本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種快速修補(bǔ)料及其修補(bǔ)方法，主要用于焦化行業(yè)的干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的修補(bǔ)。

背景技術(shù)：

國(guó)內(nèi)對(duì)于干熄焦?fàn)t的設(shè)計(jì)始終是沿著日本發(fā)明的干熄焦技術(shù)的思路，干熄焦?fàn)t包括冷卻段、斜道、環(huán)形風(fēng)道的結(jié)構(gòu)，斜煙道由30個(gè)牛腿立柱支撐環(huán)形風(fēng)道的結(jié)構(gòu)，應(yīng)力大，牛腿磚壽命一般只有2-3年，每次更換檢修耗資數(shù)十萬(wàn)元，耗時(shí)間30-50天，影響生產(chǎn)。如圖1，斜煙道牛腿磚破壞后如果能夠采用修補(bǔ)的方法，可將大修時(shí)間縮短到7天以內(nèi)，成本減少80％以上，維護(hù)也比較方便。這種技術(shù)的儲(chǔ)備加上后續(xù)的技術(shù)完善，利于效益的轉(zhuǎn)化。從圖1可以看出，牛腿立柱磚多已經(jīng)開裂，采用噴補(bǔ)，其附著面小，很難粘接，采用澆注法，其基礎(chǔ)沒有正常立面，也很難生根，因此牛腿磚的修補(bǔ)是一個(gè)行業(yè)難題。

通過人工檢索，共篩選出與本發(fā)明研究?jī)?nèi)容相關(guān)的專利11項(xiàng)，在所查公開申請(qǐng)的專利中，日本小澤達(dá)也等人申請(qǐng)的中國(guó)專利99127073《焦?fàn)t修補(bǔ)方法及修補(bǔ)磚搬入裝置》，涉及焦?fàn)t燃燒室磚的部分熱態(tài)更換修補(bǔ)方法，先對(duì)修補(bǔ)空間降溫，拆除墻體修補(bǔ)部位的磚后，將應(yīng)該修補(bǔ)的墻體分成數(shù)個(gè)層疊部分，在爐外組合好，搬入爐內(nèi)后可以很快的砌筑修補(bǔ)到位。這個(gè)發(fā)明雖然不能直接用于干熄焦?fàn)t牛腿磚的修補(bǔ)，但其預(yù)組裝的思路值得借鑒。英國(guó)人S.D.徹里科等人申請(qǐng)的中國(guó)專利96194668.7《形成耐火修補(bǔ)料方法》以及比利時(shí)人J.P.梅恩肯斯申請(qǐng)的中國(guó)專利97192000.1都是涉及到陶瓷焊補(bǔ)的技術(shù)，使用鋁硅質(zhì)耐火材料，加重油或天然氣、丙烷氣快速熔融噴補(bǔ)到待修補(bǔ)的表面；但是這類方法由于牛腿磚受壓應(yīng)力大，如果沒有對(duì)上部的支撐作用，修補(bǔ)意義不大。

關(guān)艷等人發(fā)明的中國(guó)專利201410713958.5《一種低成本的鋁質(zhì)爐襯熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法》，組成為3～5mm的粗顆粒骨料5～15wt％；3～1mm的中顆粒骨料15～25wt％；組成為1～0mm的細(xì)骨料10～20wt％；不大于0.088mm的細(xì)粉20～35wt％；結(jié)合劑2～10wt％；外加劑0.1～3wt％；結(jié)合劑為氧化鋁、氧化硅微粉；外加劑為三聚磷酸鈉或者六偏磷酸鈉，施工時(shí)再加入一定量的磷酸。還有很多類似的專利，也都加入了各種類型的結(jié)合劑，但是由于結(jié)合劑的選擇或者整體體系等原因，使修補(bǔ)料產(chǎn)生的強(qiáng)度不夠高，有退化現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種快速修補(bǔ)料，能夠快速固化并產(chǎn)生較高強(qiáng)度，同時(shí)使干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位能夠快速修復(fù)。

本發(fā)明還提供一種上述快速修補(bǔ)料用于干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的修補(bǔ)方法，可以解決干熄焦?fàn)t斜道牛腿部位破損后的修復(fù)難題，降低生產(chǎn)成本，提高干熄焦?fàn)t的整體使用壽命，縮短檢修時(shí)間。

