CN101570650A - 一种耐磨耐火涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种施工工艺简单、耐磨性能好、成本相对较低的耐磨耐火涂料的制备方法，本耐磨耐火涂料的原料选用板状刚玉、棕刚玉和优质高铝矾土熟料为骨料，选用板状刚玉粉、焦宝石粉、α－Al2O3微粉、陶瓷粉为细粉，选用浓度为42.5％的工业磷酸溶液、固体磷酸二氢铝和粘土粉为结合剂，选用电熔镁砂为固化剂，选用硼酸钠和六偏磷酸钠为助烧剂，本发明方法制备的耐磨耐火涂料可以直接涂抹在耐磨耐火材料衬里和水冷壁管的表面，填补了在高温下(900℃左右)用非金属涂层对金属进行防磨的技术空白，也为非金属耐磨耐火材料衬里的修补提供了一种新的修补方法，而且施工工艺简单，并能显著改善工人的劳动环境，降低劳动强度，提高循环流化床锅炉受热面金属管壁及耐磨耐火材料衬里维修的工作效率。
Description
所属技术领域
本发明涉及到一种耐磨耐火涂料的制备方法，具体地讲，涉及到一种可广泛应用于循环流化床锅炉受热面金属管壁及耐磨耐火材料衬里表面用的耐磨耐火涂料的制备方法。
背景技术
循环流化床锅炉是从鼓泡床沸腾炉发展而来的一种新型燃煤锅炉，它的工作原理是：将煤破碎成小于10mm的颗粒后送入炉膛，同时炉膛内存有大量炉渣或石英砂，由炉膛下部配风，使燃料在炉渣或石英砂中呈“流态化”燃烧，并在炉膛出口或过热器后部安装气固分离器，将分离下来的固体颗粒通过回送装置再次送入炉膛燃烧。循环流化床锅炉的运行特点是燃料随床料在炉内多次循环，一般难以正常燃烧的石煤、煤矸石、泥煤、油页岩、低热值无烟煤以及各种工农业垃圾等劣质燃料都可在循环流化床锅炉中有效燃烧。在循环流化床锅炉燃烧时，煤中掺杂大量的煤矸石硬质燃料，这些硬质颗粒在高温下(900℃左右)对水冷壁和耐磨耐火材料衬里的腐蚀和冲刷是造成水冷壁管泄漏和耐磨耐火材料的寿命降低的主要原因。目前，大多采用加装耐磨耐火弧形瓦、超音速电弧金属喷涂和表面堆焊耐磨硬质合金耐磨技术方法对水冷壁管进行防磨处理，由于耐磨时间短、价格昂贵或不易实施等原因而没能彻底解决锅炉的防磨问题，造成锅炉爆管率仍持高不下。耐磨耐火弧形瓦是用耐热耐磨钢制成，施工时在耐磨耐火弧形瓦的内壁涂抹上高温金属粘合剂后覆盖在水冷壁表面，弧形瓦的两边与水冷壁鳍片接触点点焊牢固，瓦长一般300-400mm，厚度5mm，点焊长度20mm。该方法的缺点是锅炉运行一段时间后，水冷壁表面变形，在安装和制造中鳍片宽度不相等，造成施工焊接困难，防磨瓦受热变形导致锅炉水冷壁局部的磨损更为严重。另外一种防磨方法是采用金属超音速电弧喷涂，是将金属涂层高温熔融并高速喷涂在水冷壁表面，采用该方法对施工工艺要求较高，而且在锅炉运行半年左右涂层与金属管壁结合处存在脱落，造成脱落部位磨损严重，脱落部位磨出较深的沟槽，且不好修复，现场作业极不方便。还有采用表面堆焊耐磨硬质合金的防磨方法，虽然施工简便，与金属管壁结合也较好，但是不宜大面积处理，施工成本较高。
另外，锅炉运行时由于烟气冲刷的方向不同以及局部的气流漩涡等因素，水冷壁管敷设的非金属耐磨耐火材料衬里的磨损也较严重，而且磨损部位很不均匀。为了满足维修要求，在维修施工时需要剔除掉磨损严重的残衬，同时要剔除掉周围没有磨损的衬里。由于残衬的强度相当高，剔除难度大，往往很容易对水冷壁管造成损伤，也造成耐磨耐火材料的消耗量增加。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种施工工艺简单、耐磨性能好、成本相对较低的应用于循环流化床锅炉受热面金属管壁及耐磨耐火材料衬里表面耐磨耐火涂料的制备方法。
