河南瑞泰科技研发供应 高温胶泥 国家专利产品 有色金属冶炼窑炉反射炉砌筑用胶泥详细介绍
瑞泰功能型高温胶泥（专利产品）
开发背景：耐火泥浆在水泥、钢铁、有色、石化等大型窑炉的砌筑中，发挥着重要作用，其使用量约占砌筑总量的3%~5%。炉衬耐材接缝处所使用的胶泥，仍是损毁的薄弱环节。不同程度的脱落、抽签、渗透和侵蚀往往都是从泥口开始，继而延伸、扩展，导致炉衬加速损毁，影响其使用寿命。
产品用途：瑞泰功能型高温胶泥可广泛用于有色冶炼，水泥回转窑，钢铁、玻璃等工业窑炉上的粘土砖、高铝砖、硅莫砖、镁铝尖晶石砖、镁铬砖、镁铁砖、镁铝铬砖、铝铬砖、镁砖、镁锆砖的砌筑。
产品特点：具有高温强度高、和易性好、涂抹性优且施工时不易流淌，使用中能在液相早期出现的较宽温度范围内保持从常温至高温阶段，始终具有较高的粘结强度，并随温度升高达到陶瓷烧结。本产品为气硬性材料，不需加热可自行固化，可以实现一种胶泥同时砌和碱性砖的要求，使用方便，并且胶泥与砖面之间会产生分子相互渗透形成高强度，不受窑温高低和砖缝大小的限制，砌筑后窑炉整体性好，具有耐冲击、抗磨损、防渗透、抗侵蚀，同时能防止窑炉砌体裂纹、开裂漏烟蹿火、抽签掉转、局部塌陷等，从而减少炉墙散热损失，节能降耗，进一步延长窑体使用寿命。
机理：高温胶泥为有机物和无机胶液复合结合材料，使用时能快速反应形成胶体络合物的复盐结构。两砖界面间通过胶泥的粘附与凝聚作用形成环环相扣，具有高强度的紧密整体。
使用方法：该功能型高温胶泥为粉料与胶液按数量1:1分装型，粉料为30kg/袋，胶液为20kg/桶。使用时以胶代水，把胶液加入粉料内，以胶液加入量控制胶泥稀稠度，使用时以机械搅拌为佳（搅拌时间≥20分钟），开始搅拌时会出现细小粉团，增加搅拌时间待搅拌均匀后会自行消失，方可使用。胶液加入量50%—70%（重量比）为宜，不宜调制过稀。
注意事项：加胶液搅拌时不准加水调整稀稠度。严禁混入其它杂质。砌筑时应确保灰缝饱满，灰缝大小按设计要求而定，搅拌好的胶泥在1小时内使用完，以防结块影响施工性能，使用中胶泥若变稠可加入适量胶液重新搅拌调稀。搅拌机及施工工具当天使用完毕必须清理干净，以防结硬难以清理。
注：功能型高温胶泥性能指标表见附件1表1；河南瑞泰生产的高温胶泥已申报专利，名称为“碱性高温耐火泥浆”，专利证书见附件1。
附件1：功能型高温胶泥性能指标表与碱性高温耐火泥浆专利证书
表1 功能型高温胶泥性能指标表
属性 | MgO (%) | 耐火度 （℃） | 凝结时间 （min） | 烧后冷态抗折强度（MPa） |
110℃ | 1100℃ | 1350℃ |
碱性 | ≥65 | ≥1800 | 10—20 | ≥5 | ≥6 | ≥10 |
功能型高温胶泥的研发与应用
摘要 为解决传统火泥常、中温强度低，高温性能差等问题，采用废砖和刚玉粉等为粉料，复合胶液为结合剂，配以合理的外加剂，研制出一种功能型高温胶泥，结果表明，该胶泥可满足水泥，钢铁以及有色冶炼炉关键部位的苛刻要求。在配合公司的镁铁尖晶石砖在水泥窑回转窑上使用达到15个月，在有色炼铅还原炉上与镁铝锆砖配套使用，寿命达8—9个月，满足了用户的使用要求。
关键词 功能型，胶泥，外加剂
耐火泥浆在钢铁、建材、有色、石化等大型窑炉的砌筑中，发挥着重要作用，其使用量约占砌筑总量的3%~5%。目前，在耐材接缝处使用的火泥，仍是损毁的薄弱环节。不同程度的脱落、渗透、侵蚀和抽签往往都是从泥口开始，继而延伸、扩展，导致炉衬加速损毁，影响其使用寿命[1]。
