[发明专利]一种高强度耐磨浇注料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及耐磨浇注料技术领域，尤其是一种高强度耐磨浇注料及其制备方法和应用，利用电解锰渣、萤石尾渣等固体废弃物作为主要原料，经补充石膏处理电解锰渣，硅微粉复合萤石尾渣的处理技术，并采用α‑氧化铝粉作为改性剂，使得电解锰渣、萤石尾渣作为主要原料来制备浇注材料时的综合性能得到增强，同时，大量利用工业固体废弃物，极大程度降低了浇注料制备成本。

技术领域

本发明涉及耐磨浇注料技术领域，尤其是一种高强度耐磨浇注料及其制备方法和应用。

背景技术

不定型耐火材料具有投资少、能耗低，制备成整体衬体后的热震稳定性好、气密性好、能修补炉衬等优点，因此，与耐火砖等定型耐火材料相比，应用更为广泛。浇注料属于不定型耐火材料，主要用于高炉、热风炉、焚烧炉、水泥制备等领域，还可用于构筑加热炉内衬等整体构筑物，目前，工业上常用的耐火浇注料主要有铝酸盐浇注料、水玻璃浇注料和磷酸盐浇注料等。然而，随着现有技术中浇注料的使用，浇注料的相应缺陷也逐渐显现，例如：热震性、抗冲刷性等较差，导致使用寿命较短，且使用过程中容易出现裂纹、塌陷，热收缩变化较大，使得应用过程存在极大的安全风险；而这些缺陷均是由于浇注料存在抗冲刷性能、抗压强度、耐磨性能、抗热震性和抗剥落性较差而造成的。

鉴于此，现有技术中出现了大量关于不定型耐火材料制备的相关技术研究，例如：专利号为2010101287195公开了快干防爆耐磨浇注料，采用致密电熔刚玉、致密电熔刚玉细粉、烧结剂、超微粉、减水剂和防爆剂混合搅拌，再加入高铝水泥725#拌匀，加水等工艺制备成浇注料，实现了采用低水泥结合氧化铝-碳化硅-碳质浇注料来替代树脂，避免采用树脂时烘烤、升温而产生烟尘和有毒气体，采用超微粉、分散剂增强浇注料的流动性，提高致密性、强度，利用金属铝粉作为防爆剂添加，实现了快硬、快烘和防爆作用，使得安全防爆温度大幅度提高。

再例如：专利号为2013102928829公开含锆高强耐磨浇注料，采用棕刚玉、烧结莫来石、刚玉粉、莫来石细粉、α氧化铝、锆刚玉细粉、硅微粉、纯铝酸钙水泥和减水剂作为原料，经将刚玉粉、莫来石粉、α-氧化铝、锆刚玉细粉共磨混合，然后加入剩余的各种原料拌合均匀制备而成，采用锆刚玉细粉加入能够实现原料的均化，便于较好的烧结，利用特定的烧成温度，且氧化锆特定的加入量，实现了热膨胀率降低，结构致密，抗热震性能好，耐磨性能优异等特性。

再例如：专利号为201710438263.4公开耐磨浇注料及其制备和使用方法，采用骨料、基质、不锈钢耐热纤维，其中骨料是包含高纯低铁合成莫来石、特级碳化硅原料；基质包含高纯硅微粉、碳化硅细粉、高纯铝酸盐、活性α-氧化铝制备而成，将其应用于干熄炉冷却段下部200-700℃范围的中低温区域，使得具有较优的抗剥落、高强耐磨和热震性稳定等性能。

可见，现有技术中关于如何改善耐磨浇注料的性能，使得耐磨浇注料的抗压强度、抗剥落、热稳定性、耐磨等性能得到改善，延长耐磨浇注料的使用寿命，已经作出了大量研究；但是，在现有技术中，关于耐磨浇注料的原料大多采用的是成本较高的莫来石、刚玉等成本较高的原料制备而成，导致所得的耐磨浇注料的成本较高，而且所得耐磨浇注料的综合性能依然不理想，导致使用寿命依然偏低。

于是，现有技术中出现了关于解决耐磨浇注料原料成本，利用固体废弃物作为原料来制备，例如：专利号为2018105090642公开了循环流化床锅炉炉顶耐磨浇注料，以钛铁渣颗粒、烧结莫来石颗粒为骨料，以烧结莫来石细粉、γ-氧化铝微粉、锆英石细粉、二硼化锆微粉为基质料，先将基质料混合均匀，再加入骨料制备成混合料，然后采用铝溶胶、聚丙烯酸钠搅拌，振动成型，室温养护，制备而成，具有强度高、耐磨性能好、抗渣侵蚀性强等特点。实现了耐磨浇注料成本降低的目的。然而，该技术所得的耐磨浇注材料在常温下的耐压强度仅仅之后42-44MPa，造成抗压强度偏低，导致使用寿命大幅度缩短。

因此，本研究者基于长期以来从事浇注料研究的实践经验，充分考虑固体废弃物利用降低耐磨浇注料成本的基础上，为利用固体废弃物作为原料制备耐磨浇注料提供一种新工艺。

发明内容