CN107352981B

CN107352981B - 一种cfb锅炉回料器用刚玉-莫来石低导热高强耐磨浇注料

Info

Publication number: CN107352981B
Application number: CN201710566855.4A
Authority: CN
Inventors: 陈松林; 俞小平; 王俊涛; 胡建辉; 袁林; 俞洪芳; 郭良君; 邵学军; 邵一平
Original assignee: Ruitai Technology Co ltd; Yixing Ruitai Refractory Material Engineering Co ltd
Current assignee: Ruitai Technology Co ltd; Yixing Ruitai Refractory Material Engineering Co ltd
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: CN107352981A

Abstract

本发明涉及一种CFB锅炉回料器用刚玉‑莫来石低导热高强耐磨浇注料，属于无机非金属材料学科耐火材料领域。主要原料有废旧高铝电瓷、刚玉、立方氮化硼、碳化钛。以废旧高铝电瓷和刚玉为骨料、立方氮化硼细粉和碳化钛为细粉，加入氧化铝空心球以降低热导率，以ρ‑Al₂O₃为结合剂，经强力搅拌均匀后包装制得。本发明的浇注料生产成本低、强度高、耐磨性能好、热导率低，在CFB锅炉回料器中使用寿命长，且有利于回料器保温节能。

Description

一种CFB锅炉回料器用刚玉-莫来石低导热高强耐磨浇注料

技术领域

本发明涉及一种CFB锅炉回料器用刚玉-莫来石低导热高强耐磨浇注料，属于无机非金属材料学科耐火材料领域。

背景技术

CFB锅炉因其具有燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节大、可在床内直接脱硫及实现低NOx排放、燃料制备系统简单、易于实现灰渣综合利用等众多优点，在生产用汽、供热、热电联产、电站锅炉中被广泛采用。CFB锅炉回料器回料通道都是一个U型体，炉内的颗粒处于强流化状态，回料器内有高温物料的强烈冲刷，是直接关系到锅炉燃烧、过热汽温和负荷的重要部件，也是经常容易磨损和毁坏的部位。另外，目前采用的矾土高铝质耐磨浇注料的导热系数偏高（2~4 W·m^-1·K^-1），热量散失严重，不利于节能。因此，开发强度高、耐磨性能好、低导热的功能型新材料是解决CFB锅炉回料器寿命短，散热大不节能的重要方法之一。

发明内容

本发明公开了一种CFB锅炉回料器用刚玉-莫来石低导热高强耐磨浇注料，其主要原料有废旧高铝电瓷、板状刚玉、立方氮化硼、碳化钛、ρ-Al₂O₃，以质量百分比表示，具体配方为：

粒度7~1mm的废旧高铝电瓷 26~50%

粒度3~1 mm的废旧高铝电瓷 5~20%

粒度1~0.088 mm的刚玉 5~18%

立方氮化硼粉 4~9%

碳化钛粉 4~6%

氧化铝空心球 12~20%

ρ-Al₂O₃ 5~18%

在以上原料基础上，外加烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐作为减水剂；进一步，所述外加烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐的添加量为0.1~0.15%；

所述立方氮化硼粉的粒度≤0.044mm；所述碳化钛的粒度≤0.044mm；所述氧化铝空心球的球径≤0.5mm。

制备方法：以上原料经强力混碾均匀，制备成CFB锅炉回料器用低导热高强耐磨浇注料，用塑料袋防潮包装。

施工和养护：施工时加水量3~3.5%。浇注施工完毕养护72小时后拆模，自然干燥72小时，在100-120℃烘烤48小时，然后以不超过20℃/小时缓慢升温至工作温度。

