[发明专利]耐火可塑料用体积稳定剂

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种耐火可塑料用体积稳定剂。 

背景技术

耐火可塑料，又称可塑料，包括高性能的耐磨耐火可塑料，是由一定级配的耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂，加水或其他液体经过充分混炼后，以捣打、振动或挤压方法施工的泥坯状或泥团状的高级不定形耐火材料。具有优异的耐磨性、超强的黏结性。耐火可塑料按耐火骨料分为：粘土质、高铝质、刚玉质、硅质、镁质、铬质、锆英石质和碳化硅质耐火可塑料等。按结合剂种类分为：水玻璃、磷酸盐、硫酸盐和有机结合剂耐火可塑料等。按硬化方式分为：气硬性或热硬化耐火可塑料两种。和耐火砖相比，耐火可塑料生产流程简单，容易施工，筑炉速度快，修补方便，且整体性好。和耐火浇注料相比，施工不用模板，不需要养护时间。由干高温下生成的玻璃相少，性能也超过相同材质的耐火浇注料。耐火可塑料的缺点是体积收缩大，不加防缩剂的可塑料干燥收缩可达4%左右；常温下强度低。加入适量的氧化铝等微粉，替代或部分替代粘土，即可减少干燥收缩和高温加热收缩，还可提高高温性能。同时在可塑料中加入适量的膨胀性材料，如蓝晶石细粉，利用蓝晶石的莫来石化效应产生的体积膨胀抵消可塑料基质的高温收缩。 

1.耐火可塑料的适用范围 

（1）耐火可塑料在修补循环流化床卫燃带浇注料，旋风筒等使用耐火材料部位的应用：其超强的黏结性能，可随意修补任何不规则的磨损部位，无需使用钢模板或模具，施工完毕后可以立即点火，不必特殊的养护，从而缩短施工周期，节省费用。

（2）耐火可塑料在水冷壁管与卫燃带交界处的防磨处理：免烧烤耐磨耐火可塑料可以在水冷管上施工，铺敷最薄厚能够控制在5mm以下，这是其它同类产品所无法做到的，免烧烤耐磨耐火可塑料在水冷壁与卫燃带交界处的施工，可以改变该位置的几何角度，使过渡区变得相当平坦，以至于接近平面，从而减少涡流在该部位的形成，综合了涡流在该位置的停留时间，使磨损程度大大降低。 

此外主要用于钢铁工业中的各种加热炉、均热炉、退火炉、烧结炉，以及电炉顶等作衬体。 

2.耐火可塑料收缩的危害及机理 

可塑料中因掺有一定数量的结合粘土，用它砌筑的炉体干燥时会产生收缩，加热冷却后还会进一步收缩，如果收缩量过大就会造成炉体损坯。粘土在体积变化或应力作用下，在变形不协调的地方，可能产生裂缝。其机理主要是干湿缩胀和烧结。

干湿缩胀作用——粘土会因吸水而膨胀，之后随含水量的减少而收缩。这种作用的强弱取决于粘土中强亲水性矿物(如蒙脱石和水云母)含量的高低。强亲水性矿物含量越高，干湿缩胀作用越明显。在干湿循环过程中，衬体的连续结构被体积的突然变化或不均匀变化所破坏，形成裂缝。 

烧结作用——在高温下（不高于熔点），粘土固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体，这种现象称为烧结。 

3.常规处理办法及其局限性 

由于在耐火可塑料中，软质粘土脱水、烧结收缩导致耐火可塑料收缩，在气硬性耐火可塑料中采取了一些技术措施来补偿收缩。

（1）引入蓝晶石族矿物，利用其在1300～1500℃莫来石化产生的体积膨胀来弥补收缩； 

　　（2）引入A1₂0₃原料，利用其与Si0₂反应生成莫来石产生的体积膨胀来弥补收缩；

　　（3）优选软质粘土的种类、加入量和粒度组成，并选用＜1μm的超细粉(如A1₂0₃微粉)来代替部分软质粘土，可降低耐火可塑料的烧成收缩；

　　（4）精选原材料，严格控制原材料中的Fe₂0₃、Na₂0和K₂0等杂质和低熔物；

　　（5）采取均匀膨胀技术，保证施工衬体的整体性。在防止耐火可塑料收缩的基础上，精心搭配原材料，精确地设计配方，使耐火可塑料随着温度的提高均匀膨胀，不在某一个温度段内产生过大膨胀，保证施工衬体的整体性。

上述这些方法共同的缺点在于：只能缓解因烧结引起的收缩，对干湿缩胀引起的的体积收缩毫无作用。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耐火可塑料用体积稳定剂，其既能有效缓解因烧结引起的收缩，又能有效地抑制因干湿缩胀引起的的体积收缩。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：