CN103819212A

CN103819212A - 一种焚烧回转窑用耐火衬浇注料

Info

Publication number: CN103819212A
Application number: CN201410056128.XA
Authority: CN
Inventors: 李光; 聂晓君; 陈琛
Original assignee: LIAONING ZHENGBO LIAOXI ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRIAL PARK DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Liaoning Dongye Environmental Protection Industry Development Co Ltd
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: CN103819212B

Abstract

本发明提出的是一种焚烧回转窑用耐火衬浇注料。回转窑耐火衬由外层轻质隔热层和里层高温耐磨层组合构成，外层窑壁轻质隔热层浇注料组成:粘土质多孔熟料、高铝水泥、三氧化二铝微粉、水搅拌混合均匀；里层高温耐磨层浇注料组成，高铝矾土、高铝水泥、三氧化二铝微粉、锆英石、复合外加剂三聚磷酸钠及聚丙烯酸钠、水搅拌混合均匀。采用本发明的耐火浇注料浇注的回转窑耐火衬具有耐热、隔热、抗震和耐磨的优点；适宜作为废油泥焚烧回转窑耐火衬浇注应用。

Description

一种焚烧回转窑用耐火衬浇注料

技术领域

本发明涉及冶炼、化工等行业的一种高温焚烧回转式窑炉耐火材料领域,具体说的是一种焚烧回转窑用耐火衬浇注料。

背景技术

用于高温焚烧的回转窑耐火衬材料的寿命长短直接影响到回转窑的运转率及使用寿命,将轻质、耐高温、隔热、耐磨等的性能集一身的耐火浇注料,不仅减少耐火材料的消耗，延长窑的使用寿命,更主要的是降低运行成本。因此人们投入了大量的精力对耐火材料进行了广泛的研究。对于工业窑炉特别是焚烧废油泥类回转窑来说,由于窑内物料焚烧温度高达1200℃以上,同时物料随着窑的回转要充分完全的燃烧,焚烧后的灰烬或不燃烧的部分还要依靠重力排出窑体,因此要求耐火材料具有较高的耐热性、耐磨性、热震性和良好的隔热性。同时耐火衬里又不能太重使回转窑运行的总重量增加。对于耐火衬里分为定型和不定型两大类。定型的如耐火砖、砌块等形体，形体砌筑麻烦、整体性差，并且导热系数大。对于工业炉窑特别是回转式窑的寿命和安全运行有不可避免的缺陷。而不定型的浇注料具有衬层整体性好,运行可靠安全，施工较方便,成本较低的优点。浇注料导热系数相对较低,节能好。所以越来越多的回转窑采用浇注料进行内衬的整体浇注。目前多采用以铝酸钙水泥为结合剂并外加剂矾土组合成为浇注料。但对于工作温度为800℃-1200℃的废油泥回转窑来说，性能差距较大。―是结合剂与骨料在高温时产生如钙铝黄长石等低熔相物,使其强度及耐磨性下降;二是热震性能差,不能满足频繁开停车和回转运行的工况,回转窑的寿命和安全性都不足。大多数回转窑运行6-9个月就需停车检修,影响生产及运行成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提出了一种焚烧回转窑用耐火衬浇注料。该浇注料以高铝矾土、高铝水泥、三氧化二铝微粉、锆英石和复合外加剂组成，该耐火衬浇注料将轻质、耐高温、隔热及耐磨性能集一身，替代现有的耐火衬浇注料来解决现在技术中存在的问题。

本发明解决技术问题采用的方案是：

回转窑耐火衬浇注料由外层轻质隔热层和里层耐高温耐磨层结合构成：外层轻质隔热层组成为:按质量百分比计：粘土质多孔熟料80-90%,高铝水泥5-13%，三氧化二铝微粉3-10 %，余量为水；里层耐高温耐磨层组成为:按质量百分比计：高铝矾土75-85%,高铝水泥3-10%, 三氧化二铝微粉3-10%,锆英石3-10%,复合外加剂三聚磷酸钠及聚丙烯酸钠0.1-0.3%，余量为水。

