CN109809803A - 一种鱼雷罐永久层用涂抹料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鱼雷罐永久层用涂抹料，主要解决现有鱼雷罐的导热系数高、运输铁水过程铁水温降大的技术问题。本发明提供的鱼雷罐永久层用涂抹料，其原料组分的重量百分比为：轻量化矾土55％～65％，微珠5％～10％，纯铝酸钙水泥13％～24％，菱苦土4‑5％，硅微粉3％～8％，所述原料组分的重量百分比之和为100％。本发明涂抹料制成的鱼雷罐永久层在600℃导热系数为0.232‑0.245W/(m·K)，鱼雷罐永久层制备成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种鱼雷罐用耐火材料，特别涉及一种鱼雷罐永久层用涂抹料，属于钢铁工业热工设备用耐火材料技术领域。
背景技术
鱼雷罐是一种大型铁水运输设备，用于储存、运输铁水，以协调炼铁生产与炼钢生产临时出现的铁水、钢水不平衡状态，鱼雷罐运输的铁水温度为1300℃-1500℃，这对鱼雷罐耐材的耐火度、耐压强度、抗侵蚀均有很高的要求。鱼雷罐的工作层通常采用碳化硅砖砌筑而成，鱼雷罐的永久层通常采用粘土砖砌筑而成，粘土砖的导热系数为0.732W/(m·K)，相对偏高；鱼雷罐这种组合方式，导致鱼雷罐运输的铁水过程中，鱼雷罐内铁水温降大，高的可达150℃左右，导致大量的热能损失。
公开号CN1459345A的中国专利申请公开了一种新型中间包干式工作衬，该专利以镁砂、橄榄石砂、合成镁钙砂、钝化白云石砂、钝化石灰石砂、煅烧橄榄石砂为基本原料，以硫酸铝(Al2(SO4)3·18H2O)、聚合氯化铝(AlCl3·6H2O)、卤盐(MgCl2·6H2O)为结合剂，以铁鳞、粘土、硅微粉为助烧结剂，经均匀混合制得干式衬材料；在现场通过中间包模胎施工，并以150～350℃烘烤1～3小时，脱掉模胎，即成工作衬。这种中间包工作衬与湿式喷涂料(或涂抹料)工作衬相比具有施工简便、能耗低、寿命高等特点；与绝热板工作衬相比具有不污染钢水、寿命高等特点；与含树脂结合剂的干式工作衬相比具有不污染环境、不污染钢水等特点。
公开号CN101284736A的中国专利申请公开了炼钢用防粘涂抹料及其制备方法，其特征在于所述的涂抹料的质量百分组成为0－3mm废镁碳砖粉65－80％，废镁碳砖粉为10－30％，电熔镁粉5－30％；二氧化硅微粉1－4％，α－Al2O3微粉1－4％，六偏磷酸钠0.1－1％，木质素磺酸钙0.1－0.8％，软质粘土1－5％，本发明提供的涂抹料利用废镁碳砖中的石墨的润滑特性，可阻止熔渣渗透，表面不易挂渣，不仅有效利用废弃镁碳砖而且又延长涂抹料的使用寿命，降低了成本。
现有技术中缺乏专用于鱼雷罐永久层的涂抹料。
发明内容
本发明的目的是提供一种鱼雷罐永久层用涂抹料，主要解决现有鱼雷罐的导热系数高、运输铁水过程铁水温降大的技术问题。
本发明的技术方案是：一种鱼雷罐永久层用涂抹料，其原料组分的重量百分比为：轻量化矾土55％～65％，微珠5％～10％，纯铝酸钙水泥13％～24％，菱苦土4-5％，硅微粉3％～8％，所述原料组分的重量百分比之和为100％。
本发明所述的鱼雷罐永久层用涂抹料的组分限定在上述范围内的理由如下：
因鱼雷罐的永久层、工作层均采用铝硅系耐火材料制成，本发明鱼雷罐永久层用涂抹料采用铝硅物质为主，以防止碱性物质与酸性物质的反应。
轻量化矾土：本发明采用轻量化矾土作为涂抹料骨料，轻量化矾土的化学成分为Al2O3·H2O，Al2O3·3H2O和少量的Fe2O3·SiO2,常被用于制造耐火材料，其高温强度高，抗熔渣侵蚀能力强，广泛应用于钢铁、有色等行业，普通矾土的体积密度2.7-2.9g/cm3，本发明采用的体积密度为2.0-2.2g/cm3故称为轻量化矾土。
轻量化矾土是铝硅系的氧化物，其熔点为1800℃，其价格相对便宜。由于普通矾土导热性高，本发明采用了轻量化矾土，其体积密度2.0-2.2g/cm3，其若在涂抹料中过高，则施工困难；若含量太低，材料性能则发生变化，不能有效抵工作衬对其强度抵压。经多年研究，本发明控制涂抹料中轻量化矾土的重量百分含量为55％～65％；为了便于施工和保证施工质量，本发明控制轻量化矾土的粒径≤5mm。
微珠：为了进一步降低发明材料的导热系数采用了空心微珠，微珠的化学成分为硅铝酸钠(Na2O·Al2O3·2SiO2·H2O)，是一种全球状、连续粒径分布精细微珠，粒径大小不同，本发明采用粒径小于等于10μm，微珠形成过程是二氧化硅、三氧化二铝与氢氧化钠反应生成难溶的硅铝酸钠，化学反应式为，2SiO2+Al2O3+2NaOH＝Na2O·Al2O3·2SiO2·H2O，空心微珠加入量太少的话起不到降低导热系数的作用，加入太多，材料成型后的强度达不到要求，经多年研究，本发明控制涂抹料中微珠的重量百分含量为5％～10％；为了便于施工和保证施工质量，本发明控制微珠的粒径≤10μm。
