CN103539471B - 流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料 - Google Patents
流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料 Download PDFInfo
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Abstract
一种流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，包括粗骨料、中骨料、细骨料、粘结剂、硅微粉、氧化铝微粉和水，其中上述原料的重量份数为：粗骨料20～25，中骨料占15～30，细骨料占15～20，粘结剂5～10，硅微粉5～10，氧化铝微粉7～15，钢纤维0.99~3，铝酸盐水泥5~11，水1～5。其中，粗骨料为莫来石；中骨料包括碳化硅和莫来石，细骨料为特级矾土；其中，在粘结剂包括以下重量份数组分制成：硅酸镁30～35，磷酸盐70～65。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料。
背景技术
与定性耐火制品相比，以耐火浇注料为代表的不定形耐火材料具有工艺流程短、生产能耗及成本低、使用方便、适用范围广、整体性及使用效果好等优势，因而在世界范围内得到了迅速发展，其在整个耐火材料中所占的比重越来越高。在一些耐火材料技术先进的国家中，不定形耐火材料的产量已经接近甚至超过了定形制品的产量。例如，目前日本不定形耐火材料产量占整个耐火材料的比例达到了60% 左右；美国的为 50% 左右；英、德、法等国为 40% ~50%。如今，耐火浇注料已经被广泛地应用于冶金、建材、电力、化工等工业领域的高温设备中。
循环流行化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。
耐火炉衬是循环流行化床锅炉的常规构建材料，由于循环流行化床锅炉使用不同的原料，在高温状态下，表现出的高腐蚀性、高冲击性也不同，因而对炉衬也提出了更高的要求，以适应不同的窑炉工艺环境要求。现有技术的炉衬砖大都是预先定制加工成型的。这无疑增加了加工难度和生产成本，也增加窑炉的施工难度。为了增强炉衬的施工性，降低生产成本，科技工作者也曾开发了类似水泥一样的可以现场浇注成型的浇注料，在一定程度克服了预成型耐火砖的不足。但是，现有技术的浇注料，存在耐高温性能、耐磨性和热振稳定性差的问题。
发明内容
有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明提供一种耐高温性能、耐磨性和热振稳定性良好的流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料。
一种流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，包括粗骨料、中骨料、细骨料、粘结剂、硅微粉、氧化铝微粉和水，其中上述原料的重量份数为：粗骨料20～25，中骨料占15～30，细骨料占15～20，粘结剂5～10，硅微粉5～10，氧化铝微粉7～15，钢纤维0.99~3，铝酸盐水泥5~11，水1～5。其中，粗骨料为莫来石；中骨料包括碳化硅和莫来石，细骨料为特级矾土；其中，在粘结剂包括以下重量份数组分制成：硅酸镁30～35，磷酸盐70～65。
本发明所述的流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料是通过以莫来石作为粗骨料，以碳化硅和莫来石为中骨料，再以特级矾土作为细骨料，添加活性氧化铝微粉加速固相反应，添加硅微粉以提高浇注料的抗酸性能力，增加钢纤维以提高流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料的抗热震性能。
具体实施方式
一种流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，包括粗骨料、中骨料、细骨料、粘结剂、硅微粉、氧化铝微粉和水，其中上述原料的重量份数为：粗骨料20～25，中骨料占15～30，细骨料占15～20，粘结剂5～10，硅微粉5～10，氧化铝微粉7～15，钢纤维0.99~3，铝酸盐水泥5~11，水1～5。其中，粗骨料为莫来石；中骨料包括碳化硅和莫来石，细骨料为特级矾土；其中，在粘结剂包括以下重量份数组分制成：硅酸镁30～35，磷酸盐70～65。磷酸盐优选三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的1种或至少2 种的组合，例如三聚磷酸钠，三聚磷酸钠、六偏磷酸钠的组合，三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠的组合；特别优选六偏磷酸钠。
耐火材料为了达到理想的耐火耐高温效果，一定要形成所谓“密集堆积”的结构形式，这种结构形式是通过占据材料大部空间的粗、中骨料、充填粗、中骨料空隙的细骨料、充填粗、中、细骨料空隙的微粉来得到的，因此对耐火浇注料各类组分的粒径选择很重要，在本实施方式中，所述粗骨料的粒径大小为5.0～3.0mm；所述中骨料中各组分的粒径大小为2.0～1.0mm；所述细骨料的粒径大小为0.9～0.5mm。
