刚玉莫来石质耐磨耐火浇注料
专利汇可以提供刚玉莫来石质耐磨耐火浇注料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种刚玉 莫来石 质耐磨耐火浇注料，属于耐火材料；旨在提供一种中温强度高、抗热震性和抗冲刷磨损性能好的不定形耐火材料。按重量百分比计算，它由89～96％湿泥料、2～6％ 铝 酸 钙 水 泥、2～5％结合剂均匀混合而成；结合剂由20～30％的工业氢 氧 化铝细粉、67～79％浓度为45％的 磷酸 、1～3％的氧化铬绿微粉配制而成，湿泥料是以一定颗粒级配的刚玉，或刚玉与莫来石的混合物为 骨料 、通过添加结合剂和添加剂配制而成，添加剂由60～76％白刚玉粉、15～25％ 活性氧 化铝微粉、5～15％ 硅 微粉、3～8％三聚磷酸钠、1～8％ 硼 酸钠配制而成。本发明是主要用于循环 流化床 锅炉 内衬 及 水泥 窑内衬的理想耐火浇注材料。，下面是刚玉莫来石质耐磨耐火浇注料专利的具体信息内容。
1.一种刚玉莫来石质耐磨耐火浇注料，其特征在于由下列重量百分比 的原料均匀混合而成：湿泥料89～96％、铝酸钙水泥2～6％、结合剂2～5％；
所述铝酸钙水泥的理化指标如下：
表1：铝酸钙水泥
项目 Al2O3 CaO 粒度 耐火度 初凝时间 铝酸钙水泥 ＞68％ ＜30％ ＜0.088mm ＞1560℃ ≥45min
所述结合剂由下列重量百分比的原料均匀混合，缓慢加热至90～100 ℃、保温30～60分钟制备而成：工业氢氧化铝细粉20～30％、浓度为45％ 的磷酸67～79％、氧化铬绿微粉1～3％；
所述湿泥料由下列重量百分比的原料均匀混合而成：粒度为5～8mm 的粗粒骨料10～30％、粒度为3～5mm的中粒骨料10～30％、粒度为0.5～ 3mm的细粒骨料15～35％、结合剂10～18％、添加剂30～50％，所述粗粒骨 料、中粒骨料、细粒骨料是刚玉，或90％的刚玉与10％的莫来石两者的混合 物；所述刚玉、莫来石的理化指标如下：
表2.刚玉
项目 Al2O3 Fe2O3 SiO2 耐火度 体积密度 刚玉 ＞95％ ＜0.3％ ＜1.0％ ＞1790℃ ＞3.9g/cm3
表3：莫来石
项目 Al2O3 Fe2O3 氧化物杂质 耐火度 体积密度 莫来石 ＞70％ ＜0.3％ ＜0.3％ ＞1790℃ ＞2.8g/cm3
所述添加剂由下列重量百分比的原料配制而成：白刚玉粉60～76％、 活性氧化铝微粉15～25％、硅微粉5～15％、三聚磷酸钠3～8％、硼酸钠1～ 8％，所述白刚玉细粉、活性氧化铝微粉、硅微粉的理化指标如下：
表4：白刚玉细粉
项目 Al2O3 Fe2O3 氧化物杂质 耐火度 体积密度 白刚玉细粉 ＞99％ ＜0.2％ ＜0.088mm ＞1790℃ ＞3.95g/cm3
表5：活性氧化铝微粉
项目 Al2O3 Fe2O3 粒度 耐火度 体积密度 活性氧化铝微粉 ＞99％ ＜0.2％ ＜4μm ＞1790℃ ＞3.95g/cm3
表6：硅微粉
项目 SiO2 C 粒度 烧失量 PH值 硅微粉 ＞90％ ＜2.0％ ＜50μm ＜6％ 4.5～7
添加剂由所述各原料混合均匀，共磨20～30分钟制备而成。
技术领域：
本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种不定形耐火材料。
背景技术：
