CN104744060A - 鱼雷罐内衬修补喷涂料及其制备方法与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其原料及质量百分比为：废旧鱼雷罐砖35～45％；棕刚玉20～25％；碳化硅粉12～18％；废旧铁沟料粉10～15％；纯铝酸钙水泥4～6％；添加剂3～5％；防氧化剂0.5～1.5％。还包括涂料总量为0.1～0.5％的减水剂，涂料总量为0.02～0.05％的防爆剂。上述喷涂料的制备方法，包括：将上述原料按配比在强力搅拌机中混匀2～4min即可获得喷涂料。上述喷涂料的使用方法，包括：向喷涂料中加入总质量5～7wt.％的水，在强力搅拌机中混匀1～2min即可进行喷涂操作；喷涂后在500～700℃下烘烤2～3h后，鱼雷罐即可正常使用。本发明每次喷涂可使鱼雷罐的使用寿命提高10％以上，由于采用废弃材料为主要原料，可大幅降低生产和使用成本，有利于环境的保护。

Description

鱼雷罐内衬修补喷涂料及其制备方法与使用方法

技术领域

本发明涉及一种喷涂料，尤其是一种鱼雷罐内衬修补喷涂料及其制备方法与使用方法。

背景技术

钢铁工业作为能源消耗大户，是我国节能减排计划的重点监控行业。目前炼钢领域已经实现了负能炼钢，与之相比，炼铁领域依然消耗着大量的能源，节能减排有着巨大的空间。在此背景下，鱼雷式混铁车即鱼雷罐应运而生，它作为盛装、运输铁水的设备，与传统的铁水包相比，铁水温度下降明显降低，且兼具了混铁的功能，可在其中进行铁水预处理。然而铁水预处理伴随着剧烈的搅拌和化学侵蚀，这对鱼雷罐内衬的寿命造成了严重影响。目前，鱼雷罐大型化是一种趋势，如何保障耐火内衬的使用寿命，对企业提升经济效益至关重要。中国专利CN102896307A公开了一种鱼雷罐罐口套浇修补方法，该发明主要原料为高铝矾土、棕刚玉、红柱石、氧化铝微粉、纯铝酸盐水泥等，虽然对鱼雷罐罐口进行了有效修补，但并未对鱼雷罐的主体部分进行修补，且其原料均为优质原料，成本较高。中国专利CN1970500A公开了一种鱼雷罐内衬修补浇注料，该发明使用了刚玉骨料、细粉、SiC、兰晶石、微粉、复合防氧化剂及复合添加剂为主要原料，该发明较好的解决了浇注料与原砖面的结合性差等问题，但其原料中使用了成本较高的复合防氧化剂和添加剂，不适合大规模喷补，且添加剂还使用了致癌的沥青，不利于环保和操作环境的改善。

我国是钢铁大国，每年产生数千万吨的废弃耐火材料，例如鱼雷罐内衬废弃后，其中仍含有大量优质的刚玉和碳化硅材料，与此相似的还有废弃铁沟浇注料等，如果能合理将其利用，并用于耐火材料的生产，不仅为废弃耐火材料的再生利用开辟新的途径，还会降低耐火材料的生产及使用成本，提高经济效益。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供了一种鱼雷罐内衬修补喷涂料及其制备方法与使用方法。每次使用可使鱼雷罐的使用寿命提高10％以上。由于采用废弃材料为主要原料，可大幅的降低生产和使用成本，还有利于环境的保护。

为实现上述目的，本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，包括废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂与防氧化剂。

上述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其中，上述的原料的质量百分比为：废旧鱼雷罐砖35～45％；棕刚玉20～25％；碳化硅粉12～18％；废旧铁沟料粉10～15％；纯铝酸钙水泥4～6％；添加剂3～5％；防氧化剂0.5～1.5％。

上述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其中，所述纯铝酸钙水泥为Al-71纯铝酸钙水泥；

所述添加剂主要原料为硅灰和白泥，硅灰和白泥的比例为2:1～3:1；

所述防氧化剂为硅粉。

上述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其中，所述废旧鱼雷罐砖的粒径为5～3mm和3～1mm两种，二者质量比为2:5～4:5；所述棕刚玉的粒径为1～0mm；所述废旧铁沟料粉的粒径小于0.088mm；所述Al-71纯铝酸钙水泥的粒径小于0.088mm；所述硅灰和白泥的粒径均小于0.045mm；所述硅粉的粒径均小于0.045mm。

