[发明专利]一种焦炉保护板与炉门框之间腔体密封填充料

说明书

本发明提供了一种新型的无机‑无机复合浆料，所述无机‑无机复合浆料包括以下质量比的原料，基体材料:填料:分散相添加剂为1～1.6:1.2～2.3:0.003～0.03；所述基体材料为纳米级硅溶胶，所述填料选自氧化铝、二氧化硅、耐火泥及滑石粉的一种或几种，所述分散相添加剂选自硅烷偶联剂、纤维素类物质中的一种或几种。通过注浆方式将所述无机‑无机复合浆料填充焦炉保护板与炉门框之间的腔体，能够提高焦炉保护板与炉门框之间的密封程度，降低炉门框冒烟和无组织排放，改善焦炉环境，同时起到缓冲焦炉机车摘挂炉门时对炉墙的撞击力作用。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种新型无机-无机复合浆料，其制备方法及其应用。

背景技术

炼焦过程中煤在炭化室内隔绝空气被加热，经历干燥脱水、热裂解、半焦化和焦化，整个干馏过程都伴有荒煤气的产生，尤其在干馏的前期和中期荒煤气的发生量较大。炼焦干馏过程中，如果焦炉炉体炭化室区域不严密，将造成荒煤气溢散，即日常生产过程中所说的焦炉炉体冒烟，不仅造成产品损失，还严重影响焦炉环境，造成污染。

焦炉由硅砖和粘土砖等耐火材料采用硅火泥砌筑而成，为保证焦炉炉体严密和完整性，采用钢柱、保护板、纵横拉条和大小弹簧等护炉铁件对炉体进行保护性加固。炉体外侧分别是保护板、钢柱和大弹簧。焦炉炉门是指启闭焦炉炭化室两端炉口的焦炉附属设备，当炉门关闭时，炭化室与大气隔绝，便于炭化室内煤被干馏成焦炭；打开时，推焦杆得以推出焦炭。为了便于炉门能挂在炭化室炉口，炉口位置设有炉门框，采用勾脚螺栓固定在保护板上。

为避免焦炉机车摘取炉门时对焦炉炉墙造成冲击而损坏炉墙，在保护板与炉门框之间留有约10mm的空腔，空腔内侧与外侧均填有20mm的陶瓷纤维绳，起到密封与缓冲焦炉机车摘挂炉门时对炉墙的撞击力。

因焦炉炉门框与保护板空腔部位温度可达600-800℃，当焦炉运行15年以上，长期的高温、较大的机械压力和振动以及石墨和焦油沉积等原因，使该部位填充的陶瓷纤维绳发生严重损坏，表现形式：(1)被烧损或粉化造成缺失；(2)结满石墨或焦油，形成硬块。陶瓷纤维绳的严重损坏，造成炉门框与保护板之间出现较大空洞，使其密封性能下降，因而易造成荒煤气通过保护板与炉门框之间的空腔溢出，造成炉门框冒烟。

关于耐高温密封材料国内外百花齐放，但大多都是有机树脂为主，在无机填料方面仍旧是个空白。

英国Laty国际公司研制的Hephaistos密封材料，用氧化铝与二氧化硅纤维制造，具有很好的化学稳定性，不易被侵蚀；抗热冲击和抗振的性能好，可承受1260℃的高温。但该种产品用于替代传统石棉纤维，为固体纤维材料，不适合焦炉保护板与炉门框之间腔体灌浆使用。

北京航空材料研究院以有机硅树脂为基料,把铝粉与云母粉作为填料，制备出了耐500℃高温的密封材料，该材料在经过500℃×36h的老化实验后，其密封压力≥1.0MPa；以有机硅树脂为基料,云母粉、滑石粉、硅微粒、氧化铝为填料制备了耐800℃高温的密封材料，该材料经800℃×36h老化后，其密封压力≥2.5MPa。但该种材料属于溶剂型材料，高温后一方面溶剂挥发，另一方面发生炭化，因此高温后固体的残余率低，且价格较贵，成本较高。

焦炉目前使用的耐材浆料和密封料主要有硅火泥、粘土火泥以及陶瓷纤维粉、硅藻土粉等，基本都是通过抹补方式施工，粘土火泥为主的灌浆料，流动性差，且高温烧结之后易板结开裂。

发明内容

针对炉门框冒烟的原理以及该部位的环境特征，本发明提供了一种新型无机-无机复合浆料，主要用于填充焦炉保护板与炉门框之间的腔体，提高焦炉保护板与炉门框之间的密封程度，同时起到缓冲焦炉机车摘挂炉门时对炉墙的撞击力作用。因此，用于该部位的填充料，必须具有自烧结、自膨胀、耐高温、多孔状、多弹性等功能特征。