众所周知，循环流化床锅炉的温度变化大、含尘气体对炉 膛的冲刷剧烈，炉膛容易磨损。目前，用于修复炉膛的不定形耐火材料主 要有高铝质耐磨耐火浇注料、刚玉莫来石质耐磨浇注料等；前者是以一定 颗粒级配的高铝矾土熟料为骨料、以硅微粉和高铝水泥为结合剂混合而成， 其优点是成本较低；但因高铝矾土熟料所含杂质较多，同时在配料中加入 了一定量的高铝水泥，在中温使用时会形成熔点和性能较低的钙长石和钙 铝黄长石，从而导致其在中温下使用时浇注料的强度、抗热震性和抗冲刷 磨损性能较差，使得循环流化床锅炉的寿命较短。后者是以高铝矾土熟料、 刚玉、莫来石为主要原料，通过添加适量的高铝水泥或纯铝酸钙水泥为结 合剂制备而成；由于在配料中添加了刚玉、莫来石组分，因而可有效提高 浇注料的抗热震性能和抗冲刷磨损性能，目前在实际工程中广泛使用此类 浇注料；但由于结合剂仍为高铝水泥或纯铝酸钙水泥，中温强度不高、抗 热震性能和抗冲刷磨损性能还存在一定的缺陷。因此，如何提高浇注料的 中温强度、如何提高抗热震性能和抗冲刷磨损性能目前已经成为摆在国内 外耐火材料生产企业面前的一个严重要课题；为此，有的企业完全采用刚 玉和莫来石为原料，以纯铝酸钙水泥为结合剂来制备刚玉莫来石质耐磨浇 注料，由于原料杂质少，因而可有效提高浇注料的中温强度、抗热震稳定 性能和抗冲刷磨损性能，但由于成本较高，在实际工程中很少使用。
发明内容：
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种能 够提高浇注料中温强度、抗热震性能和抗冲刷磨损性能的刚玉莫来石质耐 磨耐火浇注料。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它由下列重量百分比 的原料均匀混合而成：湿泥料89～96％、铝酸钙水泥2～6％、结合剂2～5％；
所述铝酸钙水泥的理化指标如下：
表1：铝酸钙水泥
项目 Al2O3 CaO 粒度 耐火度 初凝时间 铝酸钙水泥 ＞68％ ＜30％ ＜0.088mm ＞1560℃ ≥45min
所述结合剂由下列重量百分比的原料均匀混合，缓慢加热至90～100 ℃、保温30～60分钟制备而成：工业氢氧化铝细粉20～30％、浓度为45％ 的磷酸67～79％、氧化铬绿微粉1～3％；
所述湿泥料由下列重量百分比的原料均匀混合而成：粒度为5～8mm 的粗粒骨料10～30％、粒度为3～5mm的中粒骨料10～30％、粒度为0.5～ 3mm的细粒骨料15～35％、结合剂10～18％、添加剂30～50％，所述粗粒骨 料、中粒骨料、细粒骨料是刚玉，或90％的刚玉与10％的莫来石两者的混合 物；所述刚玉、莫来石的理化指标如下：
表2：刚玉
项目 Al2O3 Fe2O3 SiO2 耐火度 体积密度 刚玉 ＞95％ ＜0.3％ ＜1.0％ ＞1790℃ ＞3.9g/cm3
表3：莫来石
项目 Al2O3 Fe2O3 氧化物杂质 耐火度 体积密度 莫来石 ＞70％ ＜0.3％ ＜0.3％ ＞1790℃ ＞2.8g/cm3
所述添加剂由下列重量百分比的原料配制而成：白刚玉粉60～76％、 活性氧化铝微粉15～25％、硅微粉5～15％、三聚磷酸钠3～8％、硼酸钠1～ 8％，所述白刚玉细粉、活性氧化铝微粉、硅微粉的理化指标如下：
表4：白刚玉细粉
项目 Al2O3 Fe2O3 氧化物杂质 耐火度 体积密度 白刚玉细粉 ＞99％ ＜0.2％ ＜0.088mm ＞1790℃ ＞3.95g/cm3
表5：活性氧化铝微粉
项目 Al2O3 Fe2O3 粒度 耐火度 体积密度 活性氧化铝微粉 ＞99％ ＜0.2％ ＜4μm ＞1790℃ ＞3.95g/cm3
