專利名稱：耐高溫耐火可塑材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐高溫耐火可塑材料的組成及其配制方法，其產品用于各種高溫爐(如鍛造爐、煉鋼爐等)的內襯。該可塑材料由高鋁礬土骨料、高鋁礬土粉料、粘土質耐火泥配制，特別是以鋁鹽作為化學結合劑，具體是以硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O作為化學結合劑，從而使該材料的常溫或高溫耐壓、抗折強度、熱震、耐火度及荷重軟化溫度等理化性能指標優于國內外同類型材料。
常用的耐火磚的耐火度較低(如礬土水泥耐火磚為125℃，水玻璃耐火磚為900℃，磷酸鹽耐火磚為1400℃，硅磚或粘土磚在1600℃左右)，而且耐壓強度較低，使用壽命短，修補頻繁，污染嚴重;與本發明相應的高鋁磚雖說理化指標較好，但必須在1500℃以上烘烤成型，且要保溫24～48小時，能耗太大，生產成本亦高。此外國外已有的耐火可塑料，也存在常溫強度低、施工進度慢，需要經過高壓擠泥機成型坯、勞動強度大等缺點。
本發明的目的在于尋找一種方法，以制取一種新型耐高溫耐火可塑材料，既要有優于現有耐火材料的理化指標，又要能耗低、生產成本低、可任意造型、施工進度快、使用壽命長。
本發明是通過采用適當粒度的高鋁礬土骨料及粉料、粘土質耐火泥，以硫酸鋁作為化學結合劑使之有機地結合為硬泥膏狀的可塑材料，用機械或手工搗固成各種異形預制件或筑成整體爐型的內襯，系自然揮發干燥成型，也可以烘烤干燥。
高鋁磯土骨料及粉料的含量按YB2215-78標準采用，粘土質耐火泥按YB396-63標準采用，硫酸鋁按HG1-32-77標準采用。上述原料嚴禁混入石灰石、鎂質、硅質等雜質，由高鋁磯土及粘土質耐火泥所得到總的AL2O3含量應≥65%，雜質含量不能超過標準范圍，這樣，所制成的可塑材料的耐火度和高溫強度才會與AL2O3的含量成正比。
由于粘土質耐火泥主要由AL2O3和SIO2組成，兩者的熔點分別為2045℃，1670～1710℃，從而提高了可塑材料的耐火度和高溫強度，另外還有增強各原料之間的粘合作用，特別是在加熱到900℃以上后能生成二次莫來石，故獲得較好的高溫性能。
以高鋁磯土骨料、粉料及粘土質耐火泥總量為100%計算，添加10～13%的化學結合劑硫酸鋁，不僅可塑性好，尤其能獲得常溫或高溫耐壓高、抗折、熱震穩定性好等效果，為使固體硫酸鋁很快溶解為規定比重1.2～1.4范圍內的溶液，可采用加溫法，必須經常攪拌同時測量溶液的比重，在規定比重范圍內，硫酸鋁溶液呈膠體狀。
本發明的工藝規程如下1.首先按前述標準驗收原材料，并檢測各原材料的化學成份、粒度、耐火度和吸水率;高鋁磯土骨料及粉料的化學成份按YB365-75檢測，粒度按GB1345-75檢測，雜質量按YB2215-78檢測，粘土質耐火泥的化學成份和粒度按YB396-63檢測。耐火度都按YB368-75檢測，吸水率按YB842-75檢測。硫酸鋁AL2(SO4)3.18H2O的檢驗以HG1-32-77標準為準進行。
2.將上述三種原材料按以下比例稱量配料，高鋁磯土骨料45～50%，粉料35～45%，粘土質耐火泥10～15%。
3.將配好的料進行干混均勻，人工或機械都可，一般翻混3～4次以上。
4.干混均勻后倒入比重為1.2～1.4的硫酸鉆溶液，加入量為上述配料總量的8～15%，也翻混3～4次以上。
5.將混合均勻的耐火可塑材料倒入能密封的容器中封嚴進行困料，氣溫20℃以上時困料24小時，氣溫15℃以下時困料48小時。
6.困料時間到后可取樣檢驗，看是否混合均勻，一般憑經驗用手握該可塑材料，握力約4公斤，捏成團離地面1米高度松手讓其自由落地，仍基本成團則證明合格，若呈松散狀則證明不合格。若不合格則需要重新混合均勻及困料至合格為止。
7.困料合格后即可開封筑爐，即將散料搗固或振搗成各種異型磚或筑成整體爐型的內襯;如不馬上使用則將散料稱量(25～50kg)裝入密封袋立即封嚴，再裝入編織袋等外袋，注明防潮及有效使用期等指標。
散料儲存期一般為3個月，若超過儲期開包用手握成團(握力約4公斤)，離地1米落下后仍基本成團，證明該料仍可使用，若呈松散狀則不能用，須加入適量硫酸鋁溶液混合均勻困料24小時以上即可恢復其可塑性。該材料烘烤(燒結)后不再具有可塑性，燒結前后的理化性能指標也有差異。
用本發明的材料筑爐，在生產使用過程中如產生破裂、磨損或碰撞損壞等，無論冷熱態皆可修補裂損，但冷補與熱補的化學結合劑含量不同，且須將待修補部分剃除爐襯表面熔瘤并用壓縮風管吹凈表面。
