[发明专利]一种耐火材料的热修补料

说明书

本发明公开了一种耐火材料的热修补料，具体为增压锅炉中的碳化硅耐火材料的快速热修补料，原料包括主材质和结合剂，主材质包括6种不同粒径等级的碳化硅粉末，按粒径由高到低对应的质量比为8：5：8：15：8：10；结合剂包括氮化硅粉、硅酸钠粉、磷酸铝粉、糠醇、有机硅树脂粉、硅溶胶粉、铝溶胶粉、氧化硅微粉、氧化钒粉、硅粉、硼砂和稀土氧化物微粉，对应的质量比为20：10：4：1：5：1：1：2：0.5：0.5：0.5：0.5。主材质中不同粒径的碳化硅粉末具有良好的协同作用，可强化修补料的强度。结合剂中包含低温、中温和高温结合剂，适用于全区段温域，可使修补料连续地获得强度，使材料没有溃点温度。

技术领域

本发明属于耐火材料快速修补技术领域，具体涉及一种耐火材料的热修补料。

背景技术

耐火材料为耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料，广泛用于动力、冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐等工业领域。船舶中增压锅炉所用碳化硅耐火材料属于易损部件，在船舶受冲击和振动时更易脱落、坍塌，将直接导致停炉和动力丧失，必须尽快进行维修。但是由于锅炉炉膛处于高温状态，即使采用强制通风，仍需在30小时以后，才能进人进行维修更换，显然不能满足连续作业的要求。因此，开展快速热修补技术研究，具有十分重要的意义。

修补料是由具有一定颗粒级配的耐火材料、化学结合剂和外加剂组成的，用喷射施工方法对热工设备(如增压锅炉)内衬进行修补时使用的不定形耐火材料。修补过程是用机械方法将特殊组成的耐火材料修补在内衬表面以防止内衬蚀损，修补的料层经受锅炉的热负荷，保护耐火内衬免受火焰等侵害。针对锅炉高温时的修补有两种情况：一种是对局部凹陷处与蚀损坑的应急性修补；一种是对全部表面进行系统修补。根据物料在修补过程中的状态，通常修补方法分为：火焰修补、干法修补、半干法修补、湿法修补。火焰修补法是使物料在火焰中行进并熔融成塑态射到受补面上，该法主要热态修补炉衬，对原衬损伤少，喷涂层易烧结，使用寿命长，但成本较高，工艺也不够成熟。干法修补是运送不含水分的的干粉，在喷嘴部位添加水分的方法，该方法应用广泛，但存在粉尘以及回弹量比较多、施工性能较差等缺点。半干法修补是将混合料与通过喷枪的水环孔眼的水混合，由压缩空气喷射到修补面上的一种方法，具有修补层体积密度大，收缩较小的特点，可获得较厚的修补层，耐用性也较好，但回弹率仍较高。

湿法修补是近年来兴起并得以广泛使用的修补方法，是指将耐火骨料、基质、结合剂、添加剂与水混合制成泥浆，通过压缩空气将泥浆喷射到修补面上的一种方法。湿法修补大约在70年代后期开始在各种类型的窑炉上得以应用，但是由于施工及材料性能的问题，仅局限于很小的应用范围，还不能被广范应用。新的湿法修补技术从90年代起，首先在钢包上开始使用，到目前为止推广到各种冶金窑炉、燃烧炉、水泥制造业等众多行业的多种用途的炉窑上，得到了广泛的好评。该修补技术具有如下特点：可以修补任意厚度的炉衬；可以确保炉衬达到与浇注法施工同样的致密度；施工效率高、回弹损耗极小，可实现无粉尘施工。因此，湿法修补是未来的发展趋势。而在湿法修补的修补过程中，修补料的品质又是影响湿法修补效果的最重要的因素。当前，用于湿法修补的修补料主要为单一组成的骨料辅以一种或两种性能相似的结合剂，现有的修补料的原料组成及配比很难满足湿法修补的热修补方式下的工程要求，且形成的修补层存在粘结强度和抗折强度较差的问题，存在很大的改进空间，迫切需要改进传统意义上的湿法修补用修补料配方。

发明内容

本发明结合增压锅炉碳化硅耐火材料的理化性能组成、损伤模式和失效机理，提供了一种碳化硅耐火材料的热修补料，配比一定的不同粒径的碳化硅，具有良好的协同作用，可强化修补料的强度，经过优选的适用于全区段温域的复合结合剂可使修补料连续地获得强度，使材料没有溃点温度，可解决快速热修补增压锅炉中碳化硅耐火材料的难题。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

本发明的技术方案，一种耐火材料的热修补料，原料包括主材质和结合剂，所述主材质包括不同粒径等级的碳化硅粉末，所述结合剂包括氮化硅粉、硅酸钠粉、磷酸铝粉、糠醇、树脂粉、溶胶粉、氧化硅微粉、氧化矾粉、硅粉、硼砂和稀土氧化物微粉。