上述方案中的高铝矾土，按质量百分比计，Al₂O₃≥85%，Fe₂O₃≤1.5%，TiO₂≤4.2%；在总质量高铝矾土中，颗粒直径为5-8mm的占15%-30%,颗粒直径为3-5mm的占20%-35%,颗粒直径为l-3mm的占10-20%,颗粒直径为0-lmm的占15-25%。所述轻质隔热层中高铝水泥，按质量百分比计，Al₂O₃成分≥68%,SiO₂成分占l.0%,CaO≤28%, Fe₂O₃成分占0.7%。所述三氧化二铝微粉，按质量百分比，Al₂O₃成分≥99.33%, SiO₂成分≤0.04%, Fe₂O₃成分≤0.06%, TiO₂成分≤0.01%；粒径3-5μm。所述锆英石，按质量百分比，ZrO₂≥63%,粒度为320目。所述复合外加剂组成，由三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠两种成分组成，配合比例三聚磷酸钠：聚丙烯酸钠按质量比为1:10或10:1，聚丙烯酸钠分子量为1000-10000。所述粘土质多孔熟料中按质量百分比计 Al₂O₃＞40%, Fe₂O₃＜2.5%；粒径＜3mm,气孔率40-50%。所述外层轻质隔热层物料和里层耐高温耐磨层物料使用时，将各组分分别混合搅拌成为利于流动的料浆。

本发明所具有的有益效果是：采用本发明的耐火浇注料浇注的回转窑耐火衬具有耐热、隔热、抗震和耐磨的优点。适宜作为废油泥焚烧回转窑耐火衬浇注应用。解决了目前废油泥回转窑内衬材料的高温强度不够、抗热震性、整体性差、施工性不足、浇注料整体重量大、增加窑体运行重量、使回转窑运行寿命短（6—9个月）的问题。本发明耐火浇注料采用二层，里层与外层自然过渡浑然一体，将轻质、耐高温、隔热、耐磨等的性能集一身的耐火浇注料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明：

本发明的回转窑耐火衬浇注料由外层轻质隔热层和里层耐高温耐磨层结合构成：取粘土质多孔熟料8500kg、高铝水泥800kg、三氧化二铝微粉1000 kg、水300 kg混合搅拌均匀制成轻质隔热层浆料。取高铝矾土24900kg、高铝水泥1800 kg、三氧化二铝微粉3000kg、锆英石1200kg、复合外加剂三聚磷酸钠及聚丙烯酸钠120kg、水1500kg混合搅拌均匀制成高温耐磨层浆料。将轻质隔热层浆料和耐高温耐磨层浆料依次浇注在回转窑内壁，轻质隔热层和耐高温耐磨层是自然过渡, 轻质隔热层和耐高温耐磨层组成的衬里层为有机一体不分离。

本发明的浇注料分两层结构:里层为耐高温耐磨层，是以设定不同粒径的高铝矾土为骨料,以高铝水泥为结合剂,添加三氧化二铝微粉,以磷酸盐、聚丙烯酸钠及锆英石为复合外加剂,将骨料、结合剂、锆英石和复合外加剂按设定比例混合配制而成。外层为轻质隔热层以粒径小于3mm,气孔率达到40-50%的粘土质多孔熟料为骨料,以高铝水泥为结合剂,按比例混合配制而成。

里层高温耐磨层:浇注料的强度和耐磨性除了与骨料的成分有关外,还与骨料颗粒粒径的配合情况有关系。合适颗粒级配可以得到好的强度,通过颗粒级配的选择可以控制浇注料的气孔率,而气孔率与抗热震性和侵蚀性有关。为进一步提高里层材料耐磨强度,添加三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠外加剂,在晶相形成时阻止颗粒团聚形成,减少不均匀性,增加致密度。而通过窑层加热，锆英石使得材料形成过程SiO₂转移，产生封闭气孔及微裂纹网,导致局部应变能减小,使材料的抗热震性和动载荷性能大大提高。外层则采用具有较大封闭气孔率的轻质骨料,仍以高铝水泥为结合剂,附加复合剂,使隔热性能大大提高,并使浇注料总体重量大大减轻。其里浇筑料料层与外浇注料料层浇筑时之间自然过渡,浇筑成后成为统一整体耐火衬。