上述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其中，所述废旧鱼雷罐砖中Al₂O₃的含量大于50wt.％，SiC的含量大于9wt.％；棕刚玉中的Al₂O₃的含量大于95wt.％；碳化硅粉中SiC的含量大于98wt.％；废旧铁沟料粉经处理后Fe₂O₃小于0.5wt.％；硅灰中SiO₂的含量大于90wt.％；白泥中Fe₂O₃的含量小于1.5wt.％；硅粉中Si的含量大于98wt.％。

上述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其中，还包括减水剂与防爆剂。

上述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其中，所述减水剂为涂料总量的0.1～0.5％，所述防爆剂为涂料总量的0.02～0.05％。

上述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其中，所述防爆剂为特种聚丙烯有机纤维。

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的制备方法，包括以下步骤：

将废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂、防氧化剂、减水剂与防爆剂按配比在强力搅拌机中混匀2～4min即可获得喷涂料。

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的使用方法，包括以下步骤：

向喷涂料中加入总质量5～7wt.％的水，在强力搅拌机中混匀1～2min即可进行喷涂操作；

喷涂后在500～700℃下烘烤2～3h后，鱼雷罐即可正常使用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明原料中使用的废旧鱼雷罐砖和废旧铁沟料，其均为用后废弃材料。使用它们为原料，不仅为减少废弃耐火材料的污染提供了新的途径，还降低了本发明的生产成本。因此，本发明具有环保、低成本的特征。使用废旧鱼雷罐砖为主要骨料，保证了喷涂料与原砖成分的高度一致性，喷涂料与原砖面的结合性更为优良。此外，由于修补喷涂料本身的厚度限制，其高温体积稳定性要求十分严格。废旧鱼雷罐砖和废旧铁沟料在高温使用过后，高温体积稳定性变得十分优良，且废旧鱼雷罐砖和废旧铁沟料中的主要原料之一SiC，与全新的SiC原料相比，具有更为优良的抗氧化性能，因为废砖中的SiC在之前的使用过程中，表层会被部分氧化，而形成了致密的SiO₂薄膜，能够有效防止SiC继续被氧化而被破坏，还因废旧砖中本身含有尚未失效的抗氧化剂，如Si₃N₄等能够继续为本发明提供防氧化保护。因此，本发明无需添加较多的抗氧化剂，仅添加了0.5～1.5％的硅粉，即可达到保护本发明的效果。

(2)本发明原料中使用的添加剂，其主要原料为硅灰和白泥，其作用机理为：极细的硅灰和白泥能够更为容易地进入砖层的裂缝中，在高温时，添加剂中的Si、Al成分能够形成弥散分布的莫来石小颗粒。一方面，莫来石的形成伴随着轻微的体积膨胀，对裂缝处进行了有效的填充，且生成的莫来石抗热震性能十分优良，不易脱落，由此对裂缝起到了有效修补；另一方面，以这些弥散、微小的莫来石作颗粒作为晶种，可使原砖面中的含Al组分与喷涂料中的含Si组分继续反应生成莫来石，由此增强本发明的高温粘挂性和抗剥落性能。

(3)本发明原料中使用的纯铝酸盐水泥、三聚磷酸钠和特种聚丙烯有机纤维，其中，纯铝酸盐水泥中的f-CaO含量极低，配合三聚磷酸钠，可大幅减少施工时的用水量，并获得较高的早期强度。使用的特种聚丙烯有机纤维，在干燥过程中，能随温度的升高，形成分布均匀、孔径适中的排气通道，可保证本发明在快干过程中不发生爆裂。因此，本发明具有快干的特征。

具体实施方式

实施例一

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，包括废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂与防氧化剂。上述原料的质量百分比为：废旧鱼雷罐砖38％；棕刚玉25％；碳化硅粉15％；废旧铁沟料粉13％；纯铝酸钙水泥4％；添加剂4％；防氧化剂1％。

废旧鱼雷罐砖的粒径为5mm和3mm两种，二者质量比为2:5；废旧鱼雷罐砖中Al₂O₃的含量大于50wt.％，SiC的含量大于9wt.％，废旧铁沟料粉经处理后Fe₂O₃小于0.5wt.％。

棕刚玉的粒径为1mm，棕刚玉中Al₂O₃的含量大于95wt.％。

碳化硅粉中SiC的含量大于98wt.％。

废旧铁沟料粉的粒径小于0.088mm。

纯铝酸钙水泥为Al-71纯铝酸钙水泥，其中，Al-71纯铝酸钙水泥的粒径小于0.088mm。

添加剂主要原料为硅灰和白泥，硅灰中SiO₂的含量大于90wt.％，白泥中Fe₂O₃的含量小于1.5wt.％，硅灰和白泥的比例为2:1。其中，硅灰和白泥的粒径均小于0.045mm。