传统的耐火泥浆常温及中温强度较低，不利于冷态转窑及升温，且不适合用于冶炼温度偏低且侵蚀性较强的有色冶炼行业，国内研究添加稀土会提高其高温使用性能，但过高的成本转嫁到用户身上使用户无法接受，很难普及，因此需要开发施工及使用性能好，适用范围广且性价比高的功能型高温胶泥。本文阐述了功能型高温胶泥的研发及使用，可替代镁铬火泥，是***环境友好型耐火胶泥。
1 试验
1.1原料选择
选用抗侵蚀性好的废砖粉（纯镁废砖+镁铝尖晶石废砖）、镁砂细粉、刚玉细粉、细粉A作为粉料基质（80—90%）；添加减水剂、保水剂、促凝剂、塑化剂、促烧剂（硅微粉）、膨胀剂（蓝晶石4—7%）为外加剂（总量<15%）；选用有机b+无机c的复合胶液为结合剂。<>
粒度分布为微粉量10—15%，＜0.088mm的细粉为75—80%，0.088—0.5mm为20—25%，>0.5mm不允许有。
1.2试验试样的制备
选用镁铬砖，镁铝尖晶石砖，镁砖，硅莫砖四种材质的砖，均制成40×40×65mm的测试试样，分别选用功能型高温胶泥，镁铬火泥，镁质火泥共三种进行对比试验。将三种火泥分别调制成同等稠度，并将试样40×40mm的面进行涂抹对接揉动，挤压做成规定的砖缝（统一为2mm），刮去多余泥浆，与室内立放静置24 h，然后在烘箱内110℃下保温12h[2,3]，冷却后***行常温抗折强度检测，其余样分别在1100℃，1300℃，1500℃下进行热处理，冷却至室温后检测其常温抗折强度。
2 结果与讨论
2.1性能对比
表1为不同耐火泥浆的理化性能（均为平均值）。
表1 不同耐火泥浆的理化性能
图1 1500℃热处理后检测前（上）与检测后（下）的试样照片
由表1知镁铬火泥与镁质火泥常温及中温强度较低，1100℃后才随着烧结温度的提高强度逐渐增大。功能型高温胶泥具有较高的常、中、高温强度，并随温度的升高不断增大，于1500℃烧结的试样在检测过程中出现砖缝以外砖体断裂，砖缝仍牢牢粘结的现象（如图1）；这是由于复合胶液在常温下便产生较快的胶结凝固，***了较高的常温强度；而促烧剂硅微粉其颗粒极细，比表面积大，具有极高的反应活性，兼具充填、减水、助烧的多重作用[4]，在早期便出现部分液相，加剧固相反应，形成一定强度。在1500℃时，胶泥与砖体表面中的各物象发生扩散、反应，达到陶瓷烧结，形成很高的强度，甚至超过砖体自身的强度，以至于接缝外的砖体断裂。
2.2热膨胀性
由图2可知，功能型高温胶泥的热膨胀率开始随温度增加而逐渐增大，在1350℃时达到值为0.77%（碱性火泥1400℃内热膨胀率为1.1—1.3%），之后迅速减小，这是由于在早期热胀冷缩，胶泥随温度的升高膨胀率逐渐增大，在1350℃时由于早期生成的镁橄榄石（膨胀系数较大）新相加上蓝晶石（蓝晶石会从500℃开始产生膨胀，到1400℃以上的膨胀值达16%~18%的***性膨胀[5]）的叠加作用，膨胀达到值，之后由于氧化镁晶体的长大及液相量的增多，气孔大量排出，体积收缩，密度增大，膨胀率急速降低，1450℃时趋于平衡。由于较佳的粉料颗粒级配，添加适量的蓝晶石，既拟补了整个升温过程中的收缩，又***了较低的热膨胀率，减缓了砌体整体膨胀时产生的应力，使其具有较好的抗热震稳定性，有利于防止砌体的倒塌、跨砖或抽签，***了砌体和窑炉的安全稳定运行，从而延续其使用寿命。
物相组成
从图3可知1100℃下主要矿物相组成为方镁石，镁橄榄石，镁铝尖晶石，刚玉。由于硅微粉的引入，805℃以后硅微粉与方镁石反应生成耐蚀性强，高温性能好的镁橄榄石新相（2MgO+SiO2→Mg2SiO4），加之部分刚玉与方镁石反应生成镁铝尖晶石，使其中温粘结强度大大增强，镁铝尖晶石和刚玉的引入同时提高了抗热震稳定性与抗侵蚀性，在高温窑炉使用环境苛刻的部位有很好的适用性，尤其可满足冶炼温度偏低，金属熔体及熔渣渗透和侵蚀性***的有色冶炼行业的需求。
