáng)度要求。由于少加水泥，相應(yīng)地化0的引入量大 幅減少，即便主原料使用價(jià)格低的但Si化相對(duì)高的Ξ級(jí)抓±，在1500°C高溫下Al2〇3-Si化- 化0Ξ元低烙物相也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多，從而也能滿(mǎn)足1500°C高溫?zé)笮阅埽遗淞铣杀究纱蠓?降低。
[0016] 借鑒于耐火誘注料的配方，即在誘注料中引入減水劑，才能有望達(dá)到低成本而又 滿(mǎn)足性能指標(biāo)的涂抹料，但必須設(shè)法不能讓涂抹料有流動(dòng)性，從而構(gòu)筑成本發(fā)明的構(gòu)思。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明的目的在于提供一種低成本高強(qiáng)耐高溫涂抹料及制備方法，本發(fā)明所提供 的涂抹料特征在于：
[0018] 1、使用價(jià)格低的Ξ級(jí)高侶抓±作為配料的主原料，而一級(jí)高侶抓±粉僅作為細(xì)粉 料，從而有效降低成本；
[0019] Ξ級(jí)高侶抓±(Si〇2:30~38%，Ah化:57~65% )的價(jià)格是特級(jí)高侶抓±價(jià)格的1/ 3，一級(jí)高侶抓±粉(51〇2:12~18%，Ah化:75~82 % )的價(jià)格也僅為氧化侶粉的1/3，從而可 大幅降低涂抹料的配料成本。與此同時(shí)也大幅提高了配料中的Si化的含量。
[0020] 2、大幅降低純侶酸巧水泥的用量至7~8%
[0021 ]本發(fā)明提供的涂抹料具體配方為：
[0022] Ξ級(jí)高侶抓± 5~1mm: 45~50%
[0023] -級(jí)高侶抓上 1~0mm; 10~15%
[0024] 一級(jí)高侶抓± <180目： 23~28%
[00巧]純侶酸巧水泥： 7~8 %
[0026] 娃微粉； 2~3 %
[0027] 軟質(zhì)粘±: 2~3%
[0028] 所述的Ξ級(jí)高侶抓±的產(chǎn)地為山西孝義，Ah化:57~65% ;-級(jí)高侶抓±的產(chǎn)地為 山西陽(yáng)泉，Ab化:75~82% ;軟質(zhì)粘±的產(chǎn)地為廣西扶緩Al2〇3>30% ;娃微粉的產(chǎn)地為云南 保山，Si〇2>92%。
[0029] 運(yùn)樣大幅提高了配料中的Si化的含量的同時(shí)，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時(shí)，提高了高溫性能。但 運(yùn)樣11(TC的低溫性能下降很多。
[0030] 所述的涂抹料還同時(shí)外加添加減水劑和絮凝劑，加入質(zhì)量百分含量分別為0.02~ 0.05%和 0.03 ~0.06%。
[0031] 使用Ξ聚憐酸鋼或六偏憐酸鋼為減水劑，大幅降低涂抹料的施工加水量，W提高 涂抹料的致密度，從而提高ll〇°C的低溫強(qiáng)度；同時(shí)使用硫酸侶作絮凝劑，消除因添加了減 水劑而產(chǎn)生的流動(dòng)性，從而既保證了施工涂抹性能，又提高了 11(TC的低溫強(qiáng)度。
[0032] 使用早強(qiáng)純侶酸巧水泥進(jìn)一步提高11(TC的低溫強(qiáng)度
[0033] 純侶酸巧水泥是由多種礦物相組成的復(fù)雜復(fù)合體，最主要的礦物相為化0 · Al2〇3 和化0 · 2AI2O3,簡(jiǎn)稱(chēng)CA和CA2。運(yùn)兩種礦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天的早期強(qiáng)度，CA2相主要提供水泥的7天后的后 期強(qiáng)度。但耐火涂抹料或誘注料的使用特點(diǎn)是加水?dāng)埌枋┕ず?~3天后就要烘至llOrW 上排水后使用，如果水泥礦相沒(méi)有水化，水份烘干后沒(méi)水化的礦相對(duì)耐火涂抹料的低溫強(qiáng) 度就無(wú)作用了。所W使用含CA礦物相多的純侶酸巧水泥，在烘干前已充分水化，可進(jìn)一步提 高耐火涂抹料的1 l〇°C的低溫強(qiáng)度。
[0034] 綜上所述，①添加減水劑大幅降低涂抹料的施工加水量，從而提高涂抹料的強(qiáng)度； 通過(guò)添加絮凝劑(硫酸鹽），使涂抹料失去因添加了減水劑而產(chǎn)生的流動(dòng)性，從而既具有良 好的強(qiáng)度又具有涂抹施工性。②CA相高的侶酸巧水泥早期（1~3天）的強(qiáng)度發(fā)展很快，短時(shí) 期內(nèi)水泥充分水化從而提高了涂抹料的烘干強(qiáng)度;③通過(guò)添加減水劑大幅降低涂抹料的施 工加水量，從而提高涂抹料的強(qiáng)度;通過(guò)添加純侶酸巧水泥絮凝劑，使涂抹料既不增加施工 加水量，又使添加了減水劑的涂抹料失去流動(dòng)性，從而具有良好的涂抹施工性;使用CA相含 量高的早強(qiáng)水泥，進(jìn)一步提高涂抹料的強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[00對(duì)實(shí)施例
[0036] 本發(fā)明所述組分的具體實(shí)施例1-3如表2所示
