CN103833397A - 一种耐火可塑料及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及耐火材料领域，特别是涉及一种耐火可塑料及其用途。本发明提供一种耐火可塑料，其原料按重量份计，包括如下组分：碳化硅70-80份；氧化铝粉5-15份；硅微粉5-15份；分散剂0.01-0.05份；促凝剂0.02-0.1份；结合剂6-8份；所述碳化硅包括粉料SiC和骨料SiC，所述粉料SiC和骨料SiC的重量比为1：1.8-1.9。本发明所述的耐火材料与现有的产品相比，不仅具有施工性能好、硬化速度适中的优点外，而且具有很好的使用性能：强度高、耐磨性和抗侵蚀性能好、抗热震稳定性好、导热性能好等特点，能完全满足煤粉蒸汽锅炉的燃烧器的使用要求。

Description

一种耐火可塑料及其用途

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，特别是涉及一种耐火可塑料及其用途。

背景技术

煤粉燃烧器是将煤粉送入炉膛进行燃烧的设备，按其结构可分为以下2种：1）旋流式燃烧器：携带煤粉的一次风和不带煤粉的二次风分别用不同管道与燃烧器连接。煤粉与空气能充分混合并形成回流区。每台锅炉可配置4～48只燃烧器。2）直流式燃烧器：喷口成狭窄形,其一、二次风在燃烧器中都不旋转。煤粉在其中能完全燃烧。

上海题桥纺纱有限公司拥有一种煤粉蒸汽锅炉的燃烧器的专利产品，该专利产品是一种锅炉的外接设备，是煤粉燃烧的场所，因为其高效的燃烧率和低于国标的烟气排放，使得这种产品拥有很好的市场前景，但是由于其内部温度高达1500℃-1700℃；存在伴有煤粉熔渣的高速气流；冷热交替比较频繁等，使得普通的耐火材料在这个部位的使用寿命和使用效果都不能达到该公司的要求，以至于该公司迟迟没有将这种产品推向市场。

燃烧器的剖面图如图1所示，可塑料是它的工作层，它的工作原理是煤粉在燃烧器中燃烧，利用水冷的原理将可塑料的表面温度降到熔渣的凝结温度，使得可塑料的表面结一层渣壳，在使用过程中起到保护工作层的作用，用这种以渣抗渣的理念来延长燃烧器的使用寿命。

河南某厂家为该燃烧器生产的一种刚玉质捣打料，在实验过程中存在渣壳太薄、工作层开裂、工作层冲刷侵蚀严重以至于使用寿命只能达到三个月左右，达不到该公司的设计要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耐火可塑料及其用途，用于解决现有技术中煤粉蒸汽锅炉的燃烧器恶劣的燃烧环境下，耐火材料易熔损、开裂、导热性能不好、渣壳太薄等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种耐火可塑料，其原料按重量份计，包括如下组分：

所述碳化硅包括粉料SiC和骨料SiC，所述粉料SiC和骨料SiC的重量比为1：1.8-1.9。优选的，所述的碳化硅为SiC含量≥97wt%的高纯原料。

优选的，所述粉料SiC由粒径-200M的SiC粉料和粒径-300M的SiC粉料组成，重量比为1:4-4.2。

优选的，所述骨料SiC由粒径3-1的SiC骨料、粒径1-0的SiC骨料和粒径-0.21nm的SiC骨料组成，重量比为1:3.5-3.6:0.19-0.21。

所述粒径标准参照YB/T5204和YB/T5164。

优选的，所述的氧化铝粉为Al₂O₃含量≥99wt%的超细粉原料。

优选的，所述的硅微粉为SiO₂含量≥95wt%的高纯原料。

优选的，所述的分散剂选自聚磷酸盐型或聚丙烯酸盐型中的一种或两种的组合。

更优选的，所述聚磷酸盐型选自三聚磷酸钠。

更优选的，所述聚丙烯酸盐型选自聚丙烯酸钠。

优选的，所述的促凝剂选自碱金属的化合物或者碱土金属的化合物中的一种或两种的组合。

更优选的，所述碱金属的化合物选自NaCL或KCL中的一种或两种的组合。

更优选的，所述碱土金属的化合物为MgO。

优选的，所述的结合剂是硅溶胶。

优选的，所述硅溶胶中，SiO₂%含量30-40%。

所述硅溶胶供货商为上海硅缘材料科技有限公司，SiO₂%含量为40%。

本发明第二方面公开了所述的耐火可塑料的制备方法，包括如下步骤：

1）按所述原料的配比将除结合剂和骨料SiC外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼；

2）再将SiC骨料投入混炼机中充分混炼后保存；

3）在使用时，按配比加入结合剂，充分混炼后即可作为耐火可塑料使用。

优选的，所述步骤1）中，各原料投入混炼机前均为粉状。

本领域技术人员可根据经验，确定各步骤中所需的具体混炼时间（大为3分钟）。

本发明第三方面公开了所述的耐火可塑料在煤粉蒸汽锅炉的燃烧器制备领域的用途。

本发明主要应用于煤粉蒸汽锅炉的燃烧器，是一种施工、使用性能优良的耐火可塑料。本发明所述的耐火材料与现有的产品相比，不仅具有施工性能好、硬化速度适中的优点外，而且具有很好的使用性能：强度高、耐磨性和抗侵蚀性能好、抗热震稳定性好、导热性能好等特点，能完全满足煤粉蒸汽锅炉的燃烧器的使用要求。

