CN101955362A

CN101955362A - 乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料

Info

Publication number: CN101955362A
Application number: CN 201010296655
Authority: CN
Inventors: 王明; 潘永忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-01-26

Abstract

本发明涉及一种耐火材料，具体涉及乙烯裂解炉废热锅炉封头本体用耐火浇注料，所述封头本体浇注料以莫来石、硅微粉、活性氧化铝和铝酸钙水泥为原料，与防爆纤维混合制备而成,各组分重量百分比如下：莫来石80-95%；硅微粉0.5-8%；活性氧化铝2-7%；铝酸钙水泥1.5-8%；上述主料和辅料总量为100%；外加防爆纤维0.05-0.25%。本发明根据乙烯裂解炉废热锅炉浇注封头本体部位比封头插件部位热震稳定性要求稍低的特点选材，合理利用了封头本体的材料选择和配比，制得能够承受频繁开停工带来的温度急变、使用寿命长、热震稳定性高、耐高温冲刷性强、成本低的乙烯裂解炉废热锅炉浇注封头本体浇注料。

Description

乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，具体涉及乙烯裂解炉废热锅炉封头用耐火浇注料。

背景技术

乙烯裂解炉废热锅炉浇注封头是乙烯裂解炉废热锅炉的一个重要组件，包括上封头和下封头，使用工况非常苛刻，它直接与900℃的裂解气接触、承受结焦焦块的冲刷、需承受频繁开停工所带来的温度急变；封头内部浇注料使用寿命为两年左右，属于易耗品。通过分析，乙烯裂解炉废热锅炉浇注封头产生缺陷的主要原因为：封头浇注料的热震稳定性差、耐高温冲刷性不够。

目前工厂中使用的废热锅炉浇注封头容易产生较大裂纹，封头浇注料脱落严重，致使封头外部超温，并堵塞裂解气通道。

现有技术公开有炼铁炉口用无机非金属耐火浇注料如CN200710193011.6和炼钢电弧炉盖用耐火浇注料如CN200710052640.7, 但因为其产品为高级耐火材料，制造成本较高，而且难以承受频繁开停工带来的温度急变，不适合乙烯裂解炉封头用浇注料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有热震稳定性高、耐高温冲刷性强和低成本的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，所述封头本体浇注料以莫来石、硅微粉、活性氧化铝和铝酸钙水泥为原料，与防爆纤维混合制备而成,各组分重量百分比如下：

莫来石 80-95%

硅微粉 0.5-8%

活性氧化铝 2-7%

铝酸钙水泥 1.5-8%

上述原料总量为100%；

外加防爆纤维0.05-0.25%。

莫来石是Al₂O₃ - SiO₂二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3 Al₂O₃-2SiO₂，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大的性质。

硅微粉是一种超微固体物质，它对耐火材料的改善有重要作用，填充于耐火材料孔隙中；硅微粉具有很强的活性，在水中形成胶体粒子。加入重量%为0.5-8%的硅微粉，提高了体积密度，降低了显气孔率，增加了其致密性和强度。优选地，本发明所述硅微粉的二氧化硅含量为98%。更优选地，所述硅微粉重量百分比为4%。

活性氧化铝是经过充分细磨、以原晶尺寸大小1μm的α-Al₂O₃为基本组成，具有晶粒小、比表面积大(16-18m²/g)、表面活性能极高的特点。加入重量%为2-7%的活性氧化铝粉能增加产品稳定性、提高产品在400℃～1000℃中温区间内的强度、增加流动度。流动度是测定耐火浇注料流动性的一种技术指标，可鉴别浇注料的流动性和稳定性,一定程度上反映浇注料的作业性；流动性则是耐火浇注料的一项重要指标，它决定了浇注料施工的难易程度。优选地，本发明的活性氧化铝重量百分比为3%。

本发明加入重量%为1.5-8%的铝酸钙水泥，作为浇注料的促凝剂，并可提高莫来石基浇注料的热震稳定性和抗渣性。优选地，所述铝酸钙水泥重量百分比为4%。本发明的铝酸钙可以是不低于国标CA-75的铝酸钙水泥或凯斯诺（中国）铝酸盐水泥有限公司的Secar71铝酸钙水泥，更优选凯斯诺（中国）铝酸盐水泥有限公司的Secar71铝酸钙水泥。