防氧化剂为硅粉。硅粉的粒径均小于0.045mm，且硅粉中Si的含量大于98wt.％。

在上述原料中还包括减水剂与防爆剂。其中，减水剂为涂料总量的0.1％，防爆剂为涂料总量的0.02％。防爆剂为特种聚丙烯有机纤维。

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的制备方法，包括以下步骤：

将废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂、防氧化剂、减水剂与防爆剂按配比在强力搅拌机中混匀4min即可获得喷涂料。

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的使用方法，包括以下步骤：

向喷涂料中加入总质量5wt.％的水，在强力搅拌机中混匀2min即可进行喷涂操作；

喷涂后在500℃下烘烤2h后，鱼雷罐即可正常使用。

实施例二

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，包括废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂与防氧化剂。上述原料的质量百分比为：废旧鱼雷罐砖45％；棕刚玉20％；碳化硅粉15％；废旧铁沟料粉11％；纯铝酸钙水泥4％；添加剂4.5％；防氧化剂0.5％。

废旧鱼雷罐砖的粒径为4mm和2mm两种，二者质量比为3:5；废旧鱼雷罐砖中Al₂O₃的含量大于50wt.％，SiC的含量大于9wt.％，废旧铁沟料粉经处理后Fe₂O₃小于0.5wt.％。

棕刚玉的粒径为0.5mm，棕刚玉中Al₂O₃的含量大于95wt.％。

碳化硅粉中SiC的含量大于98wt.％。

废旧铁沟料粉的粒径小于0.088mm。

纯铝酸钙水泥为Al-71纯铝酸钙水泥，其中，Al-71纯铝酸钙水泥的粒径小于0.088mm。

添加剂主要原料为硅灰和白泥，硅灰中SiO₂的含量大于90wt.％，白泥中Fe₂O₃的含量小于1.5wt.％，硅灰和白泥的比例为2:1。其中，硅灰和白泥的粒径均小于0.045mm。

防氧化剂为硅粉。硅粉的粒径均小于0.045mm，且硅粉中Si的含量大于98wt.％。

在上述原料中还包括减水剂与防爆剂。其中，减水剂为涂料总量的0.2％，防爆剂为涂料总量的0.03％。防爆剂为特种聚丙烯有机纤维。

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的制备方法，包括以下步骤：

将废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂、防氧化剂、减水剂与防爆剂按配比在强力搅拌机中混匀4min即可获得喷涂料。

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的使用方法，包括以下步骤：

向喷涂料中加入总质量6wt.％的水，在强力搅拌机中混匀3min即可进行喷涂操作；

喷涂后在500℃下烘烤2h后，鱼雷罐即可正常使用。

实施例三

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，包括废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂与防氧化剂。上述原料的质量百分比为：废旧鱼雷罐砖40％；棕刚玉25％；碳化硅粉15％；废旧铁沟料粉10％；纯铝酸钙水泥5％；添加剂3.5％；防氧化剂1.5％。

废旧鱼雷罐砖的粒径为3mm和3mm两种，二者质量比为4:5；废旧鱼雷罐砖中Al₂O₃的含量大于50wt.％，SiC的含量大于9wt.％，废旧铁沟料粉经处理后Fe₂O₃小于0.5wt.％。

棕刚玉的粒径为0.8mm，棕刚玉中Al₂O₃的含量大于95wt.％。

碳化硅粉中SiC的含量大于98wt.％。

废旧铁沟料粉的粒径小于0.088mm。

纯铝酸钙水泥为Al-71纯铝酸钙水泥，其中，Al-71纯铝酸钙水泥的粒径小于0.088mm。

添加剂主要原料为硅灰和白泥，硅灰中SiO₂的含量大于90wt.％，白泥中Fe₂O₃的含量小于1.5wt.％，硅灰和白泥的比例为3:1。其中，硅灰和白泥的粒径均小于0.045mm。

防氧化剂为硅粉。硅粉的粒径均小于0.045mm，且硅粉中Si的含量大于98wt.％。

在上述原料中还包括减水剂与防爆剂。其中，减水剂为涂料总量的0.2％，防爆剂为涂料总量的0.03％。防爆剂为特种聚丙烯有机纤维。

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的制备方法，包括以下步骤：

将废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂、防氧化剂、减水剂与防爆剂按配比在强力搅拌机中混匀4min即可获得喷涂料。