附图说明

图1显示为燃烧器的剖面图。

元件标号说明

1        冷却水

2        钢钉

3        可塑料

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指绝对压力。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

本发明的耐火可塑料(1#)和河南登封科诺热陶瓷材料有限公司的刚玉质捣打料（2#）的理化指标对比。

本发明的耐火可塑料(1#)的配方如下（见表1）：

原料种类	粒径(YB/T5204和YB/T5164)	重量份
			SiC97％	3-1	10
SiC97％	1-0	35.5
			SiC97％	-0.21	2
SiC97％	-200M	5
			SiC_97％	-325M	20.5
硅微粉96％		8
			氧化铝粉	-800M	10
MgO)		0.05
			三聚磷酸钠		0.15
硅溶胶		7

表1

本发明的耐火可塑料（1#）的制备方法如下：

1）按所述原料的配比将除结合剂和骨料SiC外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼三分钟；

2）再将SiC骨料投入混炼机中充分混炼三分钟后，将混炼好的材料装袋保存（通常为25kg一袋）；

3）运到使用现场后，将混炼好的材料投入混炼机中，按配比加入结合剂，充分混炼三分钟后即可作为耐火可塑料使用。

将1#和2#的化学指标、体积密度、线变化率、抗折强度、耐压强度、导热系数等参数进行测量并比较，各参数的测量结果见表2所示。

如表1所示：1#跟2#相比具有高温微膨胀避免了高温因为收缩造成开裂的情况；各温度段强度高，耐冲刷性能好；导热性能好，能在工作层表面很好的形成渣壳等特点。

表2

实施例2

原料种类	粒径	重量份
			SiC97%	3-1	9.4
SiC97%	1-0	33.8
			SiC97%	-0.21	1.8
SiC97%	-200M	5
			SiC97%	-325M	20.1
硅微粉96%		5
			氧化铝粉	-800M	15
KCl		0.1
			聚丙烯酸钠		0.05
硅溶胶		8

表3

按表3的配方制备耐火可塑材料，方法如下：

1）按所述原料的配比将除结合剂和骨料SiC外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼三分钟；

2）再将SiC骨料投入混炼机中充分混炼三分钟后，将混炼好的材料装袋保存（通常为25kg一袋）；

3）运到使用现场后，将混炼好的材料投入混炼机中，按配比加入结合剂，充分混炼三分钟后即可作为耐火可塑料使用。

将所得的耐火可塑材料的化学指标、体积密度、线变化率、抗折强度、耐压强度、导热系数等参数进行测量并比较，各参数的性能与实施例1相近。

实施例3

原料种类	粒径	重量份
			SiC97%	3-1	11
SiC97%	1-0	38.7
			SiC97%	-0.21	2.3
SiC97%	-200M	5.25
			SiC97%	-325M	22.1
硅微粉96%		15
			氧化铝粉	-800M	5
NaCl		0.02
			三聚磷酸钠		0.01
硅溶胶		6

表4

按表4的配方制备耐火可塑材料，方法如下：

1）按所述原料的配比将除结合剂和骨料SiC外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼三分钟；

2）再将SiC骨料投入混炼机中充分混炼三分钟后，将混炼好的材料装袋保存（通常为25kg一袋）；

3）运到使用现场后，将混炼好的材料投入混炼机中，按配比加入结合剂，充分混炼三分钟后即可作为耐火可塑料使用。

将所得的耐火可塑材料的化学指标、体积密度、线变化率、抗折强度、耐压强度、导热系数等参数进行测量并比较，各参数的性能与实施例1相近。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种耐火可塑料，其原料按重量份计，包括如下组分：

所述碳化硅包括粉料SiC和骨料SiC，所述粉料SiC和骨料SiC的重量比为1：1.8-1.9。

2.如权利要求1所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述的碳化硅为SiC含量≥97wt%的高纯原料。

3.如权利要求1所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述的氧化铝粉为Al₂O₃含量≥99wt%的超细粉原料。

4.如权利要求1所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述的硅微粉为SiO₂含量≥95wt%的高纯原料。

5.如权利要求1所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述的分散剂选自聚磷酸盐型或聚丙烯酸盐型中的一种或两种的组合。

6.如权利要求5所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述聚磷酸盐型选自三聚磷酸钠。

7.如权利要求5所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述聚丙烯酸盐型选自聚丙烯酸钠。

8.如权利要求1所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述的促凝剂选自碱金属的化合物或者碱土金属的化合物中的一种或两种的组合。

9.如权利要求8所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述碱金属的化合物选自NaCL或KCL中的一种或两种的组合。

10.如权利要求8所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述碱土金属的化合物为MgO。

11.如权利要求1所述的一种耐火可塑料，其特征在于，所述的结合剂是硅溶胶，SiO₂%含量30-40%。

12.如权利要求1-11任一权利要求所述的耐火可塑料的制备方法，包括如下步骤：

1）按所述原料的配比将除结合剂和骨料SiC外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼；

2）再将SiC骨料投入混炼机中充分混炼后保存；

3）在使用时，按配比加入结合剂，充分混炼后即可作为耐火可塑料使用。

13.如权利要求1-11任一权利要求所述的耐火可塑料在煤粉蒸汽锅炉的燃烧器制备领域的用途。

Images