菱苦土：利用菱苦土(MgO)具有胶凝性特性，配加一定的量有利于增强其附着性从而降低其反弹率，加入量不能过多，过多则破坏原有的成分，过低则起不到应有的作用，经多年研究，本发明控制菱苦土的重量百分含量为4-5％。
纯铝酸钙水泥：为了增强涂抹料的凝固强度，在材料中使用纯铝酸钙水泥作结合剂，经多年研究，本发明控制纯铝酸钙水泥的重量百分含量为13％～24％。
硅微粉：本发明涂抹料的结合采用凝聚结合的方式，涂抹料的凝聚结合时由纯铝酸钙水泥和硅微粉共同实现，为了使得涂抹料快速附着与鱼雷罐内衬原砖形成一个整体，采用了硅微粉，本发明组分中的硅微粉与原料中含有的三氧化二铝反应生成铝硅尖晶石(2Al2O3·3SiO2)，化学反应式为，3SiO2+2Al2O3＝2Al2O3·3SiO2。
进一步促进涂抹料与鱼雷罐内衬形成整体，由于硅微粉只是起催化作用，其含量不宜太高；经多年研究，本发明控制硅微粉的重量百分含量为3％～8％。
本发明涂抹料的制备方法，包括：
1)按涂抹料的配比对轻量化矾土和纯铝酸钙水泥进行称量配料，用混碾机将轻量化矾土和纯铝酸钙水泥进行混匀5～10分钟；
2)按涂抹料的配比对微珠、菱苦土、硅微粉进行称量配料；
3)用混碾机将微珠、菱苦土、硅微粉与轻量化矾土和纯铝酸钙水泥混匀15～20分钟，得到涂抹料成品，装入成品袋。
本发明涂抹料的施工方法是：
在涂抹料中加入少许的水，以便于涂抹为宜，加水量控制在2～3％，在鱼雷罐空罐的状态下，在鱼雷罐空罐内壁上焊上10cm长的普通锚固件，将涂抹料涂抹到鱼雷罐钢制内壁处，采用多层涂抹，直至涂抹料层的厚度为210cm，静养14小时，制成鱼雷罐的永久层；后在鱼雷罐的永久层表面砌筑鱼雷罐的工作层。
本发明采用涂抹料制成的鱼雷罐永久层在600℃导热系数为0.232-0.245W/(m·K)，现有粘土砖制成的鱼雷罐永久层在600℃导热系数为0.732W/(m·K)左右，两者的使用寿命相当。
本发明涂抹料体积密度为1.0～1.2g/cm3相比现有粘土砖体积密度为1.7～1.9g/cm3降低明显，降低了鱼雷罐的重量，节约运输能源。
本发明鱼雷罐永久层采用低导热的涂抹料的制成，实现现有鱼雷罐永久层用耐火材料和施工方法的跨越式进步，提高鱼雷罐的保温性能。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明涂抹料制成的鱼雷罐永久层在600℃导热系数为0.232-0.245W/(m·K)，提高了鱼雷罐的保温性能。2、本发明涂抹料的施工工艺简单，制成的鱼雷罐永久层的成本低。3、本发明涂抹料体积密度为1.0～1.2g/cm3相比现有粘土砖体积密度为1.7～1.9g/cm3降低明显，降低了鱼雷罐的重量，节约运输能源。
具体实施方式
下面结合实施例1～5对本发明做进一步说明，如表1所示。
一种鱼雷罐永久层用涂抹料，其原料组分的重量百分比为：轻量化矾土55％～65％、微珠5％～10％、纯铝酸钙水泥13％～24％、菱苦土4-5％、硅微粉3％～8％，所述原料组分的重量百分比之和为100％。
表1 本发明实施例涂抹料的原料组分，单位：重量百分比。
采用本发明涂抹料制成鱼雷罐永久层，实施例1-5在600℃导热系数分别为0.232W/(m·K)，0.232W/(m·K)，0.245W/(m·K)，0.235W/(m·K)，0.232W/(m·K)。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种鱼雷罐永久层用涂抹料，其特征是，其原料组分的重量百分比为：轻量化矾土55％～65％，微珠5％～10％，纯铝酸钙水泥13％～24％，菱苦土4-5％，硅微粉3％～8％，所述原料组分的重量百分比之和为100％；所述轻量化矾土的体积密度为2.0-2.2g/cm3；所述微珠为硅铝酸钠空心微珠。
2.如权利要求1所述的鱼雷罐永久层用涂抹料，其特征是，其原料组分的重量百分比为：轻量化矾土55％，微珠10％，纯铝酸钙水泥24％，菱苦土5％，硅微粉6％。
3.如权利要求1所述的鱼雷罐永久层用涂抹料，其特征是，其原料组分的重量百分比为：轻量化矾土60％，微珠10％，纯铝酸钙水泥23％，菱苦土4％，硅微粉3％。
4.如权利要求1所述的鱼雷罐永久层用涂抹料，其特征是，其原料组分的重量百分比为：轻量化矾土65％，微珠10％，纯铝酸钙水泥13％，菱苦土5％，硅微粉7％。
5.如权利要求1-4任一所述的鱼雷罐永久层用涂抹料，其特征是，所述轻量化矾土的粒径≤5mm。
6.如权利要求1-4任一所述的鱼雷罐永久层用涂抹料，其特征是，所述微珠的粒径≤10μm。
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2017
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