实现本发明的耐磨耐火涂料的制备方法是：
耐磨耐火涂料的原料选用板状刚玉、棕刚玉和优质高铝矾土熟料为骨料，选用板状刚玉粉、焦宝石粉、α-Al2O3微粉、陶瓷粉为细粉，选用浓度为42.5％的工业磷酸溶液、固体磷酸二氢铝和粘土粉为结合剂，选用电熔镁砂为固化剂，选用硼酸钠和六偏磷酸钠为助烧剂，用量按下列重量百分比配制：
优质高铝矾土熟料(Al2O3含量在92％以上)粒径在0mm-1mm 22％-25％；
板状刚玉粉 粒径在0mm-0.045mm 15％-17％；
板状刚玉粉 粒径在5um 2％-5％；
板状刚玉 粒径在0mm-1mm 15％-17％；
棕刚玉 粒径在40目 6％-8％；
焦宝石粉 粒径在325目 4％-6％；
α-Al2O3微粉 6％-8％；
粘土粉 粒径在200目 2％-3％；
陶瓷粉 粒径在400目 3％-5％；
工业磷酸溶液(浓度为42.5％) 7％-8％；
固体磷酸二氢铝 8％-10％；
电熔镁砂 粒径在60目-180目 4％-4.5％；
硼酸钠 0.5％-0.7％；
六偏磷酸钠 0.05％。
其生产工艺是：先将优质高铝矾土熟料、板状刚玉、板状刚玉粉、棕刚玉、焦宝石粉、粘土粉、α-Al2O3微粉、陶瓷粉在混料机中混合3至5分钟，混合均匀，然后加入浓度为42.5％的工业磷酸溶液继续搅拌均匀，形成混合料单独包装；结合剂固体磷酸二氢铝单独包装；固化剂电熔镁砂单独包装；助烧剂由硼酸钠、六偏磷酸钠组成单独包装；单独包装分别用聚丙烯塑料袋密封包装后再装入密封铁桶中形成产成品。施工时，将包装中的各袋料倒入搅拌机中混和均匀，再加水搅拌成可涂抹施工的本发明的耐磨耐火涂料。
在原料中，通过固体磷酸二氢铝和粘土粉的加入，加水搅拌均匀后的涂料呈现相互悬浮的状态，具有很好的分散性和粘附性，很适合涂抹施工；配以电熔镁砂作固化剂，磷酸镁的生成使耐磨耐火涂料在常温下很快固化，而与耐火衬里或水冷壁管表面产生较大的粘附力；在耐磨耐火涂料中加入5um的板状刚玉粉，提高了基质料的活性和烧结性，再配以硼酸钠和粒径在400目的陶瓷粉，可降低涂料的烧结温度，随着温度继续升高，在经900℃烧后，硼酸钠、粘土粉、板状刚玉粉和陶瓷粉相互熔融反应形成陶瓷相，进一步增强了耐磨耐火涂层的致密性和硬度，最终形成一层致密的耐磨层。
通过本发明方法制备的耐磨耐火涂料可以直接涂抹在耐磨耐火材料衬里和水冷壁管的表面，填补了在高温下(900℃左右)用非金属涂层对金属进行防磨的技术空白，也为非金属耐磨耐火材料衬里的修补提供了一种新的修补方法，而且施工工艺简单，并能显著改善工人的劳动环境，降低劳动强度，提高循环流化床锅炉受热面金属管壁及耐磨耐火材料衬里维修的工作效率。
具体实施方式
实施例：
耐磨耐火涂料的原料选用板状刚玉、棕刚玉和优质高铝矾土熟料为骨料，选用板状刚玉粉、焦宝石粉、α-Al2O3微粉、陶瓷粉为细粉，选用浓度为42.5％的工业磷酸溶液、固体磷酸二氢铝和粘土粉为结合剂，选用电熔镁砂为固化剂，选用硼酸钠和六偏磷酸钠为助烧剂，用量按下列重量百分比配制：
优质高铝矾土熟料(Al2O3含量在92％以上)粒径在0mm-1mm 22％；
板状刚玉粉 粒径在 0mm-0.045mm 15％；
板状刚玉粉 粒径在 5um 3％；