1100℃热处理后功能型高温胶泥的XRD图谱
应用
一般制备好的耐火粉料及预混添加剂，还属于半成品，现场施工时根据需要量和搅拌设备的搅拌能力，按耐火粉料与预混添加剂的设计比例配料，干混一定时间后，一次性加入适量调和剂，搅拌成具有合适稠度的浆料后即可。但由于施工现场管理问题，很难***耐火泥浆的均质性。因此，为***功能型高温胶泥的质量，公司将耐火粉料与预混的添加剂混合后用防潮袋定量密封包装，胶液采用桶装与粉料袋装1：1配套，到施工现场后一次性加入适量的胶液，搅拌成具有合适稠度的浆料后使用。
该功能型高温胶泥的适用范围较广，可与碱性及弱酸性耐火材料配套使用，在配合公司镁铁尖晶石砖在水泥窑回转窑上使用由原来的10—12个月延长到14—15个月，在有色炼铅还原炉上与镁铝锆砖配套使用，寿命达8—9个月，与镁铬砖同步。
结论
（1）采用微粉与高效添加剂配合，复合胶液为结合剂的功能型高温胶泥具有施工性能好，常、中、高温强度高，并随温度升高而不断增强的特点；
（2）功能型高温胶泥具有较低的热膨胀率，利于窑炉的升温及稳定运行；
（3）功能型高温胶泥高温下的矿物相具有较好的热震稳定性及抗侵蚀性，可满足高温窑炉关键部位的苛刻要求。
（4）功能型高温胶泥可替代镁铬火泥，是新型的环境友好型耐火胶泥。
参考文献
［1］高文君，王迎春．镁质火泥生产工艺总结［J］．辽宁建材，2002，4：21-22．
［2］刘晖，张殿英，魏纯玉，等．常用耐火泥浆粘结强度实验方法的研究［J］．冶金分析，2008，28（2）：1257-1262．
［3］全国耐火材料标准化技术委员会．耐火材料标准汇编[M]．3版．北京：中国标准出版社。2007：322-324．
碱性制品：烧结镁砖 、电熔镁砖、镁锆砖、镁铝铬尖晶石砖、镁铬砖、直接结合镁铬砖、电熔再结合镁铬砖、镁铁尖晶石砖、镁铝尖晶石砖、6号抗剥落砖等。
铝硅质制品：通用型高铝砖、 高炉、 热风炉、 加热炉、锻造炉、铁水包、电炉顶用高铝砖、玻璃窑用高铝砖、石灰窑用高铝砖、硅铁炉、矿热炉用高铝砖、有色冶炼窑炉用高铝砖、***高铝砖、一级高铝砖、二级高铝砖、三级高铝砖、抗剥落高铝砖、低蠕变高铝砖、磷酸盐砖、磷酸盐耐磨砖、高荷软砖、磷酸盐复合砖、高荷软复合砖、硅莫砖1550、硅莫砖1650、硅莫砖1680、硅莫红砖、低导热多层复合莫来石砖、通用型粘土砖、 低气孔粘土砖 、低蠕变粘土砖等。
不定形耐火材料：窑口专用浇注料、喷煤管专用浇注料、低水泥高铝浇注料、低水泥高强防爆浇注料、高强莫来石浇注料、钢纤维耐磨浇注料、耐碱浇注料、锅炉用刚玉耐磨可塑料，高强耐磨浇注料、微膨胀可塑料，耐酸浇注料、耐酸胶泥、高铝高强耐火浇注料 、刚玉浇注料、抗热震耐火浇注料、轻质保温浇注料、涂抹料、免烘烤捣打料、出铁沟浇注料、玻璃窑用锆英石捣打料、金属镁还原炉用高铝质低水泥浇注料、罐口浇注料、有色冶炼窑炉用镁质浇注料、镁铬质浇注料、镁质捣打料、镁铬质捣打料、镁质喷涂料、不沾铝浇注料，加工各种材质预制件。
特种制品：莫来石砖、刚玉砖、刚玉莫来石砖、烧结锆刚玉砖、铝铬砖、铬刚玉砖（铝铬尖晶石砖）、氧化铝空心球砖等。
隔热保温制品：粘土质 高铝质 硅质 硅藻土质保温耐火砖、高铝聚轻砖、岩棉 、硅酸铝棉 、石棉板 、硅酸钙板、硅酸铝管 、 硅酸铝纤维毡板、针刺毯等。
辅助材料：粘土火泥、高铝火泥、硅莫火泥、镁铬火泥、磷酸盐火泥、瑞泰功能性高温胶泥（专利产品，强度高，碱性砖和铝硅质砖均可使用）、磷酸、水玻璃、膨胀纸板、锁缝钢板、耐热扒钉、沥青漆、防水剂、高温粘结剂。
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