本發明的可塑材料的主要理化性能指標均達到或超過已有的同類型耐火材料，且不需燒結即可使用，該材料干燥成型后即有很高的強度為11.8～16.1MPa，燒結后強度更高。其主要指標如下1.耐火度＞1790℃2.常溫耐壓強度(1350℃×2 燒后)32.6～36.8MPa3.高溫耐壓強度(1350℃×1h)2.02～3.09MPa4.高溫抗折強度(1400℃×1h)0.83～6.99MPa5.熱震(1100℃水冷)＞50次6.體積密度2.22t/m37.熱膨脹率(100～1300℃)-0.46～+0.17%與目前常用耐火磚相比，使用壽命提高4倍以上。可制作各種異形耐火磚及燒嘴磚等，不需要加熱烘烤成形，只靠常溫自然干燥即可，比相應的高鋁磚大大節省熱能，由于該材料含AL2O3量≥65%，與高鋁磚AL2O3含量(70～90%)相近，所以具有與高鋁磚相近的性能指標，而生產成本又低于高鋁磚。另外，該材料與鎂磚比較具有相近或者優于鎂磚的性能指標，而生產成本也低于鎂磚。
以該材料加工各種異形耐火磚或制作整體爐襯的工藝簡單，制成預制件或采取積模式砌筑爐襯，成品率百分之百，施工進度快，結合牢固可靠，具有抗渣性好，抗氧化氣氛好和熱態耐壓、抗折強度高等特性，修補方便，勞動強度低。
本發明的最佳實施例如下高鋁礬土骨料(粒度≤5mm)48kg高鋁礬土粉料(粒度0.074～0.297mm)40kg粘土質耐火泥(粒度0.074～0.297mm)12kg將上述三種原料于23±15℃稱量配制，翻混均勻，投入攪拌機攪拌10分鐘，干混均勻為止。
添加12kg硫酸鋁溶液(比重1.31)，又攪拌10分鐘，然后倒入容器密封困料30小時，困料完成后，開封檢視，合格即倒入預先準備好的乳膠袋中，立即封嚴，裝入編織袋中即為耐高溫耐火可塑材料散料。
本發明可塑材料可用于鍛造爐、煉鋼爐(鋼水溫度1700℃)等高溫爐的內襯，常用的耐火磚用一個月或一季度就壞了，而本發明的材料用了一年仍未壞，比常用的耐火磚如硅磚等壽命提高4～10倍。此外，本發明的可塑材料筑爐和修爐時間皆短，用本材料搗固成小塊磚立即就可脫模，一天即干燥可筑爐，筑爐時間約兩天;常用耐火材料預制件需四天以上。用本材料修爐時間只需1～2小時，制作成爐三天可脫模，烘爐時間四到六天，與常用耐火材料大致相當。
本發明的可塑材料其原材料來源廣、價廉，生產成本約為500元/噸，市場售價可達1000～1200元/噸，其成本相當于常用耐火材料如硅磚的成本，而售價高于常用耐火材料，以每噸獲利500元計算，年產5000噸，可獲利250萬元，以代替進口磚計算，進口日本熱風爐用H-24每噸1500～2000美元，折合人民幣約7500～10000元/噸，用本材料代替，每噸節省人民幣九千元以上，同時節約了外匯。
綜上所述，本發明的耐高溫耐火可塑材料是一種低能耗、高溫性能指標好的新型耐火材料，具有優異的理化性能指標，不需烘燒(燒結)即可成型，可塑性好，可搗固成各種異形磚或整體爐襯，制造簡易，勞動強度低，施工進度快，使用壽命長，不需大量投資，既可大規模生產，也宜于中小企業生產。
權利要求
1.一種耐高溫耐火可塑材料，由高鋁礬土骨料、高鋁礬土粉料、粘土質耐火泥配制，其特征在于以硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O作為化學結合劑。
2.根據權利要求1所述的材料，其特征在于以高鋁礬土骨料、粉料及粘土質耐火泥的總量為100%計算，添加10～13%的硫酸鋁。
3.根據權利要求1或2所述的材料，其特征在于硫酸鋁的比重為1.20～1.40。
4.根據權利要求1或2所述的材料，其特征在于該材料系自然揮發干燥成型，可制作各種異型預制件。
5.根據權利要求3所述的材料，其特征在于該材料系自然揮發干燥成型，可制作各種異型預制件。
6.根據權利要求1或2所述的材料，其特征在于該材料于冷熱態都可修補。
7.根據權利要求3所述的材料，其特征在于該材料于冷熱態都可修補。
8.根據權利要求1或2所述的材料，其特征在于添加硫酸鋁可使久置的該材料恢復可塑性。
9.根據權利要求3所述的材料，其特征在于添加硫酸鋁可使久置的該材料恢復可塑性。
全文摘要
本發明提供一種適用于各種高溫爐的耐高溫耐火可塑材料，其耐火度、高溫耐壓強度、高溫抗折強度、熱震、荷重軟化溫度等主要理化性能指標均達到或超過現有耐火材料。它以高鋁礬土骨料、粉料及粘土耐火泥配制，并以這三者總量為100％計算，添加10-13％的硫酸鋁Al
文檔編號C04B35/66GK1050176SQ90105760
公開日1991年3月27日 申請日期1990年1月24日 優先權日1990年1月24日
發明者秦永東 申請人:秦永東, 秦斌