板状刚玉 粒径在 0mm-1mm 16％；
棕刚玉 粒径在 40目 6％；
焦宝石粉 粒径在 325目 4％；
α-Al2O3微粉 8％；
粘土粉 粒径在 200目 2％；
陶瓷粉 粒径在 400目 3％；
工业磷酸溶液(浓度为42.5％) 8％；
固体磷酸二氢铝 8％；
电熔镁砂 粒径在60目-180目 4.3％；
硼酸钠 0.65％；
六偏磷酸钠 0.05％。
原料配比选定后，按如下工艺制备：先将优质高铝矾土熟料、板状刚玉、板状刚玉粉、棕刚玉、焦宝石粉、粘土粉、α-Al2O3微粉、陶瓷粉在混料机中混合3至5分钟，混合均匀，然后加入浓度为42.5％的工业磷酸溶液继续搅拌均匀，形成混合料单独包装；结合剂固体磷酸二氢铝单独包装；固化剂电熔镁砂单独包装；助烧剂由硼酸钠、六偏磷酸钠组成单独包装；单独包装分别用聚丙烯塑料袋密封包装后再装入密封铁桶中形成产成品。施工时，将包装中的各袋料倒入搅拌机中混和均匀，再加水搅拌成耐磨耐火涂料。
Claims (2)
1、一种耐磨耐火涂料的制备方法，其特征在于：耐磨耐火涂料的原料选用板状刚玉、棕刚玉和优质高铝矾土熟料为骨料，选用板状刚玉粉、焦宝石粉、α-Al2O3微粉、陶瓷粉为细粉，选用浓度为42.5％的工业磷酸溶液、固体磷酸二氢铝和粘土粉为结合剂，选用电熔镁砂为固化剂，选用硼酸钠和六偏磷酸钠为助烧剂，用量按下列重量百分比配制：
优质高铝矾土熟料(Al2O3含量在92％以上)粒径在0mm-1mm 22％-25％；
板状刚玉粉粒径在0mm-0.045mm 15％-17％；
板状刚玉粉粒径在5um 2％-5％；
板状刚玉粒径在0mm 1mm 15％17％；
棕刚玉粒径在40目 6％-8％；
焦宝石粉粒径在325目 4％-6％；
α-Al2O3微粉 6％-8％；
粘土粉粒径在200目 2％-3％；
陶瓷粉粒径在400目 3％-5％；
工业磷酸溶液(浓度为42.5％) 7％-8％；
固体磷酸二氢铝 8％-10％；
电熔镁砂粒径在60目-180目 4％-4.5％；
硼酸钠 0.5％0.7％；
六偏磷酸钠 0.05％；
其生产工艺是：先将优质高铝矾土熟料、板状刚玉、板状刚玉粉、棕刚玉、焦宝石粉、粘土粉、α-Al2O3微粉、陶瓷粉在混料机中混合3至5分钟，混合均匀，然后加入浓度为42.5％的工业磷酸溶液继续搅拌均匀，形成混合料单独包装；结合剂固体磷酸二氢铝单独包装；固化剂电熔镁砂单独包装；助烧剂由硼酸钠、六偏磷酸钠组成单独包装；单独包装分别用聚丙烯塑料袋密封包装后再装入密封铁桶中形成产成品。
2、根据权利要求1所述的一种耐磨耐火涂料的制备方法，其特征在于：耐磨耐火涂料的原料用量按下列重量百分比配制：
优质高铝矾土熟料(Al2O3含量在92％以上)粒径在0mm-1mm 22％；
板状刚玉粉粒径在0mm-0.045mm 15％；
板状刚玉粉粒径在5um 3％；
板状刚玉粒径在0mm-1mm 16％；
棕刚玉粒径在40目 6％；
焦宝石粉粒径在325目 4％；
α-Al2O3微粉 8％；
粘土粉粒径在200目 2％；
陶瓷粉粒径在400目 3％；
工业磷酸溶液(浓度为42.5％) 8％；
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电熔镁砂粒径在60目-180目 4.3％；
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