高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310341018.3

申请日:

2013.08.07

公开号:

CN103396140A

公开日:

2013.11.20

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):C04B 35/66登记生效日:20170726变更事项:专利权人变更前权利人:武汉钢铁(集团)公司变更后权利人:武汉钢铁有限公司变更事项:地址变更前权利人:430080 湖北省武汉市武昌友谊大道999号A座15层变更后权利人:430083 湖北省武汉市青山区厂前2号门股份公司机关|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/66申请日:20130807|||公开

IPC分类号:

C04B35/66

主分类号:

C04B35/66

申请人:

武汉钢铁(集团)公司

发明人:

欧阳德刚; 罗安智; 朱善合

地址:

430080 湖北省武汉市武昌友谊大道999号A座15层

优先权:

专利代理机构:

武汉开元知识产权代理有限公司 42104

代理人:

胡镇西

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内容摘要

本发明公开了一种高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,它的原料按重量百分比计包括:55~60%的高铝矾土熟料;5~10%的镁铝尖晶石、5~10%的煅烧无烟煤、2~5%的鳞片石墨、3~6%的碳化硅、4~6%的α-Al2O3微粉、4~6%的硅微粉、5~7%的铝酸钙水泥、0.5~1.5%的金属硅粉、2.5~3.5%的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、0.05~0.10%的防爆纤维、0.1~0.15%的六偏磷酸钠、0.05~0.10%的有机减水剂和0.04~0.07%的有机硅偶联剂。本发明的防粘渣涂抹料达到延长炉梁与立柱耐火隔热衬使用寿命、降低加热炉能耗与隔热衬表面挂渣量、减少加热炉维护成本、提高高温取向硅钢生产效率等综合目标。

权利要求书

权利要求书
1.  一种高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:它的原料按重量百分比计包括:
55~60%的高铝矾土熟料、5~10%的镁铝尖晶石、5~10%的煅烧无烟煤、2~5%的鳞片石墨、3~6%的碳化硅、4~6%的α-Al2O3微粉、4~6%的硅微粉、5~7%的铝酸钙水泥、0.5~1.5%的金属硅粉、2.5~3.5%的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、0.05~0.10%的防爆纤维、0.1~0.15%的六偏磷酸钠、0.05~0.10%的有机减水剂和0.04~0.07%的有机硅偶联剂。

2.  根据权利要求1所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:所述高铝矾土熟料中Al2O3含量≥85%,其由粒度为大于1mm且小于等于3mm和0.1~1的二种颗粒级配构成,其二种颗粒重量百分比分别为0~80%和20~100%。

3.  根据权利要求1或2所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:所述镁铝尖晶石的Al2O3含量为73±1%,粒度≤0.088mm。

4.  根据权利要求1或2所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:所述的煅烧无烟煤粒度为0.5~3mm。

5.  根据权利要求1或2所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:所述鳞片石墨粒度≤0.074mm;碳化硅粒度≤0.088mm,SiC含量≥95%;金属硅粉粒度≤0.088mm。

6.  根据权利要求1或2所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:所述的铝酸钙水泥为纯铝酸钙水泥。

7.  根据权利要求1或2所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂重量比为=5.1~5.5︰1。

8.  根据权利要求1或2所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔 热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:所述有机减水剂为FS20耐火浇注料减水剂。

9.  根据权利要求1或2所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:所述硅烷偶联剂为水溶性硅烷偶联剂。

