[发明专利]一种复合耐火浇注料

说明书

技术领域

本发明涉及耐火耐高温材料，具体地说，本发明涉及一种复合耐火浇注料。

背景技术

耐火浇注料(又称耐高温浇注料)是一种由耐火/耐高温物质制成的粒状和粉状材料，并加入一定量结合剂和水分共同组成。它具有较高的流动性，适宜用浇注方法施工，并无需加热即可硬化的不定形耐火材料。一般在使用现场以浇注、震动或捣固的方法浇筑成型，也可以制成预制件使用。耐火浇注料是不定形耐火材料的主要品种。

水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起，作为一种重要的胶凝材料，被广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。水泥中CaO的含量与其凝结速度、强度有很大的关系。

对于水泥耐火浇注料，水泥的作用至关重要。无论是对于耐火浇注料的成型、凝结、硬化、养护、干燥、升温、烧结，还是对于耐火浇注料的最终性能或使用寿命，加入的水泥都发挥了重要作用。按照耐火浇注料中CaO含量的不同，可将耐火浇注料分为无水泥耐火浇注料(CaO含量＜0.2％)、超低水泥耐火浇注料(CaO含量0.2-1.0％)、低水泥耐火浇注料(CaO含量1.0-2.5％)和普通水泥结合耐火浇注料(CaO含量＞2.5％)。

在这几类浇注料中，低水泥浇注料凭借较好的综合性能得到广泛的应用。这是因为，当CaO的含量＜1％，浇注料的凝结速度变慢、脱模时间延长、干燥强度降低，冬季施工性能显著变坏，甚至经过数天都不硬化；反之，CaO的含量＞2.5％，浇注料的熔剂物质过多，高温性能和抗侵蚀性能如烧后线变化、热态强度、渣蚀深度将会恶化。

但是，在窑炉工程中，浇注料衬体的局部常因受到苛刻的高温侵蚀或高温磨损提前损坏，从而缩短了窑衬的寿命。因此，需要开发耐高温、抗侵蚀性能更好的超低水泥耐火浇注料。为开发超低水泥浇注料，就要解决现有超低水泥耐火浇注料硬化速度慢、脱模时间长、干燥强度低、冬季施工性能差的问题。

硅溶胶是一种新型的结合剂。但是，硅溶胶在不定形耐火材料的应用尚不广泛。主要原因在于：硅溶胶结合不定形耐火材料常温下硬化很慢，需要经加热、干燥处理才能固化。如果简单加入铝酸盐水泥固化，硅溶胶就会发生不可控凝结，这样就不能经成形制得致密的衬体。

加入硅溶胶的水泥，从流态到固态的转变非常不可控，为使浇注料成形时良好流动、成形后迅速固化，硬化后获得良好的物理化学性能，急需解决这个难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有良好的成形性能和固化性能，固化后又能够获得良好的耐高温、抗侵蚀、抗热震性能的复合超低水泥耐火浇注料。

本发明是通过以刚玉、矾土和莫来石作为填料，采用硅溶胶为结合剂、少量铝酸盐水泥为固化剂，通过添加氧化铝微粉、硅灰和碳化硅来获得凝结正常、硬化快以及优异的耐高温、低气孔和抗侵蚀性能优越的复合浇注料。

所述复合耐火浇注料是指水泥-硅溶胶结合，形成云絮状CaO-Al₂O₃-SiO₂-H₂O胶体物质的结合方式。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种耐火浇注料，由颗粒料、基质料和外加剂组成，具体由以下组分组成：

颗粒料由刚玉、矾土、碳化硅和莫来石组成；基质料由水泥、氧化铝微粉和硅灰组成；外加剂由解凝剂、缓凝剂、硅溶胶和水组成。

颗粒料和基质料中CaO的总质量应占耐火浇注料总质量的0.2～1.0wt％。

刚玉是一种由氧化铝(Al₂O₃)的结晶形成的宝石，在耐火耐高温材料领域，最常见的是电熔刚玉和烧结刚玉。烧结刚玉指以煅烧氧化铝为原料，经磨细制成料球或坯体，在1750-1900℃的高温下烧结而成的耐火熟料，具有体密大、气孔率低、高温下有极好的抗热震性和抗炉渣侵蚀性，晶粒强度高的特点。电熔刚玉砖是在电弧炉中将氧化铝熔融后浇铸到指定的特定形状的模型中，通过退火保温，再通过金刚石磨具的加工，得到电熔刚玉砖。该产品根据其中氧化铝结晶形态的不同和数量的多少分为α刚玉砖、α，β刚玉砖和β刚玉砖，其中，α，β刚玉砖产品结晶致密，在1350度以下，对玻璃液的抗侵蚀性优良，因此被广泛应用在玻璃窑炉工作池及以后部位，通常使用部位是溜槽、唇砖、闸板砖等。本发明所用烧结刚玉或/和电熔刚玉均为市售耐火材料，非常容易购得。