本发明浇注料组分中的各成分原料的优选质量指标为：

莫来石原料：Al₂O₃ 44-46%,SiO₂ 45-50%；

硅微粉原料：SiO₂≥98%、Fe₂O₃≤0.02%；

活性氧化铝原料：Al₂O₃≥99%；

铝酸钙水泥：Al₂O₃70-72%,CaO 20-23%。

发明人经反复试验证明，在不添加硅微粉、活性氧化铝或铝酸钙水泥条件下制备的浇注料强度低，热抗震性能弱。

本发明乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料还外加了重量%为0.05-0.25%的防爆纤维，防止热处理过程中产生爆裂。优选地，所述防爆纤维重量百分比为 0.1%。

发明人经反复试验证明，即便添加了硅微粉、活性氧化铝或铝酸钙水泥，而不添加防爆纤维，制备的浇注料在高温作用下易产生裂纹甚至炸裂。

本发明的有益效果是：根据乙烯裂解炉废热锅炉浇注封头本体部位比封头插件部位热震稳定性要求稍低的特点选材，选用成本较低的莫来石作为封头本体浇注料，并添加了硅微粉、活性氧化铝、铝酸钙水泥和防爆纤维。本发明合理利用了封头本体的材料选择和配比，制得能够承受频繁开停工带来的温度急变、使用寿命长、热震稳定性高、耐高温冲刷性强、成本低的乙烯裂解炉废热锅炉浇注封头本体浇注料。

具体实施方式

实施例一

用电子秤称量莫来石M45、硅微粉、活性氧化铝、铝酸钙水泥和防爆纤维按表1A比例混合，用强制式搅拌机搅拌。

莫来石由安迈公司产的18重量份的粒径为0-1mm的莫来石、18重量份的粒径为1-3mm的莫来石、20重量份的粒径为3-5mm的莫来石、8重量份的180目莫来石、8重量份的320目的莫来石组成。

活性氧化铝为安迈公司产品，晶粒尺寸为1μm。铝酸钙为凯斯诺（中国）铝酸盐水泥有限公司的Secar71铝酸钙。

防爆纤维为聚氨酯类有机纤维。

实施例二～实施例五

实施方法如实施例一，不同的是选材和比例，具体材料选择和含量见表1A。

比较实施例一～比较实施例五

实施方法如实施例一，不同的是选材和比例，具体材料选择和含量见表1B。

乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料的抗折强度、耐压强度是评价浇注料机械性能及耐冲刷性能的重要指标，强度越大，证明浇注料的性能越好。烧后线变化率是指浇注料每次在同等温度变化中体积发生膨胀收缩的变化，是评价耐火材料稳定性的重要参数，烧后线变化率越小，证明浇注料随温度升降的变化越小，稳定性越好。

如表2所示，实施例一至五制备的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料的抗折强度、耐压强度高，而对比实施例浇注料抗折强度、耐压强度的测得值较低，证明本发明实施例的封头本体浇注料机械性能及耐冲刷性能高。实施例一至五制备的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料的烧后线变化绝对值小，而对比实施例封头本体浇注料的烧后线变化绝对值大，证明本发明实施例封头本体浇注料的稳定性好。

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Claims

1.乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述封头本体浇注料以莫来石、硅微粉、活性氧化铝和铝酸钙水泥为原料，与防爆纤维混合制备而成,各组分重量百分比如下：

莫来石 80-95%

硅微粉 0.5-8%

活性氧化铝 2-7%

铝酸钙水泥 1.5-8%

上述原料总量为100%；

外加防爆纤维0.05-0.25%。

2.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述莫来石原料的质量指标为Al₂O₃44-46%,SiO₂ 45-50%。

3.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述硅微粉原料的质量指标为SiO₂≥98%、Fe₂O₃≤0.02%。

4. 根据权利要求1或3所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述硅微粉的二氧化硅含量为98%。

5. 根据权利要求4所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述硅微粉重量百分比为4%。

6.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述活性氧化铝原料的质量指标为Al₂O₃≥99%。

7. 根据权利要求1或6所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述活性氧化铝重量百分比为3%。

8.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述铝酸钙水泥的质量指标为Al₂O₃70-72%,CaO 20-23%。

9. 根据权利要求1或8所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述铝酸钙水泥重量百分比为5%。

10. 根据权利要求1所述的乙烯裂解炉废热锅炉封头本体浇注料，其特征在于：所述防爆纤维重量百分比为 0.1%。