说明书

说明书高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料
技术领域
本发明属于加热炉耐火材料领域,具体是一种高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料。
技术背景
高温取向硅钢高磁感、低铁损性能而得到用户的一致认可,然而,在高温取向硅钢(HiB钢)生产过程中,钢坯步进式加热炉内加热温度高、在炉时间长,导致钢坯炉内氧化烧损量大,钢坯表面铁、硅元素氧化形成的熔融物向支撑炉梁与立柱表面与炉底不断流淌,其中,流向支撑炉梁的熔融物通过与炉梁和立柱隔热衬耐火材料的接触、渗透形成粘连,通过熔融物与炉梁和立柱耐火隔热衬以及炉内气氛间的物理化学反应,熔点上升,熔融物不断凝固粘接,在重力作用下粘渣不断长大,并向炉底方向伸展,形成类似冰柱的挂渣,加热炉下部燃烧空间减少,影响了下部烧嘴喷射流场与火焰形状,使加热炉下部温度降低、温度场不均匀性增大,为了保证钢坯加热质量,必须延长加热时间或提高加热温度,但钢坯炉内氧化烧损增加,炉梁与立柱挂渣生长,进一步恶化了加热炉下部空间的燃烧状况,形成恶性循环,最终因不能满足钢坯炉内加热质量和正常生产运行而停炉清渣,导致加热炉煤气消耗上升、生产效率低、停炉维护成本增加等,限制了高温取向硅钢的生产能力,提高了生产成本。由此可见,步进式加热炉炉梁与立柱挂渣是影响高温取向硅钢大规模、低成本、高质量制造的关键因素之一。
针对高温取向硅钢加热过程中炉梁与立柱挂渣的防止问题,目前国内外还未见到相关技术报道。为此,对于高温取向硅钢(HiB钢) 用步进式加热炉,有必要进一步开展步进式加热炉炉梁与立柱耐火隔热衬防粘渣耐火材料的研究,遏制炉梁与立柱的挂渣进程,达到延长炉梁与立柱耐火隔热衬使用寿命、降低加热炉能耗与隔热衬表面挂渣量、减少加热炉维护成本、提高高温取向硅钢生产效率等综合目标。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处,提供了一种高温步进式加热炉炉梁与立柱耐火隔热衬防粘渣耐火材料,其能延长炉梁与立柱耐火隔热衬使用寿命、降低加热炉能耗与隔热衬表面挂渣量、减少加热炉维护成本、提高高温取向硅钢生产效率等综合目标。
为实现上述目的,本发明所设计的一种高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,其特征在于:它的原料按重量百分比计包括:
55~60%的高铝矾土熟料、5~10%的镁铝尖晶石、5~10%的煅烧无烟煤、2~5%的鳞片石墨、3~6%的碳化硅、4~6%的α-Al2O3微粉、4~6%的硅微粉、5~7%的铝酸钙水泥、0.5~1.5%的金属硅粉、2.5~3.5%的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、0.05~0.10%的防爆纤维、0.1~0.15%的六偏磷酸钠、0.05~0.10%的有机减水剂和0.04~0.07%的有机硅偶联剂。
进一步地,所述高铝矾土熟料中Al2O3含量≥85%,其由粒度为大于1mm且小于等于3mm和0.1~1的二种颗粒级配构成,其二种颗粒重量百分比分别为0~80%和20~100%。
再进一步地,所述镁铝尖晶石的Al2O3含量为73±1%,粒度≤0.088mm。
再进一步地,所述的煅烧无烟煤粒度为0.5~3mm。
再进一步地,所述鳞片石墨粒度≤0.074mm;碳化硅粒度≤0.088mm,SiC含量≥95%;金属硅粉粒度≤0.088mm。
再进一步地,所述的铝酸钙水泥为纯铝酸钙水泥。
再进一步地,所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂重量比为=5.1~5.5︰1。
再进一步地,所述有机减水剂为FS20耐火浇注料减水剂。
再进一步地,所述硅烷偶联剂为水溶性硅烷偶联剂。
上述耐火隔热衬防粘渣耐火材料由上述原料混合而成。
本发明优点如下:
1、本发明防粘渣涂抹料通过高铝矾土熟料与镁铝尖晶石粉料的加入,提高了涂抹料的高温性能、热震稳定性与抗熔渣渗透性能,满足了高温取向硅钢的高温加热使用性能需求;通过煅烧无烟煤、鳞片石墨、碳化硅等材料的加入,提高了涂抹料层的抗熔渣浸润与侵蚀性能,遏制涂抹料层表面钢坯氧化熔融物的粘连,并在碳质材料还原与渗碳作用下,使高温加热的氧化熔融物中的高价氧化物形成熔点较低的低价氧化物或碳含量高的金属熔体,降低氧化熔融物中高熔点高价氧化物的含量,便于涂抹料表面熔融物的流淌,同时,在碳还原反应过程中形成的二氧化碳气体起到分离涂抹料表面粘渣的作用,降低了粘渣的结合面积,促进粘渣的快速流淌,达到避免炉梁、立柱隔热衬表面挂渣目的。
2、本发明通过α-Al2O3微粉、硅微粉、纯铝酸钙水泥的复合加入,改善了浇注料的常温、中温与高温结合强度,满足炉梁与立柱隔热衬恶劣工况条件下的使用性能需求。通过金属硅粉的加入,防止碳质材料的氧化,延长涂抹料层碳质材料遏制粘渣与挂渣的作用时间以及加热炉高温取向硅钢生产周期,提高单个加热周期高温取向硅钢生产量。
3、本发明中使用水溶性环氧树脂和水溶性固化剂,强化了碳质材料的界面结合,提高涂抹料层力学性能与抗破损能力,延长涂抹料层的使用寿命;有机硅偶联剂的加入,改善了有机、无机结合剂与骨料、粉料的界面结合以及涂抹料层与隔热衬间的界面结合,进一步提 高了涂抹料层的力学性能与抗破损能力;防爆纤维的加入,改进了涂抹料层烘烤的抗崩裂性能,提高涂抹料层烘烤质量。
4、本发明六偏磷酸钠与FS20有机减水剂的复合使用,提高了涂抹料的施工性能,降低了涂抹料的加水量,改善了炉辊浇注隔热衬施工质量与综合性能。
本发明的防粘渣涂抹料适用于步进式加热炉炉梁与立柱耐火隔热衬耐火材料表面,隔离了高温取向硅钢钢坯炉内加热形成的氧化熔融物与隔热衬耐火材料的直接接触,避免隔热衬耐火材料的钢坯氧化物的渗透与侵蚀,保证了防粘渣涂抹料层的有效作用时间,并在涂抹料中难被熔融物浸润的碳质材料作用下,遏制涂抹料层的表面粘渣与挂渣,延长炉梁、立柱隔热衬使用寿命,提高单个加热周期高温取向硅钢生产量。
通过上述综合措施,最终达到延长炉梁与立柱耐火隔热衬使用寿命、降低加热炉能耗与隔热衬表面挂渣量、减少加热炉维护成本、提高高温取向硅钢生产效率等综合目标。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,它的原料按重量百分比计包括:
55%的高铝矾土熟料、8.71%的镁铝尖晶石、10%的煅烧无烟煤、2%的鳞片石墨、6%的碳化硅、4%的α-Al2O3微粉、4%的硅微粉、7%的纯铝酸钙水泥、0.5%的金属硅粉、2.5%的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、0.05%的防爆纤维、0.1%的六偏磷酸钠、0.1%的FS20耐火浇注料减水剂和0.04%的水溶性WD-10硅烷偶联剂。
其中,所述高铝矾土熟料中Al2O3含量≥85%,其由粒度为大于1mm且小于等于3mm和0.1~1mm的二种颗粒级配构成,其二种颗 粒重量百分比分别为50%和50%,所述镁铝尖晶石的Al2O3含量为73±1%,粒度≤0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为0.5~3mm。
