CN101157561A - 耐磨耐火可塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明是对耐磨耐火可塑料的改进，其特征是由60－80wt％刚玉和/或莫来石和/或Al2O3≥80％矾土熟料，5－10wt％≤4μm氧化铝微粉，6－15wt％≤0.025mm铬刚玉细粉，2－6wt％≤1μm硅微粉，5－10w％蓝晶石或红柱石或硅线石组成，外加12－15wt％双氢磷酸铝或硫酸铝结合剂，及0.5－3wt％铝酸钙或矾土水泥促凝剂。较现有技术耐磨耐火可塑料具有，致密度高，耐压强度高，耐磨性能好，抗渣性和抗侵蚀能力强，使用温高，大大延长了使用寿命，可以满足更高要求使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐火材料，尤其是用于高耐磨场合的耐磨耐火可塑料。
背景技术
电力、石油化工、炉窑砌筑等行业中高温部位，由于在高温下受到物料颗粒及腐蚀气体强力冲刷，对耐火材料的耐磨及抗侵蚀性要求较高。现有耐磨耐火可塑料(wearable plastics refractory)，例如电力行业标准DL/T777-2001“耐磨耐火可塑料试行标准”，以高铝矾土熟料、刚玉和碳化硅等耐磨原料为骨料，以粉状或液体粘结剂结合的可塑料，其性能指标：耐磨性(900℃×6h)≤8或9cm3，常温抗压强度Mpa(800℃×3h)≥80，常温抗折强度Mpa(800℃×3h)≥15，可塑性指数15-40，耐火度≥1770℃，并且无抗侵蚀指标。用于焚烧炉、流化床、冶金炉等，因耐磨及抗侵蚀性能仍然不够高，导致使用寿命仍然不够长。人们希望有性能更好的耐磨耐火可塑料，于是开展对耐磨耐火可塑料进行各种改性研究，如中国专利：
CN1119174公开的磷酸盐结合高铝可塑料，组成为(wt％)：钠基膨润土5～10％，蓝晶石5％，其余为高铝主原料，高铝主原料的粒度组成为：3～1mm占37～45％，1～0.088mm占10～25％，＜0.088mm占38～45％，外加：磷酸二氢铝4～9％，柠檬酸和草酸2～3％，草酸为0.5～1.5％多元醇型非离子表面活性剂0.2～0.4％。此发明主要是解决保存期问题，所能达到指标：体积密度(110℃×24h)2.34g/cm3，抗折强度(1000℃×3h)8.9Mpa，耐压强度(1000℃×3h)31.5Mpa。显然上述指标低于电力行业标准。
CN1450025公开的无粘土耐火可塑料，包括耐火骨料、粉料以及化学结合剂，其特征在于组份中还含有无定形Al2O3细粉，所述的无定形氧化铝是用工业氢氧化铝通过600℃-700℃悬浮加热再空气急冷却所得。最高体积密度2.8-2.9g/cm3，耐压强度(1000℃×3h)≥100Mpa，(1500℃×3h)≥90Mpa，耐磨系数≤7cm3，其耐磨性仍然不够高。
CN1994958公开的超高强耐磨浇注料，各组分重量百分比为：粒度为5-3mm刚玉或/和3-1mm占50-70％，1-0mm碳化硅占7-20％，过180目筛刚玉粉8-12％，过180目筛矾土粉6-10％，氧化硅微粉占4-7％，纯铝酸钙水泥占5-8％。未给出具体指标。
显然上述耐火可塑料，其耐磨性及抗侵蚀能力仍然不是十分理想，仍有值得改进的地方，进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种强度高，耐磨性更好，抗侵蚀能力强，耐火度高的耐磨耐火可塑料。
本发明耐磨耐火可塑料，其特征是由60-80wt％刚玉和/或莫来石和/或Al2O3≥80％矾土熟料，5-10wt％≤4μm氧化铝微粉，6-15wt％≤0.025mm铬刚玉细粉，2-6wt％≤1μm硅微粉，5-10w％蓝晶石或红柱石或硅线石组成，外加12-15wt％双氢磷酸铝或硫酸铝结合剂，及0.5-3wt％铝酸钙或矾土水泥促凝剂。
本发明耐磨耐火可塑料中加入铬刚玉细粉，是本发明一个主要创新特征，加入后与其它微粉料共同作用，可以使组成的可塑料更致密，并与其它耐火原料的协同作用下，达到增强了可塑料的强度，提高了耐磨性和抗侵蚀能力，还提高了耐火度。