本发明提供一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的使用方法，包括以下步骤：

向喷涂料中加入总质量6wt.％的水，在强力搅拌机中混匀3min即可进行喷涂操作；

喷涂后在500℃下烘烤2h后，鱼雷罐即可正常使用。

实施例四

在强力搅拌机中加入废旧鱼雷罐砖2t，其中，废旧鱼雷罐砖的粒径为5～3mm与3～1mm，两个粒径的比例为3:5、棕刚玉1.15t、碳化硅粉0.75t、废旧铁沟料粉0.6t、纯铝酸钙水泥0.25t、添加剂0.2t，其中，硅灰与白泥比例3:1、金属Si粉0.05t、三聚磷酸钠7.5kg，防爆剂1kg，均匀混合3min，向其中加入0.3t水，在强力搅拌机中搅拌1min后，在260t的鱼雷罐中进行喷涂，最后在650℃烘烤2.5h。经对比，使用本发明后提升炉龄115次。

实施例五

在强力搅拌机中加入废旧鱼雷罐砖1.4t，废旧鱼雷罐砖的粒径5～3mm与3～1mm，两种粒径的比例为3.5:5、棕刚玉1t、碳化硅粉0.72t、废旧铁沟料粉0.48t、纯铝酸钙水泥0.16t、添加剂0.18t，其中，硅灰与白泥比例2.5:1、金属Si粉0.06t、三聚磷酸钠12kg，防爆剂1.6kg，均匀混合4min，向其中加入0.25t水，在强力搅拌机中搅拌2min后，在260t的鱼雷罐中进行喷涂，最后在600℃烘烤3h。经对比，使用本发明后提升炉龄120次。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其特征在于，包括废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂与防氧化剂。

2.根据权利要求1所述的鱼雷罐内衬修补喷涂料，其特征在于，上述的原料的质量百分比为：废旧鱼雷罐砖35～45％；棕刚玉20～25％；碳化硅粉12～18％；废旧铁沟料粉10～15％；纯铝酸钙水泥4～6％；添加剂3～5％；防氧化剂0.5～1.5％。

3.根据权利要求2所述的鱼雷罐内衬修补喷涂料，其特征在于，所述纯铝酸钙水泥为Al-71纯铝酸钙水泥；

所述添加剂主要原料为硅灰和白泥，硅灰和白泥的比例为2:1～3:1；

所述防氧化剂为硅粉。

4.根据权利要求3所述的鱼雷罐内衬修补喷涂料，其特征在于，所述废旧鱼雷罐砖的粒径为5～3mm和3～1mm两种，二者质量比为2:5～4:5；所述棕刚玉的粒径为1～0mm；所述废旧铁沟料粉的粒径小于0.088mm；所述Al-71纯铝酸钙水泥的粒径小于0.088mm；所述硅灰和白泥的粒径均小于0.045mm；所述硅粉的粒径均小于0.045mm。

5.根据权利要求4所述的鱼雷罐内衬修补喷涂料，其特征在于，所述废旧鱼雷罐砖中Al₂O₃的含量大于50wt.％，SiC的含量大于9wt.％；棕刚玉中的Al₂O₃的含量大于95wt.％；碳化硅粉中SiC的含量大于98wt.％；废旧铁沟料粉经处理后Fe₂O₃小于0.5wt.％；硅灰中SiO₂的含量大于90wt.％；白泥中Fe₂O₃的含量小于1.5wt.％；硅粉中Si的含量大于98wt.％。

6.根据权利要求5所述的鱼雷罐内衬修补喷涂料，其特征在于，还包括减水剂与防爆剂。

7.根据权利要求6所述的鱼雷罐内衬修补喷涂料，其特征在于，所述减水剂为涂料总量的0.1～0.5％，所述防爆剂为涂料总量的0.02～0.05％。

8.根据权利要求7所述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料，其特征在于，所述防爆剂为特种聚丙烯有机纤维。

9.一种制备权利要求1至7中任一所述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的方法，包括以下步骤：

将废旧鱼雷罐砖、棕刚玉、碳化硅粉、废旧铁沟料粉、纯铝酸钙水泥、添加剂、防氧化剂、减水剂与防爆剂按配比在强力搅拌机中混匀2～4min，即可获得喷涂料。

10.一种使用权利要求1至7中任一所述的一种鱼雷罐内衬修补喷涂料的方法，包括以下步骤：

向喷涂料中加入总质量5～7wt.％的水，在强力搅拌机中混匀1～2min即可进行喷涂操作；

喷涂后在500～700℃下烘烤2～3h后，鱼雷罐即可正常使用。