所述鳞片石墨粒度≤0.074mm;碳化硅粒度≤0.088mm,SiC含量≥95%;金属硅粉粒度≤0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂重量比为=5.1︰1。
实施例2
高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,它的原料按重量百分比计包括:
55%的高铝矾土熟料、7.13%的镁铝尖晶石、8%的煅烧无烟煤、5%的鳞片石墨、3%的碳化硅、6%的α-Al2O3微粉、6%的硅微粉、5%的纯铝酸钙水泥、1%的金属硅粉、3.5%的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、0.1%的防爆纤维、0.15%的六偏磷酸钠、0.05%的FS20耐火浇注料减水剂和0.07%的水溶性WD-10硅烷偶联剂。
其中,所述高铝矾土熟料中Al2O3含量≥85%,其由粒度为大于1mm且小于等于3mm和0.1~1mm的二种颗粒级配构成,其二种颗粒重量百分比分别为80%和20%,所述镁铝尖晶石的Al2O3含量为73±1%,粒度≤0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为0.5~3mm。
所述鳞片石墨粒度≤0.074mm;碳化硅粒度≤0.088mm,SiC含量≥95%;金属硅粉粒度≤0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂重量比为=5.5︰1。
实施例3
高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,它的原料按重量百分比计包括:
60%的高铝矾土熟料、5.12%的镁铝尖晶石、5%的煅烧无烟煤、4%的鳞片石墨、5%的碳化硅、5%的α-Al2O3微粉、5%的硅微粉、6%的纯铝酸钙水泥、1.5%的金属硅粉、3%的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、0.1%的防爆纤维、0.15%的六偏磷酸钠、0.08%的FS20耐火 浇注料减水剂和0.05%的水溶性WD-10硅烷偶联剂。
其中,所述高铝矾土熟料中Al2O3含量≥85%,其由粒度为大于1mm且小于等于3mm和0.1~1mm的二种颗粒级配构成,其二种颗粒重量百分比分别为25%和75%,所述镁铝尖晶石的Al2O3含量为73±1%,粒度≤0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为0.5~3mm。
所述鳞片石墨粒度≤0.074mm;碳化硅粒度≤0.088mm,SiC含量≥95%;金属硅粉粒度≤0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂重量比为=5.2︰1。
实施例4
高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,它的原料按重量百分比计包括:
58.47%的高铝矾土熟料、5%的镁铝尖晶石、10%的煅烧无烟煤、3%的鳞片石墨、4%的碳化硅、5%的α-Al2O3微粉、5%的硅微粉、6%的纯铝酸钙水泥、1.2%的金属硅粉、2%的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、0.1%的防爆纤维、0.1%的六偏磷酸钠、0.08%的FS20耐火浇注料减水剂和0.05%的水溶性WD-10硅烷偶联剂。
其中,所述高铝矾土熟料中Al2O3含量≥85%,其由粒度为大于0.1~1mm的颗粒级配构成,所述镁铝尖晶石的Al2O3含量为73±1%,粒度≤0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为0.5~3mm。
所述鳞片石墨粒度≤0.074mm;碳化硅粒度≤0.088mm,SiC含量≥95%;金属硅粉粒度≤0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂重量比为=5.4︰1。
实施例5
高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料,它的原料按重量百分比计包括:
56.5%的高铝矾土熟料、10%的镁铝尖晶石、6%的煅烧无烟煤、2%的鳞片石墨、4%的碳化硅、4%的α-Al2O3微粉、6%的硅微粉、6% 的纯铝酸钙水泥、1.4%的金属硅粉、2.8%的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、0.06%的防爆纤维、0.12%的六偏磷酸钠、0.08%的FS20耐火浇注料减水剂和0.04%的水溶性WD-10硅烷偶联剂。
其中,所述高铝矾土熟料中Al2O3含量≥85%,其由粒度为大于1mm且小于等于3mm和0.1~1mm的二种颗粒级配构成,其二种颗粒重量百分比分别为30%和70%,所述镁铝尖晶石的Al2O3含量为73±1%,粒度≤0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为0.5~3mm。
所述鳞片石墨粒度≤0.074mm;碳化硅粒度≤0.088mm,SiC含量≥95%;金属硅粉粒度≤0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂重量比为=5.4︰1。
上述耐火隔热衬防粘渣耐火材料由上述原料混合而成。上述实施例1~5中所述高铝矾土熟料产地为山西阳泉、所述镁铝尖晶石为郑州源凯新材料有限公司生产。所述煅烧无烟煤粒度为兰州炭素(集团)有限公司生产。所述鳞片石墨为洛阳耐火材料研究院服务公司供销。所述纯铝酸钙水泥由洛阳耐研工贸有限公司供应的Secar-71拉法基纯铝酸钙水泥。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂分别为东莞广通化工制品有限公司生产的水性环氧树脂乳液BH-612和水性环氧固化剂BH-560。所述防爆纤维为巩义市德恩物资贸易有限公司销售的耐火材料专用水溶性低温防爆纤维。所述有机减水剂为武汉代理商提供的德国巴斯夫FS20耐火浇注料减水剂。所述的硅烷偶联剂为武汉天目科技发展有限责任公司生产的水溶性WD-10硅烷偶联剂。
按照实施例1~5的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料重量百分比组成,分别制备了防粘渣涂抹料,并进行了40×40×160试样的制备,经养护与热处理后检测,1450℃×3h烧后抗压强度≥35MPa,长期使用温度可达1450℃;采用制备的防粘渣涂抹料在高铝质、莫来石质浇注料试块表面涂抹施工,施工性能优良,经24小时养护后与1450℃×3h处理,涂抹料层与高铝质、莫来石质浇 注料试块结合紧密,满足了步进式加热炉炉梁、立柱隔热衬表面涂抹施工与高温使用性能要求。 

