[发明专利]一种复合结合硅质热修补料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合结合硅质热修补料，属于耐火材料领域。

背景技术

玻璃生产是一项高能耗的生产项目，因此玻璃熔窑的维修维护对企业生产具有相当重 要的意义。窑体在长期高温下，火焰空间部分的耐火材料受热辐射和溢流的冲击，出现穿 孔冒火，严重时会局部下沉和倒塌，给玻璃窑炉的寿命和生产带来严重后果。在窑炉运行 期间，需要多次对窑体的损坏部位进行修补。因此，采用热修方式(即维修时不停窑或停 窑不停火，在温度较高时对窑体进行修补)不仅节省了停窑降温、重新烧窑的时间，经济 实惠，而且对窑体保持长寿和长期稳定性具有重要意义。

热修因修补温度高，工作环境恶劣，因此对热修补料的要求很高。玻璃熔窑的损坏大 都发生在由硅质材料构成的碹顶部位。早期的热修补材料，大都采用磷酸铝结合的锆英砂 捣打料，因其粘结力低，容易对玻璃液造成污染。后逐步被硅质热修补材料取代。现有的 硅质热修补材料为废硅砖颗粒、生硅石粉、熟硅石粉，加入少量黏结剂制成。黏结剂有些 为外带，施工前加水搅拌混合。还有人研发了采用熔融石英作为主原料的热修补材料，提 高了纯度。由于现有热修补材料结合性差，容易掉入玻璃液中造成玻璃液的污染；天然硅 石热膨胀系数高，不仅影响体积稳定性，而且不能修补密实，容易造成日后的反复修补； 修补部位不能快速实现有效熔接，影响施工质量。

发明内容

本发明目的是提供一种复合结合硅质热修补料，提高热修补材料的整体使用性能。

一种复合结合硅质热修补料，其重量百分比为：45-55％的硅质熟料骨料，8-12％的硅 质熟料粉料，20-30％的天然硅石粉，8-12％的复合结合剂，3-5％的增塑剂，1-1.5％的分 散剂。

所述硅质熟料骨料、硅质熟料粉料为废旧大碹硅砖(SiO₂≥95％)、熔融石英管或熔融 石英块(SiO₂≥98％)按粒度加工而成，可以是一种，也可以是两者混合物。这些原料为外 形或外观有缺陷的次品，或拆窑后经严格拣选的大碹硅砖，要求表面干净无附着物，砖体 未被侵蚀未变质。加工成的硅质熟料骨料粒度要求大于0.088mm且小于5mm，硅质熟料粉料 200目筛余小于5％。用废旧大碹硅砖、熔融石英管或熔融石英块作主要原料，不仅实现废 旧利用，节约了能源；而且提前完成了晶型转换，不会带来晶型转换引发的体积膨胀；同 时，由于材质与硅砖相同或相近，容易实现与窑体的有效熔接。

所述天然硅石为五台硅石(SiO₂≥96％)，要求严格拣选，必要时进行冲洗，除去表面 红色胶泥和其它杂质，破碎后进行粉磨，要求200目筛余小于5％。通过控制天然硅石粉的 加入量可以调节矿化反应速度，促进低温烧结，同时可以起到微膨胀的作用。

所述复合结合剂为SiO₂质陶瓷结合剂+磷酸或磷酸盐化学结合剂复合而成，其质量百分 比为：SiO₂质陶瓷结合剂10-20％，磷酸或磷酸盐化学结合剂80-90％。本发明采用湿法球磨 制备SiO₂质陶瓷结合剂。原理为：利用机械磨细活化法，在机械力作用下，促使石英表面 出现非晶质现象，由于液相和固相间的相互作用，在高分散的SiO₂表面上产生硅烷醇基， 在水中会分解为Si-O-H⁺，因此在悬浮液中产生氢结合；在干燥过程中脱水形成硅氧烷网状 结构，从而发生聚凝反应。磷酸具有分散和减水作用，以及促进SiO₂转化的矿化作用，特 别是它与含水SiO₂的化合作用，使得硅质热修补料高温强度及其它高温性能得到显著提高。

所述增塑剂为白粘土或膨润土，同时起助烧结和黏结作用。分散剂为硅灰。

制备如上所述复合结合硅质热修补料的技术方案为，在粒度级配合理的硅质熟料骨料、 硅质熟料粉料及天然硅石粉中加入适量的增塑剂和分散剂，再加入湿法制备的SiO₂质陶瓷 结合剂和磷酸或磷酸盐化学结合剂构成的复合结合剂。其制备方法为：将所有材料备齐并 称量好以后，先将硅质熟料骨料、硅质熟料粉料、天然硅石粉、增塑剂、分散剂按比例倒 入混碾机中混合，混合均匀后加入相应数量的复合结合剂，再充分混合即可。