粘土質耐火材料修補劑的製作方法

2023-05-01 14:11:41 2

粘土質耐火材料修補劑的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種粘土質耐火材料修補劑，其包括以下組分：(a)廢舊粘土質耐火材料粉末，該廢舊粘土質耐火材料與待修補的粘土質耐火材料是同一材料；(b)濃度為22～30wt％的水玻璃水溶液，其中所述水玻璃的模數為2.2～2.8；(c)NaOH；其中所述廢舊粘土質耐火材料粉末：水玻璃水溶液：NaOH＝13～15：6～8：1，重量比。本發明的修補劑經濟實用，無汙染，粘結速度快、效果好，可使粘土質耐火材料反覆利用，大量減少因其破損帶來的損失。
【專利說明】粘土質耐火材料修補劑

【技術領域】
[0001] 本發明屬於耐火材料修補劑【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 粘土質耐火材料以其原料簡單便宜、容易製造等特點被廣泛應用，但因為其本身 材質所限，造成穩定性差，溫度驟變時容易開裂，抗壓抗震強度不足等缺點。所以粘土質耐 火材料在使用多次後極易破損。破損後的粘土質耐火材料大多廢棄不用或做他用，這造成 了巨大浪費。工業上一直希望能對這些破損的粘土質耐火材料進行修補後重新使用。
[0003] 目前，修補耐火材料的技術有很多種，如：一種耐火噴補料用於噴塗新襯體或修補 爐襯，由一定比例的顆粒料和細粉組成的，加入適量的水進行混合攪拌後形成"稀釋系統" 並以高壓風為載體噴射到施工體表面；陶瓷焊接工藝採用一種陶瓷和金屬顆粒的混合物， 用來修補工業窯爐中的耐火材料；KB-Μ抗爆耐磨修補料以磷酸鹽為結合劑，以精選剛玉和 特級礬石為主要骨料,通過加入能提高耐磨性能和強度的超微粉優化基質組成，並添加高 效的外加劑，產品具有優異的耐磨性能、抗剝落性能及抗衝刷、侵蝕的性能，等等。
[0004] 雖然修補耐火材料的技術有很多，但都是以修補大型工業窯爐為目的，若將這些 技術用於修補粘土質匣缽、耐火磚等小型耐火材料，不僅效果不好，而且成本高，得不償失。


【發明內容】

[0005] 為了克服現有耐火材料修補技術的不足，本發明提供了一種專門用於粘土質耐火 材料的修補劑和修補方法，解決了現有技術用於修補粘土質耐火材料成本高，效果差等問 題，不僅可以修補大型工業窯爐中的粘土質耐火材料，而且適用於修補小型粘土質耐火材 料。本修補劑經濟實用，無汙染，粘結速度快、效果好，可使粘土質耐火材料反覆利用，大量 減少因其破損帶來的損失。
[0006] 本發明第一方面涉及一種粘土質耐火材料修補劑，其包括以下組分：
[0007] (a)廢舊粘土質耐火材料粉末，該廢舊粘土質耐火材料與待修補的粘土質耐火材 料是同一材料；
[0008] (b)濃度為22?30wt%的水玻璃水溶液，其中所述水玻璃的模數為2. 2?2. 8 ;
[0009] (c) NaOH ；
[0010] 其中所述廢舊粘土質耐火材料粉末：水玻璃水溶液：NaOH = 12?16 :6?8 :1，重 量比。
[0011] 本發明的第二方面涉及一種對粘土質耐火材料進行修補的方法，其包括以下步 驟：
[0012] (1)配製用於粘土質耐火材料的修補劑，其中該修補劑包括以下組分：
[0013] (a)廢舊粘土質耐火材料粉末，該廢舊粘土質耐火材料與待修補的粘土質耐火材 料是同一材料；
[0014] (b)濃度為22?30wt%的水玻璃水溶液，其中所述水玻璃的模數為2. 2?2. 8 ;
[0015] (c)NaOH;
[0016] 其中所述廢舊粘土質耐火材料粉末：水玻璃水溶液：NaOH = 12?16 :6?8 :1，重 量比；
[0017] (2)將上述修補劑均勻塗於待修補的粘土質耐火材料的破損處；
[0018] (3)將塗抹修補劑處置於常溫環境下48小時以上，或用火烘烤塗抹修補劑處，使 得所述修補劑全部乾燥，完成修補。
[0019] 其中所述常溫是指10_35°C。
[0020] 在優選的實施方案中，在步驟（3)之後還包括以下步驟：
[0021] (4)將完成修補的粘土質耐火材料入煅燒窯煅燒，使所述修補劑燒結並進一步提 高修補強度。
[0022] 本發明以廢舊粘土質耐火材料為原材料之一，經粉碎等幹法研磨技術研磨至期望 的粒度（例如325目左右，或者，與構成待修補的粘土質耐火材料的原料粘土顆粒的粒度相 似）後，與水玻璃水溶液和氫氧化鈉按一定比例配製成凝膠狀物，即得所述修補劑。將此修 補劑均勻塗於粘土質耐火材料的破損處（例如裂縫、斷口、孔洞等）處，重新接合好後，靜置 48小時或快速加熱烘乾即可達到很高的抗壓、抗折強度，此時，即認為完成了修補工作。下 一步，再將該修補好的耐火材料製品送入煅燒窯中煅燒後，該修補劑在高溫下被燒結，其強 度進一步提高，可實現完全粘牢。
[0023] 其中，水玻璃水溶液是工業上常見的粘結劑材料。水玻璃是由鹼金屬氧化物和二 氧化矽結合而成的可溶性鹼金屬矽酸鹽材料，又稱泡化鹼，其分子式分別為M 20 · nSi02，其 中Μ代表鹼金屬，例如鈉或鉀，上式中的係數η稱為水玻璃模數，是水玻璃中的氧化矽和鹼 金屬氧化物的摩爾比。
[0024] 本發明關鍵在於廢舊粘土質耐火材料、水玻璃水溶液和NaOH的組合使用。眾所周 知，NaOH是強鹼，其會對粘土材料具有腐蝕作用，並降低耐火材料的耐火溫度。因此，傳統 的耐火材料修補劑中，不敢使用NaOH作為其成份。而本發明則突破了上述技術偏見，大膽 使用了 NaOH，不僅實現了非常好的修補效果，且在後續使用過程中未發現修補後的粘土質 耐火材料製品有任何耐火溫度下降的現象。
[0025] 本發明的有益效果如下：
[0026] (1)原料之一為廢舊耐火材料，經過初步破碎後即可使用，且水玻璃和NaOH用量 少，所以成本較低，而且實現了粘土質耐火材料的回收再利用。
[0027] (2)原料簡單環保，製備和施工過程無有毒氣體，零排放。烘乾煅燒後物質無毒無 害，不汙染環境。
[0028] (3)高溫應用性能好，本發明採用與被修補耐火材料相同的材料作為修補基料，在 高溫下修補材料與被修補材料基本保持相近的膨脹率和收縮率，因此能經受多次高溫煅燒 而不破裂。
[0029] (4)用本發明粘結過的粘土質耐火材料接口強度高，經測量其抗壓強度達20Mpa 以上，抗折強度可達15Mpa左右。
[0030] (5)有了本發明後，粘土質耐火材料可重複利用多次，效益顯著，尤其對使用量較 大的粘土質匣缽、耐火磚等更明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 無