本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：

一種快速修補(bǔ)料，按質(zhì)量百分比計(jì)，其原料包括：粒度1～3mm的莫來(lái)石25～55wt％；粒度不大于1mm碳化硅15～35wt％；粒度不大于1mm莫來(lái)石20～35wt％；氧化鋁微粉3～8wt％；氧化鐵微粉不大于2wt％；金屬硅粉2～5wt％；水玻璃1～7wt％；硅溶膠不大于4wt％；鐵鋁酸鈣水泥0.01～3wt％；硫酸鋁鉀不大于0.5wt％；檸檬酸鈉不大于0.5wt％。

按上述方案，所述原料中所有物料的整體粒度分布中不大于0.074mm的量35wt％；且，不大于0.045mm的量不小于20wt％。

按上述方案，所述水玻璃的氧化鈉與氧化硅的摩爾比不大于2.5。

按上述方案，所述硅溶膠中氧化硅的含量(質(zhì)量百分比)不小于32wt％。

按上述方案，所述鐵鋁酸鈣水泥的凝固時(shí)間不小于30分鐘。

上述快速修補(bǔ)料的制備方法：按配比稱取各原料，將1～3mm的莫來(lái)石、不大于1mm碳化硅、不大于1mm莫來(lái)石、氧化鋁微粉、氧化鐵微粉、金屬硅粉、硫酸鋁鉀、鐵鋁酸鈣水泥、檸檬酸鈉均勻混合，然后加入水玻璃、硅溶膠攪拌均勻，即可得到快速修補(bǔ)料。

本發(fā)明所述快速修補(bǔ)料，特別是適用于干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的修補(bǔ)，可以采用焊接鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)，圍板支護(hù)模具，結(jié)合灌漿澆注的方法，以解決牛腿磚修復(fù)困難的難題。

上述快速修補(bǔ)料用于干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的修補(bǔ)方法：采用模具將于干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位(包括牛腿部位的左側(cè)面、右側(cè)面、上側(cè)面、前側(cè)面)封閉起來(lái)，并在模具頂部開一灌漿孔，將快速修補(bǔ)料從灌漿孔灌入模具與干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位形成的腔體內(nèi)，并用然后可以用振動(dòng)錘在模具外適度敲打，以使快速修補(bǔ)料均壓分布，從而完成干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的快速修補(bǔ)，壓漿后24h后即可烘烤，不用拆除模具。

按上述方案，所述模具由左側(cè)板、右側(cè)板、頂部胎膜、前側(cè)面胎膜構(gòu)成，其中頂部胎膜上開設(shè)有灌漿孔。進(jìn)一步地，所述左側(cè)板、右側(cè)板均為耐火預(yù)制件，該耐火預(yù)制件由耐火板、主耐熱鋼筋、V形錨固件組成，其中，主耐熱鋼筋不少于2根，沿耐熱板縱向分布且其高度大于耐熱板，若干個(gè)V形錨固件設(shè)在耐熱板上；所述頂部胎膜、前側(cè)面胎膜是由橫耐熱鋼筋和胎膜板構(gòu)成，其中，橫耐熱鋼筋與主耐熱鋼筋相垂直并編制成鋼筋網(wǎng)，覆蓋模具左側(cè)板、右側(cè)板之間所形成的上側(cè)面、前側(cè)面，并在鋼筋網(wǎng)外部用塑料板或木板制作胎模。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明所述快速修補(bǔ)料科學(xué)地設(shè)計(jì)了原料的選擇及其粒度級(jí)配，莫來(lái)石抗熱破壞性好，性能穩(wěn)定，其中粒度1～3mm的起骨架作用，而粒度不大于1mm的起基質(zhì)細(xì)粉作用，輔以碳化硅以達(dá)到耐磨損的效果；同時(shí)氧化鋁微粉、氧化鐵微、金屬硅粉能夠促進(jìn)燒結(jié)、防止氧化，水玻璃、硅溶膠、鐵鋁酸鈣水泥協(xié)同作用以促進(jìn)結(jié)合，硫酸鋁鉀、檸檬酸鈉促進(jìn)凝固作用并調(diào)節(jié)凝固時(shí)間，最終有效保證修補(bǔ)料能夠快速固化并產(chǎn)生較高強(qiáng)度。

2、本發(fā)明所提供的修補(bǔ)方法在干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位修補(bǔ)有支撐，有鋼筋網(wǎng)織成的胎?？梢杂糜诠嘈扪a(bǔ)料修補(bǔ)；而普通修補(bǔ)的方法，噴補(bǔ)料無(wú)法生根，壓漿會(huì)掉落。本發(fā)明首先錨固的主耐熱鋼筋及鋼筋網(wǎng)就支撐了牛腿部位的力量，其次在胎模內(nèi)灌修補(bǔ)料后，不用脫模就可以等待材料固化，按照烘烤曲線升溫后，胎模燒損掉，剩下的就是修補(bǔ)料以及其中的主耐熱鋼筋及鋼筋網(wǎng)，它可以起到承重作用。

