[发明专利]非水性热固性耐火泥

说明书

本发明涉及一种砌筑用耐火泥，主要适用于砌筑各种结合类型(如：粘土结合，氧化物结合，氮化物结合，自结合)碳化硅砖。例如：砌筑氮化硅结合碳化硅高炉内衬，砌筑碳化硅质铝电解槽，砌筑还原锌用竖式电炉碳化硅炉顶砖等等。

在炼铁高炉等窑炉砌筑完毕后的烘炉过程中，耐火砖通常会因受热发生不同程度的膨胀，如果不加以控制，将导致内衬发生鼓胀甚至脱落，严重影响窑炉内衬的使用寿命，作为对策，现有技术中一般采取严格控制耐火材料的热膨胀系数，予留膨胀缝等方法来防止内衬发生鼓胀甚至脱落，尽管如此也不能完全解决问题，因为耐火材料的热膨胀是无法完全消除的，窑炉中有些部位又无法予留膨胀缝，因此需要研制出一种具有特殊性能的耐火泥，这种耐火泥必须具备在低温烘烤时粘接强度较低，而待温度升到某一范围时，粘接强度急剧增大的性能。这样就可以满足耐火砖在低温时粘接得不十分牢固而且能够有适当的位移空间，到高温时耐火泥又能将耐火砖牢固粘接，从而避免烘炉中发生内衬鼓胀、脱落等，有利于提高窑炉内衬的使用寿命。

目前，国内的耐火泥，一般采用粘土，高铝等硅酸铝为主要原料，并以水作为调合剂，这类耐火泥在烘炉时产生大量水蒸汽，不利于高炉操作。国外专利1.JP63151690，CO4B35/66，2.JP63011578，CO4B35/66中，虽然采用了有机结合剂，但是碳化硅含量(重量％)仅为5～15％，而且耐火泥的抗折粘接强度在低温和高温时没有明显差别，且在抗熔融金属渗透，抗碱侵蚀方面不能满足使用要求。

本发明的目的在于提供一种非水性热固性耐火泥。这种非水性热固性耐火泥不仅避免了烘炉时产生大量水蒸汽，而且在所砌筑窑炉烘炉时，低温烘烤，耐火泥的粘接强度低，使砌筑用砖可以自由膨胀，温度升到一定范围时，耐火泥的粘接强度剧增，使其与耐火砖牢固粘接。

为了实现上述目的，本发明非水性热固性耐火泥由骨料和结合剂组成，其具体化学成分(重量％)为：65～75％骨料，25～35％结合剂；其中骨料的化学成分为：(重量％)80～85％SiC，6～12％Al₂O₃，2～10％SiO₂，2～4％Si，0～3％C；结合剂的化学成分为：(重量％)20～30％酚醛树脂，70～80％乙二醇。

本发明非水性热固性耐火泥的骨料中含有(重量％)80～85％SiC是为了提高耐火泥抗熔融金属渗透，抗碱蚀、抗CO等性能，另外，提高耐火泥中SiC的含量，使其热传导性和热膨胀性与所砌筑的碳化硅砖接近。

本发明非水性热固性耐火泥的骨料中含有(重量％)6～12％Al₂O₃，2～10％SiO₂，其目的是使本发明非水性热固性耐火泥高温下形成陶瓷结合相，以提高高温粘接强度。

本发明非水性热固性耐火泥的结合剂采用热固性酚醛树脂，并加入一定量非水性有机溶剂乙二醇，其目的是提高本发明非水性热固性耐火泥的高温粘接强度以及避免在窑炉砌筑完毕后的烘炉过程中产生大量的水蒸汽，影响高炉的操作。

本发明非水性热固性耐火泥的制造工序如下：1.骨料配制。

在混砂机中将骨料的各种成分根据其成分范围按一定配比仔细混匀，装袋备用，要求骨料的各种成分的最大粒径＜100目。2.结合剂配制。

在容器中，将酚醛树脂和乙二醇按一定配比混合，搅拌至均匀，装入容器待用。3.本发明非水性热固性耐火泥的制备

将上述二步配制好的骨料和结合剂在现场施工前按一定比例加入到泥浆搅拌机中，搅拌至均匀，即制得本发明所述耐火泥。

根据上述成分及制备工序生产的本发明非水性热固性耐火泥性能如下：1.荷重软化点＞1650℃。

2.抗折粘接强度为：110℃×24h＜1MPa，

                  1300℃×3h(烧后)＞5MPa。

3.热膨胀系数(0～1200℃)为3.4×10^-6/℃。