【具體實施方式】
[0032] 以下實施例僅舉例說明本發明，不用於限制本發明。
[0033] 實施例1
[0034] 以鈉水玻璃（模數為2. 5,濃度26% )為原料，按照廢舊粘土質耐火材料粉末：水 玻璃水溶液：NaOH = 14 :7 :1的重量比配製成修補劑後使用，用於修補破損的由粘土質耐 火材料製成的匣缽。修補後，常溫下乾燥48小時後，經測量其抗壓強度為20?22Mpa，抗折 強度為15?16Mpa，將修補後的匣缽經過1050°C高溫煅燒後強度進一步提升約6%。本發 明修補後的匣缽在1050°C高溫下使用5次後破損率為5%以下。
[0035] 對比例1
[0036] 同樣以鈉水玻璃（模數為2. 5,濃度26% )為原料，不加 NaOH，以廢舊粘土質耐火 材料粉末：水玻璃水溶液=14:7(重量比）配製成膠體後用於修補破損的由粘土質耐火材 料製成的匣缽。修補後，常溫下乾燥48小時後，其抗壓強度僅為10?llMpa，抗折強度為 7?8Mpa。用此材料修補粘土質匣缽，在1050°C高溫下使用5次後破損率為80%以上。
[0037] 實施例1與對比例1對比可見，本發明使用NaOH，非但沒有降低所修補耐火材料高 溫下的抗壓抗折強度，反而使其強度為同樣配比下的2倍左右。
[0038] 實施例2
[0039] 參照實施例1的實驗程序和條件，但其中水玻璃的模數、濃度、物料配比改為如下 表1和表2所不：
[0040] 表1.水玻璃水溶液的數據
[0041]

【權利要求】
1. 一種粘土質耐火材料修補劑，其包括以下組分： (a) 廢舊粘土質耐火材料粉末，該廢舊粘土質耐火材料與待修補的粘土質耐火材料是 同一材料； (b) 濃度為22?30wt%的水玻璃水溶液，其中所述水玻璃的模數為2. 2?2. 8 ; (c) NaOH ； 其中所述廢舊粘土質耐火材料粉末：水玻璃水溶液：NaOH = 13?15 :6?8 :1，重量 比。
2. -種對粘土質耐火材料進行修補的方法，其包括以下步驟： (1) 配製用於粘土質耐火材料的修補劑，其中該修補劑包括以下組分： (a) 廢舊粘土質耐火材料粉末，該廢舊粘土質耐火材料與待修補的粘土質耐火材料是 同一材料； (b) 濃度為22?30wt%的水玻璃水溶液，其中所述水玻璃的模數為0. 8?1. 0 ; (c) NaOH ； 其中所述廢舊粘土質耐火材料粉末：水玻璃水溶液：NaOH = 13?15 :6?8 :1，重量 比； (2) 將上述修補劑均勻塗於待修補的粘土質耐火材料的破損處； (3) 將塗抹修補劑處置於常溫環境下48小時以上，或用火烘烤塗抹修補劑處，使得所 述修補劑全部乾燥，完成修補。
3. 根據權利要求2所述的方法，其在步驟（3)之後還包括以下步驟： (4) 將完成修補的粘土質耐火材料入煅燒窯煅燒，使所述修補劑燒結並進一步提高修 補強度。
【文檔編號】B09B3/00GK104119092SQ201410395115
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】安勇, 馮欲曉, 武佔忠, 王超, 劉成俊, 李濟源, 王述茂, 喬真龍, 王喜林, 王鈺生, 王蒙軍 申請人:烏海市天宇高嶺土高新科技有限公司