下面对上述的轻质隔热层浇注料和耐高温耐磨层浇注料进行性能实验，结果见表1：

表1

名称\成分\项目	轻质隔热浇注料	高温耐磨层浇注料
			Al2O3 %	＞40	≥75
Fe2O3 %	﹤2.5	≤1.5
			体积密度g/cm3	1.1	2.65
耐压强度 1100℃烧后	70	132
			烧后线变化%	-0.3 （1100℃*3h）	0.4 （1600℃*3h）
导热系数W/m.k	500℃ 0.38	0.42
			最高使用温度℃	1100	1650
热震稳定性（次）	﹥35	﹥35
			耐磨性900℃*3h	6.94	3.73

1100℃水冷法热震稳定性试验做到第35次时，本发明的热震性好，而常规的表面一裂开，裂纹较深，即将脱落。由于停炉开炉有时存在急冷、急热过程对耐磨衬里冲击很大，易引起衬里开裂、剥落。

本发明的耐火衬浇注料，其中轻质隔热的部分重量为10600Kg; 高温耐磨部分重量为32520kg，总厚度为200mm，现有技术采用的普通一层浇注料厚度按200mm计算，需要浇注料66586Kg。回转筒体部分需浇注料就减轻为

23466Kg。回转筒体减轻后，降低了能耗节省了生产成本。

采用本发明耐火衬浇注料制成的废油泥回转窑耐火衬，经过两年半的运行仍然正常使用。有较高的耐磨强度，适应频繁的开停车并仍在继续运转。极大提高了运行的可靠性和安全性，大幅降低了运行成本。

Claims

1.一种焚烧回转窑用耐火衬浇注料，回转窑耐火衬浇注料由外层轻质隔热层和里层耐高温耐磨层结合构成，其特征是：

外层轻质隔热层组成为:按质量百分比计：粘土质多孔熟料80-90%,高铝水泥5-13%，三氧化二铝微粉3-10 %，余量为水；

里层耐高温耐磨层组成为:按质量百分比计：高铝矾土75-85%,高铝水泥3-10%, 三氧化二铝微粉3-10%,锆英石3-10%,复合外加剂三聚磷酸钠及聚丙烯酸钠0.1-0.3%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的焚烧回转窑用耐火衬浇注料，其特征是：所述的高铝矾土，按质量百分比计，Al₂O₃≥85%，Fe₂O₃≤1.5%，TiO₂≤4.2%；高铝矾土颗粒直径为5-8mm的占15%-30%,颗粒直径为3-5mm的占20%-35%,颗粒直径为l-3mm的占10-20%,颗粒直径为0-lmm的占15-25%。

3.根据权利要求1所述的焚烧回转窑用耐火衬浇注料，其特征是：所述轻质隔热层中高铝水泥，按质量百分比计，Al₂O₃成分≥68%,SiO₂成分占l.0%,CaO≤28%, Fe₂O₃成分占0.7%。

4.根据权利要求1所述的焚烧回转窑用耐火衬浇注料，其特征是：所述三氧化二铝微粉，按质量百分比，Al₂O₃成分≥99.33%, SiO₂成分≤0.04%, Fe₂O₃成分≤0.06%, TiO₂成分≤0.01%；粒径3-5μm。

5.根据权利要求1所述的焚烧回转窑用耐火衬浇注料，其特征是：所述锆英石，按质量百分比，ZrO₂≥63%,粒度为320目。

6.根据权利要求1所述的焚烧回转窑用耐火衬浇注料，其特征是：所述复合外加剂组成由三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠两种成分组成，配合比例三聚磷酸钠：聚丙烯酸钠按质量比为1:10或10:1，聚丙烯酸钠分子量为1000-10000。

7.根据权利要求1所述的焚烧回转窑用耐火衬浇注料，其特征是：所述粘土质多孔熟料中按质量百分比计 Al₂O₃＞40%, Fe₂O₃＜2.5%；粒径＜3mm,气孔率40-50%。

8.根据权利要求1所述的焚烧回转窑用耐火衬浇注料，其特征是：所述外层轻质隔热层物料和里层耐高温耐磨层物料使用时，将各组分分别混合搅拌成为利于流动的料浆。