CN100413809C - 循环流化床锅炉用耐火材料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种循环流化床锅炉用耐火材料及其生产方法，耐火材料包括刚玉骨料、铝精选特级骨料，刚玉细粉、高铝细粉、超细精选硅微粉、湿法氟硅酸钠、液体水玻璃，制作过程包括：将所述的刚玉骨料、刚玉细粉和硅微粉搅拌5-7分钟；再加入应有份数的70%的液体水玻璃，搅拌30分钟；将上一步骤搅拌好的料封闭放置12-24小时，使之充分混合；将上一步骤充分混合好的料加入搅拌机，再把氟硅酸钠和剩余30%的液体水玻璃加入搅拌机搅拌5分钟；将上一步骤搅拌的料注入现场的成型模具内浇注成型。本发明刚玉硅酸盐浇注料是以水玻璃为结合剂，而水玻璃当中的二氧化硅不易挥发。在850℃左右与刚玉和高铝料结合增加强度，所以使用2-3年没有大的磨损。

Description

循环流化床锅炉用耐火材料及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，特别涉及一种循环流化床锅炉用耐火材料及其生产方法。

背景技术

清洁煤燃烧发电将成为21世纪火电的主流。目前世界上技术比较成熟的有三种型式：常压循环流化床锅炉、增压循环流化床锅炉及整体煤气化联合循环。循环流化床锅炉耐火材料的内衬在锅炉的运行过程中会受到蚀损及破坏，循环流化床锅炉耐火材料内衬的工作环境和损毁可归纳如下：

(1)中温，循环流化床锅炉内衬各部位的工作温度在800～1100℃。

从耐火材料角度看，此属中温区间，选择耐火材料时首先必须考虑材料的中温理化性能。对于烧成制品，一般烧结温度均高于此温度范围，故其在高温下的理化性能均可直接用作选择耐火材料的依据。对于不定形耐火材料和不烧制品，必须考察中温理化性能。有机结合的材料或水化结合的水硬性材料，中温强度往往最差，这些材料在高温下产生陶瓷结合，强度大大提高，故其高温下的理化指标不能用作选择耐火材料的依据。

(2)热震，在投运期间，出于操作不当，每年启停数十次，个别的甚至在一周之内启停数次。每次启停耐火材料内衬都要受到一次强烈的热震。若耐火材料抗热震性能差，则热震造成的耐火材料剥落将成为其损毁的致命因素。

(3)冲刷磨损，循环流化床锅炉中烟气流速大(最高可达29m/s以上)，固体物料浓度高。在中温下高速烟气夹带大量固体颗粒对耐火材料产生强烈冲刷磨损，特别是在旋风筒的冲击区，冲蚀最为严重。

在对耐火材料按ASTM C704标准进行耐磨性能测试时发现，国内原产不定形耐火材料和耐火砖均存在一个问题：即骨料耐磨损性能好，而基质(结合物)耐磨损性能差。因此基质先被冲蚀后面骨料被孤立出来最后脱落。国外耐磨耐火材料骨料与基质一般耐磨损性能相当，产生均匀冲蚀坑。

此外，烟气中SO₂、SO₃、H₂S和CO等均对耐火材料内衬产生侵蚀，碱金属渗透和渗碳也使耐火材料内衬变质损坏。

现有技术有一种磷酸盐浇注料，由于是以磷酸为结合剂结合成的，在高温下磷易慢慢挥发，所以半年到一年时磷酸盐浇注料就严重磨损。

发明内容

本发明的目的就是提供一种循环流化床锅炉用耐火材料及其生产方法，以解决现有技术存在的耐磨损性能和耐腐蚀差和使用寿命短的问题。

本发明的技术方案是：

一种循环流化床锅炉用耐火材料，其特征在于：其包括的重量组分分别是：粒度5-8mm的刚玉骨料5～20、粒度3-5mm的刚玉骨料8～25、粒度0-3mm的刚玉骨料8～25；粒度5-8mm高铝精选特级骨料5～20，粒度3-5mm的高铝精选特级骨料8～25、粒度0-3mm的高铝精选特级骨料8～25；粒度180～220目刚玉细粉5～18；粒度180～220目高铝细粉5～18；粒度小于88微米的超细精选硅微粉2～8；湿法氟硅酸钠1～4；液体水玻璃8～25。

所述的重量组分优选为：粒度5-8mm的刚玉骨料10、粒度3-5mm的刚玉骨料12.5、粒度0-3mm的刚玉骨料12.5；粒度5-8mm高铝精选特级骨料10，粒度3-5mm的高铝精选特级骨料12.5、粒度0-3mm的高铝精选特级骨料12.5；粒度180～220目刚玉细粉11；粒度180～220目高铝细粉11；粒度小于88微米的超细精选硅微粉5；湿法氟硅酸钠2；液体水玻璃17。