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1、(10)申请公布号 CN 103396140 A (43)申请公布日 2013.11.20 CN 103396140 A *CN103396140A* (21)申请号 201310341018.3 (22)申请日 2013.08.07 C04B 35/66(2006.01) (71)申请人 武汉钢铁 (集团) 公司 地址 430080 湖北省武汉市武昌友谊大道 999 号 A 座 15 层 (72)发明人 欧阳德刚 罗安智 朱善合 (74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人 胡镇西 (54) 发明名称 高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣 涂抹料 (57) 摘要。

2、 本发明公开了一种高温步进式加热炉炉梁与 立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 它的原料按重量百分 比计包括 : 5560%的高铝矾土熟料 ; 510%的镁铝 尖晶石、 510% 的煅烧无烟煤、 25% 的鳞片石墨、 36% 的碳化硅、 46% 的 -Al2O3微粉、 46% 的硅 微粉、 57% 的铝酸钙水泥、 0.51.5% 的金属硅粉、 2.53.5% 的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、 0.050.10% 的防爆纤维、 0.10.15% 的六偏磷酸 钠、 0.050.10%的有机减水剂和0.040.07%的有 机硅偶联剂。本发明的防粘渣涂抹料达到延长炉 梁与立柱耐火隔热衬使用寿命、 降低加热炉能耗 。