[0037] 表2低成本高強(qiáng)耐高溫涂抹料配比
[00；3 引
[0039] 所述早強(qiáng)純侶酸巧水泥產(chǎn)地為河南開(kāi)封，A1203>71 %，其他原料產(chǎn)地和組成同 上。
[0040] ①制樣方法
[0041 ]配料:按上述表2的比例配料，并在攬拌鍋中混合均勻。
[00創(chuàng)制樣:加11.5% (wt)的水，在攬拌鍋中攬拌約2~3分鐘后，振動(dòng)誘注制成160X40 X 40mm的試樣，自然養(yǎng)護(hù)1天后脫模。
[0043] 檢測(cè):試樣分別經(jīng)ll(TCX24h、150(rCX化等溫度烘干或燒成處理的后，檢測(cè)各溫 度下的性能。
[0044] ②性能的檢測(cè)如表3所示
[0045] 表3研制的耐火涂抹料性能
[0046]
[0047]
[0048]本發(fā)明配制的耐火涂抹料，不僅價(jià)格低廉，而且施工涂抹性好，強(qiáng)度高，用戶(hù)使用 后十分滿(mǎn)意。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低成本高強(qiáng)耐高溫涂抹料，其特征在于所述的涂抹料的質(zhì)量百分組成為： Ξ級(jí)高侶抓± 5~1mm: 45~50% 一級(jí)高侶抓± 1~0mm: 10~15% 一級(jí)高侶抓± <180目： 23~28% 純侶酸巧水泥： 7~8 % 娃微粉： 2~3 % 軟質(zhì)粘±: 2~3 % 同時(shí)外加減水劑為 0.02-0.05% W及外加絮凝劑為 0.03-0.06%。2. 按權(quán)利要求1所述的涂抹料，其特征在于： ① 外加的減水劑為Ξ聚憐酸鋼或六偏憐酸鋼；降低涂抹料的施工加水量，提高涂抹料 的強(qiáng)度； ② 外加的絮凝劑為純硫酸巧水泥，使涂抹料失去流動(dòng)性，具有涂抹施工性，絮凝劑含有 CA和CA2礦物相，CA為CaO · Al2〇3礦物相，CA2為CaO · 2Al2〇3礦物相的簡(jiǎn)稱(chēng)。3. 按權(quán)利要求1所述的涂抹料，其特征在于： ① Ξ級(jí)高侶抓±質(zhì)量百分組成為Si化:30~38%，Ab化：57~65 %，其價(jià)格是特級(jí)高侶 抓±價(jià)格的1/3; ② 一級(jí)高侶抓±粉質(zhì)量百分組成為Si化：12~18%，Ab化：75~82%，其價(jià)格也只是氧 化侶粉的1/3。4. 按權(quán)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天的早期強(qiáng)度； CA2物相的水化速度慢，提供7天后的后期強(qiáng)度； ② 使用含CA礦物相的純侶酸巧水泥，有利于提高耐火涂抹料11(TC的低溫強(qiáng)度。5. 按權(quán)利要求1所述的涂抹料，其特征在于： 組分1為： Η級(jí)高鉛飢止 5-l.mm 45 wt% 一級(jí)高鉛研上 1. -0mm 15 wt% 一級(jí)髙鉛柳± 《0.08姑助1 27 wt% 早強(qiáng)純鉛酸鉤水泥 7wt% 珪微粉 3 wt% 軟質(zhì)粧上 3wt% 外加蘭聚磯酸鋼 0,03 wt% 外加硫酸鉛 0.Q4 wt% 組分2為： Η級(jí)高鉛帆上 5-h'nm 45 wt% 一級(jí)高鉛研:t 1-Omm 15 wt% 一級(jí)高錫研:i： 《0.088ram 巧wt%. 早強(qiáng)純鉛酸巧水泥 8 wi;% 娃微粉 5 wt% 軟質(zhì)粘± 3 wi;% 外加 Η聚憐酸鋼 0.03 wt% 外加硫酸鉛 0.04 wt% 組分3為： Η級(jí)高鉛機(jī)主 45 wt% 一級(jí)高鉛機(jī)主 15 wt:% 一級(jí)高鉛祝王 27 wt% 早強(qiáng)純鉛酸鉤水泥 7 wt% 強(qiáng)微粉 3 wt% 軟質(zhì)描上 3 wt% 外加 Η聚憐酸鋼 0.05 wt% 外加硫酸鉛 0.06 W悅。6. 按權(quán)利要求5所述的涂抹料，其特征在于組分1、2和3中Al2〇3含量分別為64.87wt %、 65.76"1%和64.59"1%。7. 按權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的涂抹料，其特征在于： ① 110°C X 2地涂抹料抗折強(qiáng)度達(dá)4.9~6. IMPa，耐壓強(qiáng)度25.6~35.5MPa，體積密度為 2.37~2.41g/cm3; ② 1500°C X化的耐壓強(qiáng)度為44.5~47.5MPa，線(xiàn)變化率為-0.65~-0.87% ; ③ 1400°C比的熱態(tài)抗折強(qiáng)度為0.95-1.05MPa; ④ 耐火度為1790°C。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK106083080SQ201610404720
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】高仁驤, 陸兆鑫, 藍(lán)振華, 趙玲娣, 王禮瑋
【申請(qǐng)人】上海彭浦特種耐火材料廠(chǎng)有限公司, 上?？氯鹨苯馉t料有限公司