CN102503353B - 一种耐磨衬里材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐磨衬里材料。具体地，本发明涉及一种低磨损的不定形耐磨衬里材料。本发明的耐磨衬里材料按重量百分比计包含以下组分：骨料55～70％；细粉20～30％；复合结合剂5～20％。本发明的耐磨衬里材料，常温耐磨性不大于3cm³，优于现有同类衬里材料的耐磨性。

Description

一种耐磨衬里材料

技术领域

本发明涉及一种耐磨衬里材料，尤其涉及一种低磨损的不定形耐磨衬里材料。

背景技术

耐磨材料经常用于涂层或硬面堆焊场合，以防止基体材料受到磨损、冲刷以及类似可能带来破坏的机械作用。耐磨涂层或硬面堆焊可以包括一层均匀的耐磨材料，但这类材料通常比较昂贵，且自身不易形成涂层。因此，需要开发一种耐磨涂层材料，将硬相材料加入至涂层材料中。

煤液化工艺中，反应物料分离单元所涉及的物料为气液固三相混合物，物料温度约为350℃，进入减压塔的速度约为30m/s，固含量高约30wt％，且颗粒硬度较大，对设备器壁冲刷磨损相当大。因此，设备内壁需要衬里材料，衬里材料的耐磨性直接影响到设备的安全运行周期，也是整个工艺稳定运行的关键所在。

不定形衬里材料的性能与温度有很大关系，现有的材料在中低温段(常温～1100℃)，尤其是在较低温度/常温条件下的耐磨性不是很令人满意，或者成本非常的高。因此，对在中低温具有好的耐磨性且成本低的衬里材料仍存在需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的耐磨衬里材料，以满足煤液化技术工业化连续稳定运行的要求。本发明的耐磨衬里材料，在常温～1100℃，尤其是常温条件下就可获得很好的耐磨性。

为实现上述发明目的，本发明提供的一种耐磨衬里材料，按重量百分比计，包含以下组分：

骨料：55～70％；

细粉：20～30％；

复合结合剂：5～20％。

所述复合结合剂为使配料中各颗粒之间产生粘结并具有强度的物质，按重量百分比计，其包含以下组分：

硅粉：15％～50％；

铝酸钙：15％～55％；

磷酸盐：15％～55％。

其中，所述磷酸盐可以选自磷酸钠、磷酸铵和磷酸铝中。

优选地，所述复合结合剂，按重量百分比计，其包含以下组分：

硅粉：25～35％；

铝酸钙：20～50％；

磷酸盐：15～50％。

优选地，本发明的耐磨衬里材料，按重量百分比计，包含以下组分：

骨料：55～65％；

细粉：20～25％；

复合结合剂：8～15％。

所述骨料为配料中颗粒较大的部分，选自刚玉和/或铝矾土熟料。

所述细粉为配料中颗粒较小的部分，选自刚玉细粉。

所述刚玉的粒径为5mm～0.074mm(200目)，优选为3mm～0.074mm。

所述铝矾土熟料中氧化铝的含量不低于85wt％，其粒径为5mm～0.074mm，优选为4mm～0.074mm。

所述刚玉细粉的粒径小于0.074mm；优选小于0.045mm。

本发明耐磨衬里材料中的各个组分在本领域具有公知的含义。在实践中，各个组分可以含有本发明所属技术领域可接受含量的其它成分，只要这些其它成分的存在不影响本发明的实施。

因此，本发明的耐磨衬里材料可以是含有以下成分中的一种或多种的一种或多种材料：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃、CaO、P₂O₅、K₂O、Na₂O、MgO。

本发明的耐磨衬里材料，可以在针对煤液化工艺分离系统的操作参数(温度350℃、介质固含量30wt％，颗粒粒径15μm)下使用。它还可以适用于催化裂化、循环流化床锅炉等部位。

本发明的耐磨衬里材料使用时，将其与水按照1∶0.04～0.08(g/ml)的比例混合并搅拌均匀后，施予分离塔内，经350℃烘烤即可。本发明的耐磨衬里材料，常温耐磨性不大于3cm³，优于现有同类衬里材料的耐磨性。

本发明提供的耐磨衬里材料具有以下优点：

1、所述复合结合剂同时兼有铝酸钙水泥水化结合和磷酸盐化学结合特点，从而赋予了本发明衬里材料优异的性能：例如低耐磨损失、良好的物理力学性能、化学稳定性、良好的作业性能、可快速烘烤。