3、与隔热衬表面挂渣量、 减少加热炉维护成本、 提高 高温取向硅钢生产效率等综合目标。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 103396140 A CN 103396140 A *CN103396140A* 1/1 页 2 1. 一种高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其特征在于 : 它的原料按 重量百分比计包括 : 5560%的高铝矾土熟料、 510%的镁铝尖晶石、 510%的煅烧无烟煤、 25%的鳞片石墨、 36% 的碳化硅、 46% 的 -Al。

4、2O3微粉、 46% 的硅微粉、 57% 的铝酸钙水泥、 0.51.5% 的金 属硅粉、 2.53.5% 的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、 0.050.10% 的防爆纤维、 0.10.15% 的六偏磷酸钠、 0.050.10% 的有机减水剂和 0.040.07% 的有机硅偶联剂。 2. 根据权利要求 1 所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其特征 在于 : 所述高铝矾土熟料中Al2O3含量85%, 其由粒度为大于1mm且小于等于3mm和0.11 的二种颗粒级配构成, 其二种颗粒重量百分比分别为 080% 和 20100%。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的高温步进式加热。

5、炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其 特征在于 : 所述镁铝尖晶石的 Al2O3含量为 731%, 粒度 0.088mm。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其 特征在于 : 所述的煅烧无烟煤粒度为 0.53mm。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其 特征在于 : 所述鳞片石墨粒度 0.074mm ; 碳化硅粒度 0.088mm, SiC 含量 95% ; 金属硅 粉粒度 0.088mm。 6. 根据权利要求 1 或 2 所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其 特征在于 。

6、: 所述的铝酸钙水泥为纯铝酸钙水泥。 7. 根据权利要求 1 或 2 所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其 特征在于 : 所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂重量比 为 =5.15.5 1。 8. 根据权利要求 1 或 2 所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其 特征在于 : 所述有机减水剂为 FS20 耐火浇注料减水剂。 9. 根据权利要求 1 或 2 所述的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 其 特征在于 : 所述硅烷偶联剂为水溶性硅烷偶联剂。 权 利 要 求 书 CN 103396140 A 2 1/5 页 3 。

7、高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料 技术领域 0001 本发明属于加热炉耐火材料领域, 具体是一种高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热 衬防粘渣涂抹料。 技术背景 0002 高温取向硅钢高磁感、 低铁损性能而得到用户的一致认可, 然而, 在高温取向硅钢 (HiB 钢) 生产过程中, 钢坯步进式加热炉内加热温度高、 在炉时间长, 导致钢坯炉内氧化烧 损量大, 钢坯表面铁、 硅元素氧化形成的熔融物向支撑炉梁与立柱表面与炉底不断流淌, 其 中, 流向支撑炉梁的熔融物通过与炉梁和立柱隔热衬耐火材料的接触、 渗透形成粘连, 通过 熔融物与炉梁和立柱耐火隔热衬以及炉内气氛间的物理化学反应, 熔点上升,。

8、 熔融物不断 凝固粘接, 在重力作用下粘渣不断长大, 并向炉底方向伸展, 形成类似冰柱的挂渣, 加热炉 下部燃烧空间减少, 影响了下部烧嘴喷射流场与火焰形状, 使加热炉下部温度降低、 温度场 不均匀性增大, 为了保证钢坯加热质量, 必须延长加热时间或提高加热温度, 但钢坯炉内氧 化烧损增加, 炉梁与立柱挂渣生长, 进一步恶化了加热炉下部空间的燃烧状况, 形成恶性循 环, 最终因不能满足钢坯炉内加热质量和正常生产运行而停炉清渣, 导致加热炉煤气消耗 上升、 生产效率低、 停炉维护成本增加等, 限制了高温取向硅钢的生产能力, 提高了生产成 本。由此可见, 步进式加热炉炉梁与立柱挂渣是影响高温取向硅。

9、钢大规模、 低成本、 高质量 制造的关键因素之一。 0003 针对高温取向硅钢加热过程中炉梁与立柱挂渣的防止问题, 目前国内外还未见到 相关技术报道。为此, 对于高温取向硅钢 (HiB 钢) 用步进式加热炉, 有必要进一步开展步进 式加热炉炉梁与立柱耐火隔热衬防粘渣耐火材料的研究, 遏制炉梁与立柱的挂渣进程, 达 到延长炉梁与立柱耐火隔热衬使用寿命、 降低加热炉能耗与隔热衬表面挂渣量、 减少加热 炉维护成本、 提高高温取向硅钢生产效率等综合目标。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服上述不足之处, 提供了一种高温步进式加热炉炉梁与立柱 耐火隔热衬防粘渣耐火材料, 其能延长炉梁与立柱耐火隔热。

