[发明专利]一种自流型热补料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种自流型热补料及其制造方法，属于以氧化铝为基料的不定型耐火泥料，适于用作以AL₂O₃-SiC-C质耐火材料为内衬的各种高温容器，特别是高炉出铁沟的热态修补。    

日本专利昭54-56619中公开了一种《高炉出铁沟用喷补料》，喷补料成品中含有5-15％SiC、2-10％SiO₂余量为AL₂O₃和不可避免的杂质，其特征是：该料成品中外添加有1-10％的定型或无定型碳作为添加剂，以提高抗溶损性。使用时加水混炼成耐火泥料，用喷补机进行喷补。所存在的问题在于：喷补料自身无流动性，不能进入裂缝深处。泥料中所含水份，在高温作业时产生水蒸气形成拆力，造成与原基体结合力低。由于泥料中含水，还造成烧结时间长，烧结后材料中气孔率高、强度低、不耐冲刷等缺点，一次修补使用寿命(通铁量)只有600吨左右。另外，需专用喷补设备，喷补作业时产生的回弹，造成材料消耗量大。

本发明的目的是提供一种具有良好的高温自流动性，与原基体材料结合力强，烧结速度快，可大幅度提高使用寿命的自流型热补料及其制造方法。

本发明的目的是通过以下解决方案实现的。

一种自流型热补料，成品泥料中含有(重量)：60-70AL₂O₃、8-12％SiC、2-6％C、10-25％的液态酚醛树脂结合剂；结合剂的组成(重量)为：25-50％的热塑、非水溶性酚醛树脂，50-75％的有机溶液，该有机溶液可以是乙醇、丙醇、丙三醇及乙二醇中的任意一种；自流型热补料单位重量成品泥料中，外添加有1-5％(重量)的有机质添加剂，该有机质添加剂为高分子聚合物粉末、聚乙烯短纤维、聚丙烯短纤维及硬脂酸粉末中的任意一种。该自流型热补料烧成后的耐压强度为30-40MPa，1400℃时抗折强度1.8-2.4MPa。

这种自流型热补料是以AL₂O₃、SiC、C质耐火材料为骨料制成的，其配料组成为：

8mm-0.21mm的铝钒土45-68％(重量)或电熔或烧结氧化铝40-60％(重量)

≤0.21mm的铝钒土11-23％(重量)或电熔或烧结氧化铝10-22％(重量)

8mm-0.21mm的工业用碳化硅1-6％(重量)

≤0.21mm的工业用碳化硅3-10％(重量)

8mm-0.21mm的定型或无定型碳0-4％(重量)

≤0.21mm的定型或无定型碳2-6％(重量)

液态酚醛树脂结合剂组成为25-50％(重量)的热塑、非水溶性酚醛树脂，50-75％(重量)的有机溶液，该有机溶液可以是乙醇、丙醇、丙三醇及乙二醇中的任意一种，结合剂加入量10-25％(重量)；

外加入1-5％(重量)的有机质添加剂，该有机质添加剂为高分子聚合物粉末、聚乙烯短纤维、聚丙烯短纤维及硬脂酸粉末中的任意一种；

将上述配料混合均匀，加入液态酚醛树脂结合剂和有机质添加剂混炼成泥料，用易燃塑料分袋包装。

上述配料中的定型碳或无定型碳是按两种碳含量分别加入的：

碳含量≥95％的鳞片石墨、人造电极石墨或焦碳中的任意1-3种的组合：8mm-0.21mm的0-3％(重量)，≤0.21mm的1-3％(重量)。

碳含量≥70％的沥青：8mm-0.21mm的0-3％(重量)，≤0.21mm的1-5％(重量)。

结合剂液态酚醛树脂具有热塑性，可随温度上升提高塑性，增强流动性。酚醛树脂随温度升高，约在350-600℃分解，所以烧结时间短，可在15-30分钟内完成烧结。酚醛树脂分解后，其残留碳含量可达50-60％，在高温下形成碳链网络结构，提高烧结强度和抗冲刷、抗侵蚀能力。试验证明：当液态酚醛树脂结合剂的加入量控制在10-25％时，自流型热补料的热态流动值达200-280mm。使该热补料能够在高温状态下自行进入裂缝深处，完成修补工作。但当液态酚醛树脂结合剂的加入量小于10％时，该修补料的热态流动值将下降至180mm以下，不能满足热态自流修补的要求。当加入量大于25％时，其热态流动值虽能满足要求，但因骨料的减少，修补料的强度随之消弱，耐压强度降至30MPa以下，影响其耐用性。热态流动值的测定方法：将一耐火砖平板(＞400×400×30mm)加热升温至1000℃，保温1小时，投入1kg泥料，至失去流动性时测量2点以上直径，取平均值计作材料的热态流动值。