以及：一种上述的循环流化床锅炉用耐火材料的生产方法，其特征在于：其制作过程包括：

(1)、按所述的配比称取刚玉骨料、刚玉细粉和硅微粉，将其混合搅拌5-7分钟；

(2)、再加入应有份数的70％的液体水玻璃，搅拌30分钟；

(3)、将上一步骤搅拌好的料封闭放置12-24小时，使之充分混合；

(4)、再搅拌：在施工时，将上一步骤充分混合好的料加入搅拌机，再把氟硅酸钠和剩余30％的液体水玻璃加入搅拌机，搅拌5分钟；

(5)、浇注成型：将上一步骤搅拌的料注入现场的成型模具内，或在工厂预制浇注成型，30分钟内必须浇注完成。

本发明刚玉硅酸盐浇注料是以水玻璃为结合剂，而水玻璃当中的二氧化硅不易挥发；在850℃左右与刚玉和高铝料结合增加强度，所以使用2-3年没有大的磨损，提高了耐磨损性能和耐腐蚀性能，大大延长了使用寿命。

具体实施方式

本发明的耐火材料按照以下组分选取各种原料和重量份额：粒度5-8mm的刚玉骨料5～20(优选10)、粒度3-5mm的刚玉骨料8～25(优选12.5)、粒度0-3mm的刚玉骨料8～25(优选12.5)；粒度5-8mm高铝精选特级骨料5～20(优选10)，粒度3-5mm的高铝精选特级骨料8～25(优选12.5)、粒度0-3mm的高铝精选特级骨料8～25(优选12.5)；粒度180～220目刚玉细粉5～18(优选11)；粒度180～220目高铝细粉5～18(优选11)；粒度小于88微米的超细精选硅微粉2～8(优选5)；湿法氟硅酸钠1～4(优选2)；40#液体水玻璃8～25(优选17)。

所述的各种粒度的刚玉骨料和刚玉细粉的成分为包括Al₂O₃ 75％，SiO₂23.5％的刚玉质硅酸盐，为重量比例，采用常规工艺生产。剩余的成分是上述原料中的杂质(主要是Fe₂O₃)。

其制作过程包括以下步骤：

(1)、将所述的刚玉骨料、刚玉细粉和硅微粉搅拌5-7分钟；

(2)、再加入应有份数的70％的液体水玻璃，搅拌30分钟；

(3)、将上一步骤搅拌好的料封闭放置12-24小时，使之充分混合；

(4)、再搅拌：在施工时，将上一步骤充分混合好的料加入搅拌机，再把氟硅酸钠和剩余30％的液体水玻璃加入搅拌机，搅拌5分钟；

(5)、浇注成型：将上一步骤搅拌的料注入现场的成型模具内，或在工厂预制浇注成型，30分钟内必须浇注完成。

上面的制作过程在常温下进行，温度不低于4摄氏度。

Claims (5)

1. 一种循环流化床锅炉用耐火材料，其特征在于：其包括的原料按重量组分计分别是：粒度5-8mm的刚玉骨料5～20、粒度3-5mm的刚玉骨料8～25、粒度0-3mm的刚玉骨料8～25；粒度5-8mm高铝精选特级骨料5～20，粒度3-5mm的高铝精选特级骨料8～25、粒度0-3mm的高铝精选特级骨料8～25；粒度180～220目刚玉细粉5～18；粒度180～220目高铝细粉5～18；粒度小于88微米的超细精选硅微粉2～8；湿法氟硅酸钠1～4；液体水玻璃8～25。

2. 根据权利要求1所述的循环流化床锅炉用耐火材料，其特征在于：所述的重量组分优选为：粒度5-8mm的刚玉骨料10、粒度3-5mm的刚玉骨料12.5、粒度0-3mm的刚玉骨料12.5；粒度5-8mm高铝精选特级骨料10，粒度3-5mm的高铝精选特级骨料12.5、粒度0-3mm的高铝精选特级骨料12.5；粒度180～220目刚玉细粉11；粒度180～220目高铝细粉11；粒度小于88微米的超细精选硅微粉5；湿法氟硅酸钠2；液体水玻璃17。

3. 根据权利要求1所述的循环流化床锅炉用耐火材料，其特征在于：所述的液体水玻璃为40^#。

4. 根据权利要求1所述的循环流化床锅炉用耐火材料，其特征在于：所述的各种粒度的刚玉骨料和刚玉细粉的成分为包括Al₂O₃ 75％，SiO₂  23.5％的刚玉质硅酸盐，为重量比例。

5. 一种权利要求1～4任何一项所述的循环流化床锅炉用耐火材料的生产方法，其特征在于：其制作过程包括：

(1)、将所述的刚玉骨料、刚玉细粉和硅微粉搅拌5-7分钟；

(2)、再加入应有份数的70％的液体水玻璃，搅拌30分钟；

(3)、将上一步骤搅拌好的料封闭放置12-24小时，使之充分混合；

(4)、再搅拌：在施工时，将上一步骤充分混合好的料加入搅拌机，再把氟硅酸钠和剩余30％的液体水玻璃加入搅拌机，搅拌5分钟；

(5)、浇注成型：将上一步骤搅拌的料注入现场的成型模具内，或在工厂预制浇注成型，30分钟内必须浇注完成。