10、衬使用寿命、 降低加热炉能耗 与隔热衬表面挂渣量、 减少加热炉维护成本、 提高高温取向硅钢生产效率等综合目标。 0005 为实现上述目的, 本发明所设计的一种高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘 渣涂抹料, 其特征在于 : 它的原料按重量百分比计包括 : 0006 5560% 的高铝矾土熟料、 510% 的镁铝尖晶石、 510% 的煅烧无烟煤、 25% 的鳞片 石墨、 36% 的碳化硅、 46% 的 -Al2O3微粉、 46% 的硅微粉、 57% 的铝酸钙水泥、 0.51.5% 的金属硅粉、 2.53.5% 的水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、 0.050.10% 的防爆纤维、 0.10.15% 。

11、的六偏磷酸钠、 0.050.10% 的有机减水剂和 0.040.07% 的有机硅偶联剂。 0007 进一步地, 所述高铝矾土熟料中 Al2O3含量 85%, 其由粒度为大于 1mm 且小于等 于 3mm 和 0.11 的二种颗粒级配构成, 其二种颗粒重量百分比分别为 080% 和 20100%。 说 明 书 CN 103396140 A 3 2/5 页 4 0008 再进一步地, 所述镁铝尖晶石的 Al2O3含量为 731%, 粒度 0.088mm。 0009 再进一步地, 所述的煅烧无烟煤粒度为 0.53mm。 0010 再进一步地, 所述鳞片石墨粒度 0.074mm ; 碳化硅粒度 0.0。

12、88mm, SiC 含量 95% ; 金属硅粉粒度 0.088mm。 0011 再进一步地, 所述的铝酸钙水泥为纯铝酸钙水泥。 0012 再进一步地, 所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固 化剂重量比为 =5.15.5 1。 0013 再进一步地, 所述有机减水剂为 FS20 耐火浇注料减水剂。 0014 再进一步地, 所述硅烷偶联剂为水溶性硅烷偶联剂。 0015 上述耐火隔热衬防粘渣耐火材料由上述原料混合而成。 0016 本发明优点如下 : 0017 1、 本发明防粘渣涂抹料通过高铝矾土熟料与镁铝尖晶石粉料的加入, 提高了涂抹 料的高温性能、 热震稳定性与抗熔渣渗透性能。

13、, 满足了高温取向硅钢的高温加热使用性能 需求 ; 通过煅烧无烟煤、 鳞片石墨、 碳化硅等材料的加入, 提高了涂抹料层的抗熔渣浸润与 侵蚀性能, 遏制涂抹料层表面钢坯氧化熔融物的粘连, 并在碳质材料还原与渗碳作用下, 使 高温加热的氧化熔融物中的高价氧化物形成熔点较低的低价氧化物或碳含量高的金属熔 体, 降低氧化熔融物中高熔点高价氧化物的含量, 便于涂抹料表面熔融物的流淌, 同时, 在 碳还原反应过程中形成的二氧化碳气体起到分离涂抹料表面粘渣的作用, 降低了粘渣的结 合面积, 促进粘渣的快速流淌, 达到避免炉梁、 立柱隔热衬表面挂渣目的。 0018 2、 本发明通过 -Al2O3微粉、 硅微粉。

14、、 纯铝酸钙水泥的复合加入, 改善了浇注料的 常温、 中温与高温结合强度, 满足炉梁与立柱隔热衬恶劣工况条件下的使用性能需求。 通过 金属硅粉的加入, 防止碳质材料的氧化, 延长涂抹料层碳质材料遏制粘渣与挂渣的作用时 间以及加热炉高温取向硅钢生产周期, 提高单个加热周期高温取向硅钢生产量。 0019 3、 本发明中使用水溶性环氧树脂和水溶性固化剂, 强化了碳质材料的界面结合, 提高涂抹料层力学性能与抗破损能力, 延长涂抹料层的使用寿命 ; 有机硅偶联剂的加入, 改 善了有机、 无机结合剂与骨料、 粉料的界面结合以及涂抹料层与隔热衬间的界面结合, 进一 步提高了涂抹料层的力学性能与抗破损能力 ;。

