專利名稱：瀝青焦回轉窯爐襯耐火澆注料、復合預制塊及其制備方法
技術領域：
本發明涉及耐火材料，尤其涉及一種浙青焦回轉窯爐襯用的耐火材料；另一方面，本發明還涉及一種浙青焦回轉窯爐襯用的預制塊和預制塊的制備方法。
背景技術：
浙青焦回轉窯是化工類企業的重要的基礎加熱設備，回轉窯內的最高工作溫度可達1400°C以上。通常，浙青焦回轉窯內襯采用重質澆注料和輕質澆注料雙層澆注設計，該設計存在的主要問題是對回轉窯的清潔生產達不到要求，具體表現在爐襯耐火澆注料，特別是燒成段工作襯澆注料容易在運行后出現剝落和掉塊、保溫襯輕質澆注料在運行后出現開裂、粉化，使用壽命較低，一般在3-8個月，就已影響生產。若對回轉窯采用整體澆注的爐襯設計則對回轉窯正常運行后的檢修維護不利，檢修時對澆注料的解體，會受到回轉窯場地的制約，導致解體困難，檢修時間不確定，最終也直接影響到回轉窯生產任務的完成。
發明內容
本發明旨在解決上述缺陷，提供一種浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料及預制塊。本發明能延長回轉窯耐材的使用壽命，保證化工類企業的正常生產，同時最大限度地減少檢修工作時間、降低檢修成本。為解決上述問題，一種浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，所述回轉窯爐襯為燒成段工作襯和預熱段工作襯，所述耐火澆注料為重質澆注料，它包括
2-8%的純鋁酸鈣水泥； 2-8%的硅微粉；
2_8%的氧化招微粉；
余量為耐火骨料，它包括電熔或燒結莫來石、電熔或燒結剛玉、礬土、紅柱石、硅線石中的一種或幾種。所述浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，所述燒成段工作襯的澆注料包含下列含量的組分
2-6%的純鋁酸鈣水泥；
2-8%的硅微粉；
2_8%的氧化招微粉；
余量為耐火骨料，包括選自Al2O3 ^ 55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3 ^ 98%的電熔或燒結剛玉、Al2O3彡85%的特級礬土中的一種或幾種。所述浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，所述預熱段工作襯的澆注料包含量的下列含量組分
4-8%的純鋁酸鈣水泥；
2-8%的硅微粉；2_8%的氧化招微粉；
余量為耐火骨料，包括選自Al2O3 ^ 55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3 ^ 98%的電熔或燒結剛玉、Al2O3彡80%的礬土中的一種或幾種。一種浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，所述回轉窯爐襯為保溫段襯，澆注料為輕質澆注料,并含下列含量的組分
10-20%的純鋁酸鈣水泥；
2-8%的硅微粉；
20-50%的復相空心球；
余量為耐火骨料，包括選自耐火骨料為Al2O3彡55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3彡50%的藍晶石、Al2O3彡35%的耐火粘土的一種或幾種。一種由所述浙青焦回轉窯爐襯用耐火澆注料制作而成的復合預制塊系由所述重質澆注料的澆注塊與輕質澆注料的澆注塊疊合在一起并由溶膠粘合而成，兩者接觸面間設有金屬錨固件。所述的由所述浙青焦回轉窯爐襯用耐火澆注料制作而成的復合預制塊，所述金屬錨固件為一兩端帶有分叉的金屬細桿。一種所述的復合預制塊的制備方法，它包括一個預制塊模具，并包括下列步驟 步驟一，在模具中澆注重質澆注料；
步驟二，在重質澆注料中插入金屬錨固件； 步驟三，在模具中的重質澆注料上澆注輕質澆注料；