表6：硅微粉
项目 SiO2 C 粒度 烧失量 PH值 硅微粉 ＞90％ ＜2.0％ ＜50μm ＜6％ 4.5～7
添加剂由所述各原料混合均匀，共磨20～30分钟制备而成。
根据耐火材料的相关理论可知：耐火材料的中温性能主要决定于结合 剂的性能，若结合剂在中温下能与耐火材料中的骨料发生反应，并生成具 有优良性能的结合相，则可有效地提高耐火材料的中温性能。耐火材料的 抗热震性主要取决于骨料和基质的热膨胀系数，在工作温度下若热膨胀系 数小，则抗热震性好；因此在耐火材料中添加热膨胀系数小的添加剂，可 改善基质与骨料之间的结合性能，从而可有效地提高材料的抗热震性能。 耐火材料的抗冲刷磨损性除了与使用的骨料有关外，还与材料的颗粒级配、 以及骨料与基质的结合种类等有很大的关系；合理的颗粒级配可有效地提 高材料的致密度，从而使其抗冲刷磨损性能得到改善；同时在工作温度下 基质与骨料之间的陶瓷结合可有效地提高材料的抗冲刷磨损性能。
与现有技术比较，本发明从上述关理论出发，结合循环流化床锅炉耐 火材料内衬的特点，同时根据等球径体堆积原理和传统材料的损毁机理提 出了上述技术方案；由于该方案优化了浇注材料中的刚玉，或刚玉与莫来 石混合物骨料的颗粒级配，并且采用了能够在中温下与骨料发生反应并生 成优良性能结合相的结合剂以及具有较低热膨胀系数的添加剂，因此不但 能够较大幅度地提高浇注材料的中温强度、抗热震稳定性和抗冲刷磨损性 能，延长了使用寿命，而且还提高了材料在锅炉内壁的附着性以及材料的 施工性能，大大缩短了养护时间。经测试，本发明的主要技术指标如下：
Al2O3≥90％；SiO2≥5％；
体积密度≥3.00g/cm3；
耐火度≥1790℃；
抗热震稳定性能≥25次；
耐压强度：≥90MPa(110℃×24h)，≥160MPa(1100℃×3h)；
抗折强度：≥12MPa(110℃×24h)，≥28MPa(1100℃×3h)；
线变化率/％：-0.2∽+0.2(110℃×24h)
-0.4∽+0.4(1100℃×3h)
实践证明，本发明的中温强度、抗热震性能和抗冲刷磨损性能等指标 均优于目前同类产品，完全能够满足循环流化床锅炉的使用要求；而且生 产成本与目前普通刚玉莫来石质耐火浇注料的生产成本基本相当。
具体实施方式：
下面以结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
1)取工业氢氧化铝细粉75千克、浓度为45％的磷酸167.5千克、氧 化铬绿微粉7.5千克混合均匀，缓慢加热至100℃、保温60分钟，制成结 合剂250千克备用；
2)取白刚玉粉300千克、活性氧化铝微粉125千克、硅微粉25千克、 三聚磷酸钠40千克、硼酸钠10千克混合均匀，共磨30分钟制成添加剂 500千克备用；其中，白刚玉细粉、活性氧化铝微粉、硅微粉的理化指标 如下：
表4：白刚玉细粉
项目 Al2O3 Fe2O3 氧化物杂质 耐火度 体积密度 白刚玉细粉 ＞99％ ＜0.2％ ＜0.088mm ＞1790℃ ＞3.95g/cm3
表5：活性氧化铝微粉
项目 Al2O3 Fe2O3 粒度 耐火度 体积密度 活性氧化铝微粉 ＞99％ ＜0.2％ ＜4μm ＞1790℃ ＞3.95g/cm3
表6：硅微粉
项目 SiO2 C 粒度 烧失量 PH值 硅微粉 ＞90％ ＜2.O％ ＜50μm ＜6％ 4.5～7