3、使用本發(fā)明快速修補(bǔ)料和修補(bǔ)方法，可以在2-3天內(nèi)完成斜煙道牛腿部位的破損修補(bǔ)工作，一周內(nèi)即可解決牛腿部位的修復(fù)問題；而傳統(tǒng)的檢修方法是拆除，更換爐襯，這樣的需要時(shí)間至少20天左右，長(zhǎng)的可以達(dá)到1個(gè)多月。

本發(fā)明所述快速修補(bǔ)料更具體地可以說是干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的快速修補(bǔ)料，主要涉及干熄焦斜煙道牛腿部位的修補(bǔ)，以往干熄焦?fàn)t使用1-2年后，牛腿部位最容易發(fā)生剝落坍塌，需要全部拆除后重新建造，時(shí)間長(zhǎng)，成本高，如果使用的莫來(lái)石-碳化硅磚或碳化硅磚，成本約30萬(wàn)元，耗時(shí)間30-50天左右，影響高爐的生產(chǎn)。本發(fā)明所述快速修補(bǔ)料用于干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的修補(bǔ)，從技術(shù)層面上克服了干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿磚破損后難以修復(fù)的問題，降低生產(chǎn)成本，提高干熄焦?fàn)t的整體使用壽命，縮短檢修時(shí)間。

附圖說明

圖1為干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的破壞后的形貌。

圖2為干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位快速修補(bǔ)的預(yù)制件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位快速修補(bǔ)的模具結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-主耐熱鋼筋，2-V形錨固件，3-耐火預(yù)制件，4-主耐熱鋼筋，5-橫耐熱鋼筋，6-灌漿孔，7-側(cè)面封板，8-密封膠，9-胎模。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

下述實(shí)施例中，快速修補(bǔ)料用于干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的修補(bǔ)方法：采用模具將于干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位(包括牛腿部位的左側(cè)面、右側(cè)面、上側(cè)面、前側(cè)面)封閉起來(lái)，并在模具頂部開一灌漿孔6，將快速修補(bǔ)料從灌漿孔6灌入模具與干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位形成的腔體內(nèi)，并用然后可以用振動(dòng)錘在模具外適度敲打，以使快速修補(bǔ)料均壓分布，從而完成干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的快速修補(bǔ)，壓漿后24h后即可烘烤(按照烘烤曲線升溫后，胎模燒損掉，剩下的就是修補(bǔ)料以及其中的主耐熱鋼筋及鋼筋網(wǎng)，它可以起到承重作用)，不用拆除模具。

上述模具由左側(cè)板7、右側(cè)板、頂部胎膜、前側(cè)面胎膜9構(gòu)成，其中頂部胎膜上開設(shè)有灌漿孔6。進(jìn)一步地，所述左側(cè)板7、右側(cè)板均為耐火預(yù)制件3，該耐火預(yù)制件3由耐火板、主耐熱鋼筋1、V形錨固件2組成，其中，主耐熱鋼筋1不少于2根，沿耐熱板縱向分布且其高度大于耐熱板，若干個(gè)V形錨固件2設(shè)在耐熱板上；所述頂部胎膜、前側(cè)面胎膜9是由橫耐熱鋼筋5和胎膜板構(gòu)成，其中，橫耐熱鋼筋5與主耐熱鋼筋4相垂直并編制成鋼筋網(wǎng)，覆蓋模具左側(cè)板1、右側(cè)板之間所形成的上側(cè)面、前側(cè)面，并在鋼筋網(wǎng)外部用塑料板或木板制作胎模9。更具體的模具支護(hù)過程如下：

在牛腿部分上下合適的位置鉆孔打上不銹鋼的膨脹螺栓，將兩端有主耐熱鋼筋1的耐火預(yù)制件3焊接到膨脹螺栓上，在原有牛腿磚的高度方向，用主耐熱鋼筋1與上下預(yù)先鉆孔安置的不銹鋼的膨脹螺栓焊接，類似的高度方向的主耐熱鋼筋1不少于4根；然后沿垂直高度方向的主耐熱鋼筋4之間焊接橫向耐熱鋼筋5，通過多根橫向耐熱鋼筋5組成鋼筋網(wǎng)外設(shè)置胎模9，在鋼筋網(wǎng)外設(shè)置胎模9的外部用塑料板或木板制作胎模9，形成澆注牛腿部位的腔體，塑料板或木板與牛腿部分殘磚的縫隙用密封膠填滿，待干燥后即可施工，本發(fā)明所述快速修補(bǔ)料從上部的灌漿孔加入腔體內(nèi)，可以用振動(dòng)錘在模具外適度敲打，以使物料均壓分布。