15、 防爆纤维的加入, 改进了涂抹料层烘烤的抗 崩裂性能, 提高涂抹料层烘烤质量。 0020 4、 本发明六偏磷酸钠与 FS20 有机减水剂的复合使用, 提高了涂抹料的施工性能, 降低了涂抹料的加水量, 改善了炉辊浇注隔热衬施工质量与综合性能。 0021 本发明的防粘渣涂抹料适用于步进式加热炉炉梁与立柱耐火隔热衬耐火材料表 面, 隔离了高温取向硅钢钢坯炉内加热形成的氧化熔融物与隔热衬耐火材料的直接接触, 避免隔热衬耐火材料的钢坯氧化物的渗透与侵蚀, 保证了防粘渣涂抹料层的有效作用时 间, 并在涂抹料中难被熔融物浸润的碳质材料作用下, 遏制涂抹料层的表面粘渣与挂渣, 延 长炉梁、 立柱隔热衬使用寿命。

16、, 提高单个加热周期高温取向硅钢生产量。 0022 通过上述综合措施, 最终达到延长炉梁与立柱耐火隔热衬使用寿命、 降低加热炉 能耗与隔热衬表面挂渣量、 减少加热炉维护成本、 提高高温取向硅钢生产效率等综合目标。 具体实施方式 说 明 书 CN 103396140 A 4 3/5 页 5 0023 下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 0024 实施例 1 0025 高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 它的原料按重量百分比计包 括 : 0026 55% 的高铝矾土熟料、 8.71% 的镁铝尖晶石、 10% 的煅烧无烟煤、 2% 的鳞片石墨、 6% 的碳化硅、 4% 的 -。

17、Al2O3微粉、 4% 的硅微粉、 7% 的纯铝酸钙水泥、 0.5% 的金属硅粉、 2.5% 的 水溶性环氧树脂和水溶性固化剂、 0.05%的防爆纤维、 0.1%的六偏磷酸钠、 0.1%的FS20耐火 浇注料减水剂和 0.04% 的水溶性 WD-10 硅烷偶联剂。 0027 其中, 所述高铝矾土熟料中Al2O3含量85%, 其由粒度为大于1mm且小于等于3mm 和 0.11mm 的二种颗粒级配构成, 其二种颗粒重量百分比分别为 50% 和 50%, 所述镁铝尖晶 石的 Al2O3含量为 731%, 粒度 0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为 0.53mm。 0028 所述鳞片石墨粒度 0.0。

18、74mm ; 碳化硅粒度 0.088mm, SiC 含量 95% ; 金属硅粉 粒度 0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂 重量比为 =5.1 1。 0029 实施例 2 0030 高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 它的原料按重量百分比计包 括 : 0031 55%的高铝矾土熟料、 7.13%的镁铝尖晶石、 8%的煅烧无烟煤、 5%的鳞片石墨、 3%的 碳化硅、 6% 的 -Al2O3微粉、 6% 的硅微粉、 5% 的纯铝酸钙水泥、 1% 的金属硅粉、 3.5% 的水溶 性环氧树脂和水溶性固化剂、 0.1% 的防爆纤维、 0.15% 的六。

19、偏磷酸钠、 0.05% 的 FS20 耐火浇 注料减水剂和 0.07% 的水溶性 WD-10 硅烷偶联剂。 0032 其中, 所述高铝矾土熟料中Al2O3含量85%, 其由粒度为大于1mm且小于等于3mm 和 0.11mm 的二种颗粒级配构成, 其二种颗粒重量百分比分别为 80% 和 20%, 所述镁铝尖晶 石的 Al2O3含量为 731%, 粒度 0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为 0.53mm。 0033 所述鳞片石墨粒度 0.074mm ; 碳化硅粒度 0.088mm, SiC 含量 95% ; 金属硅粉 粒度 0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性。

20、固化剂 重量比为 =5.5 1。 0034 实施例 3 0035 高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 它的原料按重量百分比计包 括 : 0036 60%的高铝矾土熟料、 5.12%的镁铝尖晶石、 5%的煅烧无烟煤、 4%的鳞片石墨、 5%的 碳化硅、 5% 的 -Al2O3微粉、 5% 的硅微粉、 6% 的纯铝酸钙水泥、 1.5% 的金属硅粉、 3% 的水溶 性环氧树脂和水溶性固化剂、 0.1% 的防爆纤维、 0.15% 的六偏磷酸钠、 0.08% 的 FS20 耐火浇 注料减水剂和 0.05% 的水溶性 WD-10 硅烷偶联剂。 0037 其中, 所述高铝矾土熟料中Al2O3含量。

21、85%, 其由粒度为大于1mm且小于等于3mm 和 0.11mm 的二种颗粒级配构成, 其二种颗粒重量百分比分别为 25% 和 75%, 所述镁铝尖晶 石的 Al2O3含量为 731%, 粒度 0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为 0.53mm。 0038 所述鳞片石墨粒度 0.074mm ; 碳化硅粒度 0.088mm, SiC 含量 95% ; 金属硅粉 粒度 0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂 说 明 书 CN 103396140 A 5 4/5 页 6 重量比为 =5.2 1。 0039 实施例 4 0040 高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热。