2、本发明的耐磨衬里材料经350℃烘烤后即可获得稳定的性能，常温耐磨性不大于3cm³，耐磨性大大超过同类材料(同类材料常温耐磨性约为6cm³)。

3、本发明的耐磨衬里材料具有良好的作业性能，对水不敏感，作业时间长达1小时以上，有效保证材料的使用效果和工程实体质量。

4、本发明的耐磨衬里材料在常温～1100℃环境中具有优异的物理力学性能和耐磨性。

5、同类进口衬里材料价格约为30000元/吨，本发明的耐磨衬里材料约为15000元/吨，仅为进口材料的一半左右。

具体实施方式

下面的实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明。

刚玉(粒径5mm～0.074mm或粒径3mm～0.074mm)购自郑州玉发集团、开封市汴和耐火材料有限公司、淄博泰贝利尔铝镁有限公司；

铝矾土熟料(其中氧化铝的含量不低于85wt％，粒径5mm～0.074mm或粒径4mm～0.074mm)购自金土耐火材料有限责任公司、豫隆铝业有限公司；

刚玉细粉(粒径＜0.074mm)购自郑州玉发集团、开封市汴和耐火材料有限公司、淄博泰贝利尔铝镁有限公司；

刚玉细粉(粒径＜0.045mm)购自郑州玉发集团、开封市汴和耐火材料有限公司、淄博泰贝利尔铝镁有限公司；

硅粉购自埃肯国际贸易有限公司；

铝酸钙购自中国长城铝业公司、凯诺斯(中国)铝酸盐技术有限公司；

磷酸钠、磷酸铝、磷酸铵购自天津市瑞金特化学品有限公司、大港森德利商贸有限公司。

制备实施例1

按照下述重量百分比称取各组分，然后搅拌混合均匀，即得本发明的耐磨衬里材料。

刚玉(粒径5mm～0.074mm)：65％

刚玉细粉(粒径＜0.074mm)：10％

刚玉细粉(粒径＜0.045mm)：13％

硅粉：3％

铝酸钙：3％

磷酸铝：6％。

将上述耐磨衬里材料与水按照1∶0.04(g/ml)的比例混合并搅拌均匀后即可使用。

制备实施例2

按照下述重量百分比称取各组分，然后搅拌混合均匀，即得本发明的耐磨衬里材料。

铝矾土熟料(粒径5mm～0.074mm)：60％

刚玉细粉(粒径＜0.074mm)：10％

刚玉细粉(粒径＜0.045mm)：15％

硅粉：5％

铝酸钙：7％

磷酸钠：3％。

将上述耐磨衬里材料与水按照1∶0.07(g/ml)的比例混合并搅拌均匀后即可使用。

制备实施例3

按照下述重量百分比称取各组分，然后搅拌混合均匀，即得本发明的耐磨衬里材料。

刚玉(粒径3mm～0.074mm)：30％

铝矾土熟料(粒径4mm～0.074mm)：32％

刚玉细粉(粒径＜0.074mm)：10％

刚玉细粉(粒径＜0.045mm)：14％

硅粉：4％

铝酸钙：5.5％

磷酸铵：4.5％。

将上述耐磨衬里材料与水按照1∶0.055(g/ml)的比例混合并搅拌均匀后即可使用。

试验实施例1

将制备实施例1的本发明耐磨衬里材料按GB/T18301-2001进行检测，在350℃、815℃和1100℃分别处理后，测定其常温耐磨性均不大于3cm³。

将制备实施例1的本发明耐磨衬里材料在煤液化装置减压塔进料分布环处使用，操作参数为温度350℃、介质固含量30wt％、颗粒粒径15μm，效果良好。自2009年11月使用至2011年7月，本发明的耐磨衬里材料磨损约3～5mm，可满足装置长周期运行要求。

试验实施例2

将制备实施例2的本发明耐磨衬里材料按GB/T18301-2001进行检测，在350℃、815℃和1100℃分别处理后，测定其常温耐磨性均不大于3cm³。

将制备实施例2的本发明耐磨衬里材料在煤液化装置减压塔进料分布环处使用，操作参数为温度350℃、介质固含量30wt％、颗粒粒径15μm，效果良好。一个开工周期后，本发明的耐磨衬里材料磨损约2～3mm，可满足装置长周期运行要求。

试验实施例3

将制备实施例3的本发明耐磨衬里材料按GB/T18301-2001进行检测，在350℃、815℃和1100℃分别处理后，测定其常温耐磨性均不大于3cm³。

将制备实施例3的本发明耐磨衬里材料在煤液化装置减压塔进料分布环处使用，操作参数为温度350℃、介质固含量30wt％、颗粒粒径15μm，效果良好。连续运转4000多个小时后，本发明的耐磨衬里材料磨损约1～2mm，可满足装置长周期运行要求。

Claims (2)

1.一种耐磨衬里材料，按重量百分比计，其由以下组分组成，且各组分之和为100%：

骨料：55～65%；

细粉：20～25%；

复合结合剂：8～15%；

所述复合结合剂按重量百分比计由以下组分组成，且各组分之和为100%：

硅粉：25～35%；

铝酸钙：20～50%；

磷酸盐：15～50%；

所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸铵和磷酸铝中；

所述骨料选自刚玉和/或铝矾土熟料；所述细粉选自刚玉细粉；

所述刚玉的粒径为5mm～0.074mm；所述铝矾土熟料中氧化铝的含量不低于85wt%，其粒径为5mm～0.074mm；所述刚玉细粉的粒径小于0.074mm。

2.根据权利要求1所述的耐磨衬里材料，其特征在于，

所述刚玉的粒径为3mm～0.074mm；

所述铝矾土熟料中氧化铝的含量不低于85wt%，其粒径为4mm～0.074mm；

所述刚玉细粉的粒径小于0.045mm。