實(shí)施例1

干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的快速修補(bǔ)料，其組成按質(zhì)量百分比計(jì)，包括：粒度1～3mm的莫來(lái)石50.6wt％；粒度不大于1mm碳化硅15wt％；粒度不大于1mm莫來(lái)石23.7wt％；氧化鋁微粉3wt％；金屬硅粉2wt％；水玻璃1wt％；硅溶膠4wt％；鐵鋁酸鈣水泥0.5wt％；硫酸鋁鉀0.1wt％；檸檬酸鈉0.1wt％。并且，該快速修補(bǔ)料所有物料的整體粒度分布中，不大于0.074mm的量為45wt％，其中不大于0.045mm的量為32wt％；所用水玻璃的氧化鈉與氧化硅的摩爾比2.2，所用硅溶膠中氧化硅的固體份含量32.5wt％，所用鐵鋁酸鈣水泥的凝固時(shí)間35分鐘。

上述快速修補(bǔ)料的制備方法：按配比稱取各原料，將1～3mm的莫來(lái)石、不大于1mm碳化硅、不大于1mm莫來(lái)石、氧化鋁微粉、氧化鐵微粉、金屬硅粉、硫酸鋁鉀、鐵鋁酸鈣水泥、檸檬酸鈉均勻混合，然后加入水玻璃、硅溶膠攪拌均勻，即可得到可以澆注或者灌漿的快速修補(bǔ)料，灌入支護(hù)好的模具中。

該快速修補(bǔ)料在110℃干燥后的強(qiáng)度達(dá)到35MPa，1000℃燒后的強(qiáng)度可以達(dá)到77.2MPa，修補(bǔ)后可以滿足生產(chǎn)需要。

實(shí)施例2

干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的快速修補(bǔ)料，其組成按質(zhì)量百分比計(jì)，包括：粒度1～3mm的莫來(lái)石40wt％；粒度不大于1mm碳化硅16wt％；粒度不大于1mm莫來(lái)石20wt％；氧化鋁微粉8wt％；氧化鐵微粉1.5wt％；金屬硅粉3.5wt％；水玻璃7wt％；硅溶膠2wt％；鐵鋁酸鈣水泥1.5wt％；硫酸鋁鉀0.4wt％；檸檬酸鈉0.1wt％。并且，該快速修補(bǔ)料所有物料的整體粒度分布中，不大于0.074mm的量35wt％，其中不大于0.045mm的量20wt％；所用水玻璃的氧化鈉與氧化硅的摩爾比2.5，所用硅溶膠中氧化硅的固體份含量32wt％，所用鐵鋁酸鈣水泥的凝固時(shí)間30分鐘。

上述快速修補(bǔ)料的制備方法：按配比稱取各原料，將1～3mm的莫來(lái)石、不大于1mm碳化硅、不大于1mm莫來(lái)石、氧化鋁微粉、氧化鐵微粉、金屬硅粉、硫酸鋁鉀、鐵鋁酸鈣水泥、檸檬酸鈉均勻混合，然后加入水玻璃、硅溶膠攪拌均勻，即可得到可以澆注或者灌漿的快速修補(bǔ)料，灌入支護(hù)好的模具中。

該快速修補(bǔ)料在110℃干燥后的強(qiáng)度達(dá)到42MPa，1000℃燒后的強(qiáng)度可以達(dá)到82.5MPa，修補(bǔ)后可以滿足生產(chǎn)需要。

實(shí)施例3

干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的快速修補(bǔ)料，其組成按質(zhì)量百分比計(jì)，包括：粒度1～3mm莫來(lái)石38wt％；粒度不大于1mm碳化硅18wt％；粒度不大于1mm莫來(lái)石22wt％；氧化鋁微粉4wt％；氧化鐵微粉1wt％；金屬硅粉5wt％；水玻璃5wt％；硅溶膠4wt％；鐵鋁酸鈣水泥2wt％；硫酸鋁鉀0.5wt％；檸檬酸鈉0.5wt％。并且，該快速修補(bǔ)料所有物料的整體粒度分布中，不大于0.074mm的量55wt％，其中不大于0.045mm的量35wt％；所用水玻璃的氧化鈉與氧化硅的摩爾比2.0，所用硅溶膠中氧化硅的固體份含量35wt％，所用鐵鋁酸鈣水泥的凝固時(shí)間40分鐘。