22、衬防粘渣涂抹料, 它的原料按重量百分比计包 括 : 0041 58.47% 的高铝矾土熟料、 5% 的镁铝尖晶石、 10% 的煅烧无烟煤、 3% 的鳞片石墨、 4% 的碳化硅、 5% 的 -Al2O3微粉、 5% 的硅微粉、 6% 的纯铝酸钙水泥、 1.2% 的金属硅粉、 2% 的水 溶性环氧树脂和水溶性固化剂、 0.1%的防爆纤维、 0.1%的六偏磷酸钠、 0.08%的FS20耐火浇 注料减水剂和 0.05% 的水溶性 WD-10 硅烷偶联剂。 0042 其中, 所述高铝矾土熟料中 Al2O3含量 85%, 其由粒度为大于 0.11mm 的颗粒级 配构成, 所述镁铝尖晶石的 Al2O3含量为。

23、 731%, 粒度 0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度 为 0.53mm。 0043 所述鳞片石墨粒度 0.074mm ; 碳化硅粒度 0.088mm, SiC 含量 95% ; 金属硅粉 粒度 0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂 重量比为 =5.4 1。 0044 实施例 5 0045 高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料, 它的原料按重量百分比计包 括 : 0046 56.5%的高铝矾土熟料、 10%的镁铝尖晶石、 6%的煅烧无烟煤、 2%的鳞片石墨、 4%的 碳化硅、 4% 的 -Al2O3微粉、 6% 的硅微粉、 6% 的纯铝酸钙水。

24、泥、 1.4% 的金属硅粉、 2.8% 的水 溶性环氧树脂和水溶性固化剂、 0.06%的防爆纤维、 0.12%的六偏磷酸钠、 0.08%的FS20耐火 浇注料减水剂和 0.04% 的水溶性 WD-10 硅烷偶联剂。 0047 其中, 所述高铝矾土熟料中Al2O3含量85%, 其由粒度为大于1mm且小于等于3mm 和 0.11mm 的二种颗粒级配构成, 其二种颗粒重量百分比分别为 30% 和 70%, 所述镁铝尖晶 石的 Al2O3含量为 731%, 粒度 0.088mm。所述的煅烧无烟煤粒度为 0.53mm。 0048 所述鳞片石墨粒度 0.074mm ; 碳化硅粒度 0.088mm, SiC。

25、 含量 95% ; 金属硅粉 粒度 0.088mm。所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂中水溶性环氧树脂和水溶性固化剂 重量比为 =5.4 1。 0049 上述耐火隔热衬防粘渣耐火材料由上述原料混合而成。上述实施例 15 中所述高 铝矾土熟料产地为山西阳泉、 所述镁铝尖晶石为郑州源凯新材料有限公司生产。所述煅烧 无烟煤粒度为兰州炭素 (集团) 有限公司生产。所述鳞片石墨为洛阳耐火材料研究院服务公 司供销。所述纯铝酸钙水泥由洛阳耐研工贸有限公司供应的 Secar-71 拉法基纯铝酸钙水 泥。 所述水溶性环氧树脂和水溶性固化剂分别为东莞广通化工制品有限公司生产的水性环 氧树脂乳液 BH-612 和水性。

26、环氧固化剂 BH-560。所述防爆纤维为巩义市德恩物资贸易有限 公司销售的耐火材料专用水溶性低温防爆纤维。 所述有机减水剂为武汉代理商提供的德国 巴斯夫 FS20 耐火浇注料减水剂。所述的硅烷偶联剂为武汉天目科技发展有限责任公司生 产的水溶性 WD-10 硅烷偶联剂。 0050 按照实施例 15 的高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料重量百分 比组成, 分别制备了防粘渣涂抹料, 并进行了 4040160 试样的制备, 经养护与热处理后 检测, 1450 3h 烧后抗压强度 35MPa, 长期使用温度可达 1450 ; 采用制备的防粘渣 说 明 书 CN 103396140 A 6 5/5 页 7 涂抹料在高铝质、 莫来石质浇注料试块表面涂抹施工, 施工性能优良, 经 24 小时养护后与 1450 3h 处理, 涂抹料层与高铝质、 莫来石质浇注料试块结合紧密, 满足了步进式加热 炉炉梁、 立柱隔热衬表面涂抹施工与高温使用性能要求。 说 明 书 CN 103396140 A 7 。

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