本发明中加入的氧化铝微粉为活性氧化铝，活性氧化铝的主晶相为α～Al 2O3，理化性质为 d ≤2.0 μm、真密度≥3.95g/cm 、Na O 小于等于0.1％，活性氧化铝可以使浇注的耐火浇注料显气孔率较小，进一步的，利用碳化硅及钢纤维的高导热性来提高浇注料的抗热震性，并通过碳化硅的氧化，在耐火材料表面形成一层SiO2 沉积物封堵气孔，利用硅微粉封堵耐火浇注材料层内部气孔，以此提高耐火浇注材料的抗侵蚀性。
以下举例说明上述流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料：
实施例1
(1) 浇注料的制备：
5.0～3.0mm粗骨料20，2.0～1.0mm中骨料30，0.9～0.5mm细骨料15，粘结剂6，硅微粉6，氧化铝微粉15，钢纤维0.99，铝酸盐水泥5，水2。按上述配比，将各原料称重、伴和，获得流动性良好的浆体，经成形、养护和热处理后测试物理性能。
(2) 物理性能测试 ：
110℃×24h 烘干后，抗折强度20.4MPa，抗压强度164.7MPa，线变化率±03；
1100℃×3H 处理后，抗折强度25.6MPa，抗压强度150.5MPa，线变化率±03；
1500℃×3H 处理后，抗折强度22.4MPa，耐压强度161.3MPa，线变化率±04。
实施例2
(1) 浇注料的制备：
采用5.0～3.0mm粗骨料25，2.0～1.0mm中骨料25，0.9～0.5mm细骨料20，粘结剂6，硅微粉6，氧化铝微粉7，钢纤维2，铝酸盐水泥6，水3。按上述配比，将各原料称重、伴和，获得流动性良好的浆体，经成形、养护和热处理后测试物理性能。
(2) 物理性能检测：
110℃×24h 烘干后，抗折强度22.6MPa，抗压强度160.2MPa，线变化率±03；
1100℃×3H 处理后，抗折强度24.8MPa，抗压强度140.3MPa，线变化率±03；
1500℃×3H 处理后，抗折强度22.4MPa，耐压强度155.2MPa，线变化率±04 。
实施例3
(1) 浇注料的制备：
采用5.0～3.0mm粗骨料23，2.0～1.0mm中骨料15，0.9～0.5mm细骨料17，粘结剂7，硅微粉10，氧化铝微粉10，钢纤维3，铝酸盐水泥11，水4。按上述配比，将各原料称重、伴和，获得流动性良好的浆体，经成形、养护和热处理后测试物理性能。
(2) 物理性能检测：
110℃×24h 烘干后，抗折强度21.8MPa，抗压强度159.6MPa，线变化率±03；
1100℃×3H 处理后，抗折强度24.8MPa，抗压强度150.2MPa，线变化率±03；
1500℃×3H 处理后，抗折强度22.4MPa，耐压强度156.8MPa，线变化率±04 。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围， 即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (6)
1.一种流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，其特征在于：包括粗骨料、中骨料、细骨料、粘结剂、硅微粉、氧化铝微粉和水，其中上述原料的重量份数为：粗骨料20～25，中骨料占15～30，细骨料占15～20，粘结剂5～10，硅微粉5～10，氧化铝微粉7～15，钢纤维0.99~3，铝酸盐水泥5~11，水1～5；其中，粗骨料为莫来石；中骨料包括碳化硅和莫来石，细骨料为特级矾土；其中，粘结剂包括以下重量份数组分制成：硅酸镁30～35，磷酸盐70～65。
2.根据权利要求1所述的流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，其特征在于：所述粗骨料的粒径大小为5.0～3.0 mm。
3.根据权利要求1所述的流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，其特征在于：所述中骨料中各组分的粒径大小为2.0～1mm。
4.根据权利要求1所述的流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，其特征在于：所述细骨料的粒径大小为0.9～0.5mm。
5.根据权利要求1所述的流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，其特征在于：所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉。
6.根据权利要求1所述的流化床锅炉用钢纤维增强耐磨浇注料，其特征在于：所述磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的1种或至少2 种的组合。
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