上述快速修補(bǔ)料的制備方法：按配比稱取各原料，將1～3mm的莫來(lái)石、不大于1mm碳化硅、不大于1mm莫來(lái)石、氧化鋁微粉、氧化鐵微粉、金屬硅粉、硫酸鋁鉀、鐵鋁酸鈣水泥、檸檬酸鈉均勻混合，然后加入水玻璃、硅溶膠攪拌均勻，即可得到可以澆注或者灌漿的快速修補(bǔ)料，灌入支護(hù)好的模具中。

該快速修補(bǔ)料在110℃干燥后的強(qiáng)度達(dá)到39.2MPa，1000℃燒后的強(qiáng)度可以達(dá)到68.5MPa，修補(bǔ)后可以滿足生產(chǎn)需要。

實(shí)施例4

干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的快速修補(bǔ)料，其組成按質(zhì)量百分比計(jì)，包括：粒度1～3mm的莫來(lái)石51wt％；粒度不大于1mm碳化硅15wt％；粒度不大于1mm莫來(lái)石20.3wt％；氧化鋁微粉3.7wt％；金屬硅粉4wt％；水玻璃4wt％；硅溶膠1wt％；鐵鋁酸鈣水泥0.5wt％；硫酸鋁鉀0.3wt％；檸檬酸鈉0.2wt％。并且，該快速修補(bǔ)料所有物料的整體粒度分布中，不大于0.074mm的量35wt％，其中不大于0.045mm的量20wt％；所用水玻璃的氧化鈉與氧化硅的摩爾比2.4，所用硅溶膠中氧化硅的固體份含量33wt％，所用鐵鋁酸鈣水泥的凝固時(shí)間30分鐘。

上述快速修補(bǔ)料的制備方法：按配比稱取各原料，將1～3mm的莫來(lái)石、不大于1mm碳化硅、不大于1mm莫來(lái)石、氧化鋁微粉、氧化鐵微粉、金屬硅粉、硫酸鋁鉀、鐵鋁酸鈣水泥、檸檬酸鈉均勻混合，然后加入水玻璃、硅溶膠攪拌均勻，即可得到可以澆注或者灌漿的快速修補(bǔ)料，灌入支護(hù)好的模具中。

該快速修補(bǔ)料在110℃干燥后的強(qiáng)度達(dá)到37.8MPa，1000℃燒后的強(qiáng)度可以達(dá)到72.3MPa，修補(bǔ)后可以滿足生產(chǎn)需要。

實(shí)施例5

干熄焦?fàn)t斜煙道牛腿部位的快速修補(bǔ)料，其組成按質(zhì)量百分比計(jì)，包括：粒度1～3mm的莫來(lái)石25wt％；粒度不大于1mm碳化硅25wt％；粒度不大于1mm莫來(lái)石35wt％；氧化鋁微粉5wt％；氧化鐵微粉1wt％；金屬硅粉5wt％；水玻璃1.5wt％；硅溶膠2wt％；鐵鋁酸鈣水泥0.01wt％；硫酸鋁鉀0.39wt％；檸檬酸鈉0.1wt％。并且，該快速修補(bǔ)料所有物料的整體粒度分布中，不大于0.074mm的量50wt％，其中不大于0.045mm的量35wt％；所用水玻璃的氧化鈉與氧化硅的摩爾比2.5，所用硅溶膠中氧化硅的固體份含量40wt％，所用鐵鋁酸鈣水泥的凝固時(shí)間30分鐘。

上述快速修補(bǔ)料的制備方法：按配比稱取各原料，將1～3mm的莫來(lái)石、不大于1mm碳化硅、不大于1mm莫來(lái)石、氧化鋁微粉、氧化鐵微粉、金屬硅粉、硫酸鋁鉀、鐵鋁酸鈣水泥、檸檬酸鈉均勻混合，然后加入水玻璃、硅溶膠攪拌均勻，即可得到可以澆注或者灌漿的快速修補(bǔ)料，灌入支護(hù)好的模具中。

該快速修補(bǔ)料在110℃干燥后的強(qiáng)度達(dá)到20.8MPa，1000℃燒后的強(qiáng)度可以達(dá)到82.6MPa，修補(bǔ)后可以滿足生產(chǎn)需要。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。