本发明中结合剂双氢磷酸铝或硫酸铝，可以与可塑集料混合在一起，也可以在使用时加入，加入量视气候、温度变化，夏天宜用量大一些，冬天用量少一些，天气干燥用量大一些，湿度高用量少一些。铝酸钙或矾土水泥作为促凝剂，应在使用前加入，其加量视气候、温度变化，与结合剂相反。
本发明耐磨耐火可塑料，在大量试验中选择得到的上述组成及配料，使得各耐火物料达到性能互补，经实际检测各项性能指标均得到显著提高，尤其是引入铬刚玉细粉，显著提高了耐磨耐火可塑料致密度，使可塑料硬化后强度得到增强，耐磨性能好，抗渣性强，因而提高了抗侵蚀性能。较已有技术耐磨耐火可塑料组合物，具有强度高，耐磨损，抗侵蚀，使用温高，大大延长了使用寿命。本发明耐磨耐火可塑料，经烧结后显现暗红色，这是本发明区别于其他可塑料的一个区别特征，本发明耐磨耐火可塑料，特别适用于对磨损性要求较高，且腐蚀性强的焚烧炉、流化床、冶金炉使用。
以下结合几个具体实施例，进一步说明本发明。
具体实施方式
实施例1：可塑集料组成为：刚玉75wt％，≤4μm氧化铝微粉5wt％，≤0.025mm铬刚玉细粉12wt％，≤1μm硅微粉3wt％，硅线石5w％。检测性能指标：体积密度(1000℃×3h)≥3.0g/cm3，耐压强度(1000℃×3h)≥140Mpa，抗磨损性(1000℃×3h)≤4cm3，重烧线变化(1000℃×3h)-0.3％，可塑性指数20-40％，耐火度≥1790℃。在440T/h循环流化床炉膛密相区，用背景中所述电力标准可塑料作耐火衬层，用本例可塑料制一小样区，运行一年后检查，实施例样区表面光滑、磨损小，无剥落现象，也没有被煤渣侵蚀痕迹；而对比可塑料表面毛糙，基质颗粒显现(磨损较重)。
实施例2：可塑集料组成为：莫来石65wt％，≤4μm氧化铝微粉10wt％，≤0.025mm铬刚玉细粉15wt％，≤1μm硅微粉5wt％，红柱石5w％。检测性能指标：体积密度(1000℃×3h)≥2.7g/cm3，耐压强度(1000℃×3h)≥120Mpa，抗磨损性(1000℃×3h)≤4.5cm3，重烧线变化(1000℃×3h)-0.3％，可塑性指数20-40％，耐火度≥1790℃。在400T/D垃圾焚烧炉排及侧墙部位，局部施加本例可塑料，其余用电力标准料。运行一年检查，本发明可塑料表面磨损小，无侵蚀现象；电力标准料有侵蚀，并出现剥落现象。
实施例3：可塑集料组成为：Al2O3≥85％矾土熟料76wt％，≤4μm氧化铝微粉6wt％，≤0.025mm铬刚玉细粉7wt％，≤1μm硅微粉4wt％，蓝晶石7w％。检测性能指标：体积密度(1000℃×3h)≥2.8g/cm3，耐压强度(1000℃×3h)≥120Mpa，抗磨损性(1000℃×3h)≤4.5cm3，重烧线变化(1000℃×3h)-0.3％，可塑性指数20-40％，耐火度≥1750℃。在30T/D转窑式医疗垃圾焚烧炉，局部施加本例可塑料，其余用电力标准料。运行一年检查，本发明可塑料表面无侵蚀现象，磨损较小，表面较光滑，无剥落现象；电力标准标料有侵蚀，并出现剥落现象。
实施例4：可塑集料组成为：刚玉20wt％，莫来石25wt％，Al2O3≥85％矾土熟料30wt％，≤4μm氧化铝微粉5wt％，≤0.025mm铬刚玉细粉10wt％，≤1μm硅微粉5wt％，硅线石5w％。检测性能指标：体积密度(1000℃×3h)≥2.85g/cm3，耐压强度(1000℃×3h)≥120Mpa，抗磨损性(1000℃×3h)≤4 cm3，重烧线变化(1000℃×3h)-0.3％，可塑性指数20-40％，耐火度≥1790℃。
上述实施例中，冬天使用结合剂双氢磷酸铝或硫酸铝外加12wt％，可以与可塑集料同时加入或现场使用前加入，促凝剂铝酸钙或矾土水泥外加1.5wt％，现场使用前加入；夏天使用，双氢磷酸铝或硫酸铝外加15wt％，铝酸钙或矾土水泥外加0.5wt％。
Claims (1)
1.耐磨耐火可塑料，其特征是由60-80wt％刚玉和/或莫来石和/或Al2O3≥80％矾土熟料，5-10wt％≤4μm氧化铝微粉，6-15wt％≤0.025mm铬刚玉细粉，2-6 wt％≤1μm硅微粉，5-10w％蓝晶石或红柱石或硅线石组成，外加12-15wt％双氢磷酸铝或硫酸铝结合剂，及0.5-3wt％铝酸钙或矾土水泥促凝剂。
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