步驟四，養護24小時，待模具中的澆注料硬化后形成預制塊胚，脫模，并自然養護24小
時；
步驟五，將經步驟四，自然養護后的預制塊胚進窯烘烤，在300-600°C下烘烤24小時，取出冷卻即得所述復合預制塊。復合預制塊內部設置金屬錨固件，保證復合預制塊整體結構穩定。所述的復合預制塊的制備方法，所述步驟二當中的金屬錨固件在插入前進行防高溫氧化及防高溫膨脹處理。本發明提供了浙青焦回轉窯燒成段、預熱段工作襯用澆注料和保溫襯用高強輕質澆注料等三種澆注料或由其制作的(復合)預制塊，其既可以單獨現場直接使用，也可以做成預制塊現場安裝，其中預制塊既可以是一種澆注料制成，也可以是二種澆注料(重質和輕質)復合制成。用本發明的工作襯澆注料和保溫襯澆注料制作的復合預制塊安全可靠、安裝快捷方便，同時可實現局部挖修，進而可減少檢修工作、降低維修成本。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明
圖1為所述復合預制塊示意圖。
具體實施例方式本發明提供了浙青焦回轉窯燒成段、預熱段工作襯用澆注料和保溫襯用高強輕質澆注料等三種澆注料或由其制作的復合預制塊，其既可以單獨現場直接使用，也可以做成預制塊現場安裝。一種浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，所述回轉窯爐襯為燒成段工作襯和預熱段工作襯，所述耐火澆注料為重質澆注料，它包括
2-8%的純鋁酸鈣水泥；
2-8%的硅微粉；
2_8%的氧化招微粉；
余量為耐火骨料，它包括電熔或燒結莫來石、電熔或燒結剛玉、礬土、紅柱石、硅線石中的一種或幾種。一、燒成段、預熱段工作襯澆注料
所述燒成段工作襯的澆注料包含下列含量的組分
2-6%的純鋁酸鈣水泥；
2-8%的硅微粉；
2_8%的氧化招微粉；
余量為耐火骨料，包括選自Al2O3 ^ 55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3 ^ 98%的電熔或燒結剛玉、Al2O3彡85%的特級礬土中的一種或幾種。所述浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，所述預熱段工作襯的澆注料包含量的下列含量組分
4-8%的純鋁酸鈣水泥；
2-8%的硅微粉；
2_8%的氧化招微粉；
余量為耐火骨料，包括選自Al2O3 ^ 55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3 ^ 98%的電熔或燒結剛玉、Al2O3彡80%的礬土中的一種或幾種。眾所周知，水泥作為一種膠凝材料是低水泥或超低水泥澆注料得以產生強度的主要原因。水泥加入量低于2%或4%，強度太低，耐磨性不好；加入量高于6%或8%，水泥帶入的CaO過多，使用過程中容易形成較多低熔點的灰長石(2Ca0 Al2O3 SiO2)，黃長石(CaO Al2O3 2Si02),因此本發明的水泥含量為2-6%或4_8%。當有減水劑時，硅微粉、氧化鋁微粉等超微粉的存在可使澆注料獲得低水分下的高流動性，對澆注料的強度、耐磨性影響很大；硅微粉、氧化鋁微粉加入量分別低于2%，耐磨性不好；高于8%，對提高澆注料的流動性、強度并無實際意義。因此，本發明的硅微粉、氧化鋁微粉各自含有2-8%。莫來石是一種優良的耐火原料，其膨脹性低、熱導性也較低，加入莫來石有利于改善材料的熱震穩定性和降低材料的導熱性能；剛玉、礬土也是優良的耐火原料，其硬度高，高溫性能好，但膨脹性高、熱導性好，加入剛玉、礬土后澆注料的強度、耐磨性可以得到提高，但其會降低材料的熱震穩定性和提高材料的導熱性能。因此，本發明中的燒成段、預熱段工作襯澆注料中的耐火骨料采用電熔或燒結莫來石、電熔或燒結剛玉、礬土、紅柱石、硅線石等耐火原料中的一種或幾種，以保證澆注料在提高了澆注料的強度、耐磨性的同時有效地保證了材料的熱震穩定性能和高溫體積穩定性。與一般澆注料相同，制作時也可加入少量有機纖維、金屬鋁粉等，以提高澆注料在烘烤過程中的抗爆裂性。二、保溫襯高強輕質澆注料澆注料為輕質澆注料，并含下列含量的組分