废旧高铝电瓷和刚玉为骨料，废旧高铝电瓷主晶相为刚玉和莫来石，因其为经烧结过后的材料，结构稳定、体积稳定、强度高、耐磨性能好，应用废旧高铝电瓷既能达到CFB锅炉回料器要求耐磨的性能要求，且废旧高铝电瓷又属于废旧材料的循环利用，具有成本非常低廉。骨料废旧高铝电瓷、刚玉和细粉立方氮化硼、碳化钛均为高强耐磨材料，有这些高强耐磨材料组成的复合材料具有高强耐磨的特性。立方氮化硼和碳化钛为细粉均属于人工合成的耐磨性能，即使在长期高温使用时，产生少量的氧化，会促进基质和骨料的烧结，使得基质和骨料更加致密结合，整体的耐磨性能会提高，且致密的结构阻断了进一步的氧化发生。加入氧化铝空心球（球径≤0.5mm）具有耐磨的特性，且因为封闭的气孔结构降低了复合材料的热导率。以ρ-Al₂O₃为结合剂，ρ-Al₂O₃在常温下能发生水化形成凝胶，形成低温施工强度，在高温下的转化成刚玉，并和废旧高铝电瓷烧结融为一体，获得高温工作强度。

本发明的优点采用的原料有很大组成为废旧材料，成本低。制备的低导热高强耐磨浇注料，强度高、耐磨性能好、热导率低，使用在CFB锅炉回料器中寿命长，隔热效果好，利于节能。

具体实施方式

实施例1

按照重量百分比，选取粒度1~7mm的废旧高铝电瓷 50%、粒度1~3mm的废旧高铝电瓷5%、粒度0.088~1 mm的刚玉12%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉4%、粒度≤0.044mm的碳化钛粉4%、球径≤0.5mm的氧化铝空心球20%、ρ-Al₂O₃5%、烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐0.1%，将以上原料经强力混碾均匀，制备成CFB锅炉回料器用低导热高强耐磨浇注料，用塑料袋防潮包装。施工时加水量3%，浇注施工完毕养护72小时后拆模，再自然干燥72小时，在120℃烘烤48小时，然后以不超过20℃/小时缓慢升温至工作温度。1490℃×3h煅烧后的性能，常温耐压强度88MPa、永久线变化率-0.15%、25℃×24h耐磨性4.7cm³、25℃导热系数1.30W•m^-1•K^-1、600℃导热系数1.23W•m^-1•K^-1、1100℃导热系数1.02W•m^-1•K^-1。

实施例2

按照重量百分比，选取粒度1~7mm的废旧高铝电瓷 42%、粒度1~3mm的废旧高铝电瓷9%、粒度0.088~1 mm的刚玉15%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉5%、粒度≤0.044mm的碳化钛粉4%、球径≤0.5mm的氧化铝空心球16%、ρ-Al₂O₃9%、烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐0.1%，将以上原料经强力混碾均匀，制备成CFB锅炉回料器用低导热高强耐磨浇注料，用塑料袋防潮包装。施工时加水量3%，浇注施工完毕养护72小时后拆模，再自然干燥72小时，在120℃烘烤48小时，然后以不超过20℃/小时缓慢升温至工作温度。1490℃×3h煅烧后的性能，常温耐压强度89MPa、永久线变化率-0.16%、25℃×24h耐磨性4.7cm³、25℃导热系数1.36W•m^-1•K^-1、600℃导热系数1.25W•m^-1•K^-1、1100℃导热系数1.08W•m^-1•K^-1。

实施例3

按照重量百分比，选取粒度7~1mm的废旧高铝电瓷 34%、粒度3~1 mm的废旧高铝电瓷12%、粒度1~0.088 mm的刚玉18%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉6%、粒度≤0.044mm的碳化钛粉5%、球径≤0.5mm的氧化铝空心球12%、ρ-Al₂O₃13%、烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐0.15%，将以上原料经强力混碾均匀，制备成CFB锅炉回料器用低导热高强耐磨浇注料，用塑料袋防潮包装。施工时加水量3%，浇注施工完毕养护72小时后拆模，再自然干燥72小时，在120℃烘烤48小时，然后以不超过20℃/小时缓慢升温至工作温度。1490℃×3h煅烧后的性能，常温耐压强度92MPa、永久线变化率-0.16%、25℃×24h耐磨性4.6cm³、25℃导热系数1.39W•m^-1•K^-1、600℃导热系数1.29W•m^-1•K^-1、1100℃导热系数1.18W•m^-1•K^-1。

