一种耐火材料的热修补料制造技术

本发明专利技术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。使材料没有溃点温度。使材料没有溃点温度。

【技术实现步骤摘要】
一种耐火材料的热修补料


[0001]本专利技术属于耐火材料快速修补
，具体涉及一种耐火材料的热修补料。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本专利技术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。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下的技术方案：
[0007]本专利技术的技术方案，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。
[0008]进一步地，所述不同粒径等级的碳化硅粉末的粒径为3～0.038mm，具体包括6种不同粒径等级的碳化硅。
[0009]进一步地，所述6种不同粒径等级为2.5～3mm、2～2.5mm、1.25～2mm、1～1.25mm、0.9～1mm、0.8～0.9mm、0.6～0.8mm、0.5～0.6mm、0.4～0.5mm、0.3～0.4mm、0.25～0.3mm、0.2～0.25mm、0.15～0.2mm、0.1～0.15mm、0.044～0.074mm、0.038～0.044mm中的6种。
[0010]进一步地，所述6种不同粒径等级的碳化硅按粒径由高到低对应的质量比为8：5：8：15：8：10。
[0011]进一步地，所述6种不同粒径等级优选为2.5～3mm、2～2.5mm、1.25～2mm、1～1.25mm的一种，0.9～1mm、0.8～0.9mm、0.6～0.8mm、0.5～0.6mm中的1种，0.4～0.5mm、0.3～0.4mm、0.25～0.3mm中的1种，0.2～0.25mm、0.15～0.2mm、0.1～0.15mm中的1种，以及0.044～0.074mm和0.038～0.044mm。
[0012]进一步地，所述树脂粉为有机硅树脂粉，所述溶胶粉为硅溶胶粉和铝溶胶粉。
[0013]进一步地，所述氮化硅粉的粒径≤0.5mm，具体包括2种不同粒径等级的氮化硅，所述2种不同粒径等级选自以下4种中的1种：≤0.044mm和0.044～0.15mm、≤0.044mm和0.15～0.25mm、≤0.044mm和0.25～0.4mm、≤0.044mm和0.4～0.5mm。
[0014]进一步地，所述2种不同粒径等级的氮化硅按粒径由高到低对应的质量比为10：10。
[0015]进一步地，所述硅酸钠粉、磷酸铝粉、树脂粉、溶胶粉、氧化钒粉、硼砂的粒径均≤0.074mm，所述硅粉的粒径≤0.044mm，所述氧化硅微粉的粒径≤5μm，所述稀土氧化物微粉的粒径≤3μm。
[0016]进一步地，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、氧化矾粉、硅粉、硼砂、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。
[0017]进一步地，所述耐火材料为增压锅炉中的碳化硅耐火材料。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术以经过优选配比的6种不同粒径等级的碳化硅作为修补料的主材质，6种不同粒径等级的碳化硅具有良好的协同作用，可强化修补料的强度。本专利技术配方体系中的结合剂中包含三种复合结合剂：有机硅树脂作为低温(530℃以下)结合剂；硅溶胶和铝溶胶的预混粉作为中温(530～1200℃)结合剂；氧化硅微粉和氧化钒粉则作为高温(1100℃以上)结合剂。以上三类结合剂能够适应不同的温度，三类结合剂协同作用，保证在不同温度下材
料强度连续获得，使材料没有溃点温度。另外，结合剂中的氮化硅粉、硅酸钠粉、磷酸铝粉、糠醇、硅粉、硼砂、稀土氧化物微粉等可起到混合增强的作用。本专利技术配方体系中主材质和结合剂中的各原料都有不同的粒径等级要求，采用粒径粗细不同的原料混合搭配能起到提高原料颗粒分散效果、增强修补料强度的作用。本专利技术的热修补材料有效解决了快速热修补增压锅炉中碳化硅耐火材料的难本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐火材料的热修补料，其特征在于，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、氧化钒粉、硅粉、硼砂和稀土氧化物微粉。2.根据权利要求1所述的一种耐火材料的热修补料，其特征在于，所述不同粒径等级的碳化硅粉末的粒径为3～0.038mm，具体包括6种不同粒径等级的碳化硅。3.根据权利要求2所述的一种耐火材料的热修补料，其特征在于，所述6种不同粒径等级为2.5～3mm、2～2.5mm、1.25～2mm、1～1.25mm、0.9～1mm、0.8～0.9mm、0.6～0.8mm、0.5～0.6mm、0.4～0.5mm、0.3～0.4mm、0.25～0.3mm、0.2～0.25mm、0.15～0.2mm、0.1～0.15mm、0.044～0.074mm、0.038～0.044mm中的6种。4.根据权利要求2所述的一种耐火材料的热修补料，其特征在于，所述6种不同粒径等级的碳化硅按粒径由高到低对应的质量比为8：5：8：15：8：10。5.根据权利要求1所述的一种耐火材料的热修补料，其特征在于，所述树脂粉为有机硅树脂粉，所述溶胶粉为硅溶胶粉和铝溶胶粉。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨自春，陈国兵，杨飞跃，赵爽，费志方，陈俊，李军，张磊，李昆锋，孙文彩，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：