10-20%的純鋁酸鈣水泥；
2-8%的硅微粉；
20-50%的復相空心球；
余量為耐火骨料，包括選自耐火骨料為Al2O3彡55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3彡50%的藍晶石、Al2O3彡35%的耐火粘土的一種或幾種。眾所周知，水泥作為一種膠凝材料是輕質澆注料得以產生強度的主要原因。由于輕質澆注料成型時加水量較大，水泥加入量低于10%，強度太低；加入量高于20%，水泥帶入的CaO過多，使用過程中容易形成較多低熔點的灰長石(2Ca0 Al2O3 SiO2)，黃長石(CaO Al2O3 2Si02)，因此本發明的水泥含量為10-20%。傳統輕質澆注料加水量較大，強度不高，特別是輕質澆注料中溫燒后強度較低，而我們知道，當有減水劑時，硅微粉的存在可使澆注料加水量降低，強度增加，特別是其可大幅提高澆注料的中溫燒后強度，本發明將硅微粉引入輕質澆注料的制作，目的就是為了提高輕質澆注料的強度；硅微粉加入量低于2%，強度不好；高于8%，對提高輕質澆注料的強度無實際意義。因此，本發明的硅微粉的含量為2-8%。傳統輕質澆注料采用的耐火原料一般為輕質骨料或輕質廢磚，熱導性較低，但其吸水率較大，強度較低，本發明引入的復相空心球，是一種優良的輕質耐火原料，其強度高、熱膨脹性低、熱導性低，但價格昂貴。加入復相空心球后輕質澆注料的強度得到進一步提高,并且有利于改善材料的高溫體積穩定性；加入量低于20%,輕質澆注料的導熱率太高；高于50%，經濟上不合理，因此，本發明的復相空心球含量為20-50%。輕質澆注料中的其它耐火骨料為電熔或燒結莫來石、藍晶石、耐火粘土中的一種或幾種，其中電熔或燒結莫來石、藍晶石都是優良的耐火原料，其強度高，高溫性能好，藍晶石還具有高溫膨脹性能，因此加入電熔或燒結莫來石、藍晶石后輕質澆注料的強度提高，中溫燒后材料收縮降低，體積穩定性增加。復合預制塊
由于浙青焦回轉窯爐襯擬采用復合預制塊結構，即將工作襯澆注料I和保溫襯澆注料2直接澆注在一起，這樣可以最大限度地保證二種澆注料的結合。擬采用的復合預制塊的結構為工作襯澆注料I +保溫襯澆注料2，二種澆注料之間采用金屬錨固件3連接，復合預制塊的總厚度按260mm考慮，復合預制塊的結構圖示如下
復合預制塊的制作及結構特點
(1)采用一次成型技術澆注二種澆注料，二種澆注料結合面使用高粘結性溶膠，保證二種澆注料結合緊密；
(2)復合預制塊內部設置金屬錨固件，保證復合預制塊整體結構穩定。(3)金屬錨固件預先采用防高溫氧化和防高溫膨脹處理，以保證金屬錨固件在高溫使用狀態下不會對預制塊產生不好的影響。(4)將所述二種澆注料澆注成型后養護約24h，硬化后脫模，再自然養護約24h，進窯烘烤至300-600°C即可制得。
復合預制塊試的制作
制作復合預制塊的尺寸為220*180*260mm，在其260mm厚度方向，工作襯的厚度 190mm，保溫襯的厚度 70mm，生產好的預制塊模擬實際生產烘烤溫度經過350°C熱處理(預制塊實際生產時的烘烤溫度)后，預制塊外形規正，工作襯、保溫襯澆注料結構完整，二種澆注料結合緊密，二者的結合面沒有裂紋產生，同時預制塊內設置的金屬錨固件在350°C熱處理條件下也沒有對復合預制塊產生破壞作用。根據整個復合預制塊制作情況看，復合預制塊結構設置合理，二種澆注料的材質選擇和連結也達到預想的要求。對預制塊進行各項指標檢測結果如下
權利要求
1.一種浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，其特征在于，所述回轉窯爐襯為燒成段工作襯和預熱段工作襯，所述耐火澆注料為重質澆注料，它包括 2-8%的純鋁酸鈣水泥； 2-8%的硅微粉； 2_8%的氧化招微粉； 余量為耐火骨料，它包括電熔或燒結莫來石、電熔或燒結剛玉、礬土、紅柱石、硅線石中的一種或幾種。