实施例4

按照重量百分比，选取粒度7~1mm的废旧高铝电瓷 30%、粒度3~1 mm的废旧高铝电瓷16%、粒度1~0.088 mm的刚玉9%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉9%、粒度≤0.044mm的碳化钛粉5%、球径≤0.5mm的氧化铝空心球15%、ρ-Al₂O₃16%、烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐0.1%，将以上原料经强力混碾均匀，制备成CFB锅炉回料器用低导热高强耐磨浇注料，用塑料袋防潮包装。施工时加水量3.5%，浇注施工完毕养护72小时后拆模，再自然干燥72小时，在120℃烘烤48小时，然后以不超过20℃/小时缓慢升温至工作温度。1490℃×3h煅烧后的性能，常温耐压强度89MPa、永久线变化率-0.16%、25℃×24h耐磨性4.6cm³、25℃导热系数1.38W•m^-1•K^-1、600℃导热系数1.27W•m^-1•K^-1、1100℃导热系数1.14W•m^-1•K^-1。

实施例5

按照重量百分比，选取粒度7~1mm的废旧高铝电瓷 26%、粒度3~1 mm的废旧高铝电瓷20%、粒度1~0.088 mm的刚玉5%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉8%、粒度≤0.044mm的碳化钛粉6%、球径≤0.5mm的氧化铝空心球17%、ρ-Al₂O₃18%、烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐0.1%，将以上原料经强力混碾均匀，制备成CFB锅炉回料器用低导热高强耐磨浇注料，用塑料袋防潮包装。施工时加水量3.5%，浇注施工完毕养护72小时后拆模，再自然干燥72小时，在120℃烘烤48小时，然后以不超过20℃/小时缓慢升温至工作温度。1490℃×3h煅烧后的性能，常温耐压强度90MPa、永久线变化率-0.16%、25℃×24h耐磨性4.6cm³、25℃导热系数1.33W•m^-1•K^-1、600℃导热系数1.26W•m^-1•K^-1、1100℃导热系数1.12W•m^-1•K^-1。

表1列出了实例的配方和性能，实例1、实例2、实例3、实例4、实例5的强度都在80MPa以上，耐磨性能25℃×24h耐磨性都小于5.0cm³，完全达到CFB锅炉回料器内性能要求，但因为引入了空心氧化铝使得实例的材料热导率数（实例均＜1.5W•m^-1•K^-1），和普通回料器内的可塑料的热导率（普通的为3~5 W•m^-1•K^-1）相比，要小得多，有利于减少回料器内的热散失和节约能源。

表1 一种CFB锅炉回料器用刚玉-莫来石低导热高强耐磨浇注料实例和性能

Claims

1.一种CFB锅炉回料器用刚玉- 莫来石低导热高强耐磨浇注料，以质量百分比表示，原料组成为：

粒度7~1mm的废旧高铝电瓷 26~50%；

粒度3~1 mm的废旧高铝电瓷 5~20%；

粒度1~0.088 mm的刚玉 5~18%；

粒度≤0.044mm的立方氮化硼粉 4~9%；

粒度≤0.044mm的碳化钛粉 4~6%；

球径≤0.5mm的氧化铝空心球 12~20%；

ρ-Al₂O₃ 5~18%；

外加烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐 0.1~0.15%；

按重量百分比选择原料，将上述原料混合，经强力混碾均匀，用塑料袋防潮包装；

使用时，将混合好的浇注料外加水3~3.5%，进行浇注施工，施工完毕后养护72小时拆模，自然干燥72小时，在100~120℃烘烤48小时，然后以不超过20℃/小时缓慢升温至工作温度。