3)取粒度为5～8mm的粗粒骨料100千克、粒度为3～5mm的中粒骨料 300千克、粒度为0.5～3mm的细粒骨料150千克、所述结合剂100千克、 所述添加剂350千克均匀混合制成湿泥料1000千克备用；其中，所述粗粒 骨料、中粒骨料、细粒骨料是刚玉，或90％的刚玉与10％的莫来石两者的混 合物；刚玉、莫来石的理化指标如下：
表2：刚玉
项目 Al2O3 Fe2O3 SiO2 耐火度 体积密度 刚玉 ＞95％ ＜0.3％ ＜1.0％ ＞1790℃ ＞3.9g/cm3
表3：莫来石
项目 Al2O3 Fe2O3 氧化物杂质 耐火度 体积密度 莫来石 ＞70％ ＜0.3％ ＜0.3％ ＞1790℃ ＞2.8g/cm3
4)取所述湿泥料890千克、铝酸钙水泥60千克、结合剂50千克混合， 搅拌均匀即制得1000千克本发明产品；其中，铝酸钙水泥的理化指标如下：
表1：铝酸钙水泥
项目 Al2O3 CaO 粒度 耐火度 初凝时间 铝酸钙水泥 ＞68％ ＜30％ ＜0.088mm ＞1560℃ ≥45min
实施例2
各步骤同实施例1；其中：
步骤1)中的结合剂由工业氢氧化铝细粉50千克、磷酸197.5千克、 氧化铬绿微粉2.5千克，加热至90℃、保温30分钟制备而成；
步骤2)中的添加剂由白刚玉粉380千克、活性氧化铝微粉75千克、 硅微粉25千克、三聚磷酸钠15千克、硼酸钠5千克，共磨20分钟制备而 成；
步骤3)中的湿泥料由粗粒骨料150千克、中粒骨料100千克、细粒 骨料150千克、结合剂100千克、添加剂500千克制备而成；
步骤4)中的本发明产品由湿泥料960千克、铝酸钙水泥20千克、结 合剂20千克制得。
实施例3
各步骤同实施例1；其中：
步骤1)中的结合剂由工业氢氧化铝细粉62.5千克、磷酸182.5千克、 氧化铬绿微粉5千克，加热至100℃、保温40分钟制备而成；
步骤2)中的添加剂由白刚玉粉330千克、活性氧化铝微粉75千克、 硅微粉75千克、三聚磷酸钠15千克、硼酸钠5千克，共磨25分钟制备而 成；
步骤3)中的湿泥料由粗粒骨料300千克、中粒骨料100千克、细粒 骨料150千克、结合剂150千克、添加剂300千克制备而成；
步骤4)中的本发明产品由湿泥料925千克、铝酸钙水泥40千克、结 合剂35千克制得。
实施例4
各步骤同实施例3；其中：
步骤1)中的保温时间为50分钟；
步骤2)中的添加剂由白刚玉粉300千克、活性氧化铝微粉95克、硅 微粉45千克、三聚磷酸钠20千克、硼酸钠40千克，共磨25分钟制备而 成；
步骤3)中的湿泥料由粗粒骨料110千克、中粒骨料100千克、细粒 骨料350千克、结合剂140千克、添加剂300千克制备而成。
实施例5
各步骤同实施例3；其中：
步骤2)中的添加剂由白刚玉粉360千克、活性氧化铝微粉75克、硅 微粉25千克、三聚磷酸钠30千克、硼酸钠10千克，共磨25分钟制备而 成；
步骤3)中的湿泥料由粗粒骨料100千克、中粒骨料175千克、细粒 骨料245千克、结合剂180千克、添加剂300千克制备而成。
实施例6
各步骤同实施例3；其中：
步骤2)中的添加剂由白刚玉粉300千克、活性氧化铝微粉110克、 硅微粉60千克、三聚磷酸钠15千克、硼酸钠25千克，共磨25分钟制备 而成；
步骤3)中的湿泥料由粗粒骨料200千克、中粒骨料150千克、细粒 骨料150千克、结合剂100千克、添加剂400千克制备而成。
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