2.根據權利要求1所述浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，其特征在于，所述燒成段工作襯的澆注料包含下列含量的組分 2-6%的純鋁酸鈣水泥； 2-8%的硅微粉； 2_8%的氧化招微粉； 余量為耐火骨料，包括選自Al2O3 ≥ 55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3 ≥ 98%的電熔或燒結剛玉、Al2O3≥85%的特級礬土中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，其特征在于，所述預熱段工作襯的澆注料包含量的下列含量組分 4-8%的純鋁酸鈣水泥； 2-8%的硅微粉； 2_8%的氧化招微粉； 余量為耐火骨料，包括選自Al2O3 ^ 55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3 ^ 98%的電熔或燒結剛玉、Al2O3≥80%的礬土中的一種或幾種。
4.一種浙青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，其特征在于，所述回轉窯爐襯為保溫段襯,澆注料為輕質澆注料,并含下列含量的組分 10-20%的純鋁酸鈣水泥； 2-8%的硅微粉； 20-50%的復相空心球； 余量為耐火骨料，包括選自耐火骨料為Al2O3≥55%的電熔或燒結莫來石、Al2O3≥50%的藍晶石、Al2O3≥35%的耐火粘土的一種或幾種。
5.一種由所述浙青焦回轉窯爐襯用耐火澆注料制作而成的復合預制塊，其特征在于，所述復合預制塊系由所述重質澆注料的澆注塊與輕質澆注料的澆注塊疊合在一起并由溶膠粘合而成，兩者接觸面間設有金屬錨固件。
6.根據權利要求5所述的由所述浙青焦回轉窯爐襯用耐火澆注料制作而成的復合預制塊，其特征在于，所述金屬錨固件為一兩端帶有分叉的金屬細桿。
7.一種根據權利要求5或6所述的復合預制塊的制備方法，其特征在于，它包括一個預制塊模具，并包括下列步驟 步驟一，在模具中澆注重質澆注料； 步驟二，在重質澆注料中插入金屬錨固件； 步驟三，在模具中的重質澆注料上澆注輕質澆注料； 步驟四，養護24小時，待模具中的澆注料硬化后形成預制塊胚，脫模，并自然養護24小時； 步驟五，將經步驟四，自然養護后的預制塊胚進窯烘烤，在300-600°C下烘烤24小時，取出冷卻即得所述復合預制塊； 復合預制塊內部設置金屬錨固件，保證復合預制塊整體結構穩定。
8.根據權利要求7所述的復合預制塊的制備方法，其特征在于，所述步驟二當中的金屬錨固件在插入前進行防高溫氧化及防高溫膨脹處理。
全文摘要
本發明涉及耐火材料。一種瀝青焦回轉窯爐襯用系列耐火澆注料，所述回轉窯爐襯為燒成段工作襯和預熱段工作襯，所述耐火澆注料為重質澆注料，它包括2-8%的純鋁酸鈣水泥；2-8%的硅微粉；2-8%的氧化鋁微粉；余量為耐火骨料。一種由所述瀝青焦回轉窯爐襯用耐火澆注料制作而成的復合預制塊工作襯澆注料＋保溫襯澆注料，二種澆注料之間采用金屬錨固件連接。該預制塊的制備方法是，在厚度方向上依次澆注重質澆注料和輕質澆注料，硬化后進窯烘烤即可。本發明能延長回轉窯耐材的使用壽命，保證化工類企業的正常生產，同時最大限度地減少檢修工作時間、降低檢修成本。
文檔編號C04B35/66GK103058671SQ201110318078
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者宋飛, 陳路兵, 吳輝, 沈偉國, 廖國保 申請人:上海寶鋼工業檢測公司, 上海久金耐火材料有限公司