CN109422529B - 一种高强度cfb锅炉高铝耐火可塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度CFB锅炉高铝耐火可塑料,属于高强耐磨可塑料技术领域。本发明的耐火可塑料可以在900℃范围下达到高强度;经900℃煅烧3小时后,经测试,抗压强度稳定达到了190‑210MPa,抗折强度稳定达到了33‑38MPa;相比于传统的CFB耐火可塑料,本发明的耐火可塑料的强度得到了很大的提升。本发明的耐火可塑料施工方便,适于工业应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度CFB锅炉高铝耐火可塑料,属于高强耐磨可塑料技术领域。
背景技术
循环流化床(CFB)锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染的煤矸石等低质煤的清洁燃烧技术,其炉膛温度一般在850-950℃范围内,且多是在900℃左右运行。循环流化床的原理是,煤矸石等低质燃料在风力作用下流化并循环燃烧,同时加入石灰石,在燃烧的过程中实现脱硫。煤循环流化床锅炉在运行时大量流化了的物料不停地处于高温循环流动中,大量的颗粒将会对锅炉内壁的耐火材料进行冲刷,使得内衬耐火材料磨损,不定期的修补将造成大量的损失。
目前已有研究报道了一些循环流化床(CFB)锅炉的修补料。比如,CN 100467428C的高温耐磨涂料,由甲料和乙料按重量比70-85:30-15组成,甲料由锆刚玉、刚玉细粉、河3号蓝晶石、硅微粉、氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥、三聚磷酸钠配伍,乙料由85磷酸、油墨级氢氧化铝、氧化锆超细粉配伍;但是其制备的高温耐磨涂料需要在1100℃烧结才能达到耐压强度75-90MPa、抗折强度11-13MPa的效果;CN 101428997B公开了一种高温耐磨涂料及其制备方法,由甲料和乙料按重份配比70~85:30~15组成,甲料由锆刚玉、刚玉细粉、河三号蓝晶石、钇基稳定锆、硅微粉、氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥、三聚磷酸钠、电熔铬酸钙配制成;乙料由磷酸、油墨级氢氧化铝、氧化锆超细粉、钇基稳定锆、电熔铬酸钙配制成;其虽然与CN100467428C相比耐压强度等有了明显提升,但是仍然存在烧结温度高等问题,其,而且磨损量也还有待提高;CN 102134164 A再此基础上进一步改进提高了耐压强度和抗折强度,但是同样的也存在需要在1100℃烧结才能达到相应的效果。然而本领域常识,在800-1600℃范围内,一般烧结温度越高,强度也就越高;已有报道的这些文献,都无法实现在较低的温度下(比如900℃)达到高强度,其耐磨性能也有待进一步提高。此外,目前报道的这些修补料还存在配方复杂、施工不便等问题。
发明内容
为了解决目前存在的问题,本发明提供了一种高强度CFB锅炉高铝耐火可塑料,本发明的CFB高铝耐火可塑料相比于以往的耐火可塑料,烧结温度更低,强度更高,耐磨性更好,可以在900-1000℃得到高强度结构。本发明提高了锅炉的修补水平,延长了保修期,提高了运行质量和经济效益。
本发明的第一个目的是提供一种高强度CFB锅炉高铝耐火可塑料,所述耐火可塑料的组分,包括A和B两种物料;其中A料为磷酸二氢铝,B料是粉料;B料为刚玉骨料和氧化铝为主的无机耐火填料,且B料中含有二价金属氧化物和烧结助剂。
在一种实施方式中,所述A料为固态磷酸二氢铝、磷酸二氢铝液体或者溶液。
在一种实施方式中,当A料为固态磷酸二氢铝时,所述耐火可塑料还包括水。
在一种实施方式中,所述A料为胶料,具体是密度1.4-1.75g/mL的磷酸二氢铝溶液。
在一种实施方式中,所述A料为密度1.65g/mL的磷酸二氢铝溶液。
在一种实施方式中,所述B料与A料胶料的重量比为100:16-100:26。
在一种实施方式中,所述二价金属氧化物为氧化锌、氧化镁、氧化锆、氧化铜、氧化钙等中的任意一种或者多种。
在一种实施方式中,所述二价金属氧化物为微粉二价金属氧化物。
在一种实施方式中,所述二价金属氧化物含量占B料的0.5%~15%(m/m)。
在一种实施方式中,所述二价金属氧化物含量占B料的2%~5%(m/m)。
在一种实施方式中,所述烧结助剂为钨酸钠、偏铝酸钠等中的任意一种或者多种。钨酸钠的熔点是698℃,在700℃左右熔化可以起到助烧结的作用;偏铝酸钠的助烧结作用源自其较强的溶水性,其在和料的过程中溶解在胶黏剂的水相中,与胶黏剂达到分子水平的混合,然后在升温过程中与体系中的骨料、粉料发生化学反应,促使体系中的骨料粉料与液相在较低的温度下烧结。
在一种实施方式中,所述烧结助剂含量占B料0.5%~5%(m/m)。
在一种实施方式中,所述刚玉骨料含量占B料的40%-80%,氧化铝含量占B料的15%-50%。
在一种实施方式中,所述刚玉骨料为棕刚玉骨料,粒径为0-3mm。
在一种实施方式中,所述刚玉骨料为粒径1-3mm与粒径小于1mm的棕刚玉骨料的混合。
在一种实施方式中,所述B料还包括二氧化硅(或其衍生品、废角料)、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、氯氧镁水泥等中的任意一种或者多种。
在一种实施方式中,所述二氧化硅为硅灰。
在一种实施方式中,所述耐火可塑料中主要包括A料和B料,且B料与A料的重量比为100:16-100:26;A料为密度1.4-1.75g/mL的磷酸二氢铝溶液;B料主要包括粒径1mm-3mm的刚玉骨料0-20份、粒径小于1mm的刚玉骨料40-60份、氧化铝30-40份、硅灰4-8份、水泥1-2份、二价金属氧化物2-5份、烧结助剂0.5-5份。
本发明的第二个目的是提供所述耐火可塑料的制备方法,是将固体A料和B料,或者还有水,按照一定比例混合均匀。
在一种实施方式中,使用时先将B料搅拌混合均匀,在搅拌的状态下加入液相A料,使之充分混合,涂抹于需要修补的部位后压实,自然状态下干燥16-36小时固化后可随锅炉的升温进行烧结。
本发明的第三个目的是提供所述耐火可塑料的使用方法,是将A料和B料以一定的比例混合搅拌均匀后,涂抹在需要修补的部位,随锅炉的升温烧结。
本发明的第四个目的是提供所述耐火可塑料的应用,所述应用包括用于循环流化床锅炉的修补。
与现有技术相比有以下优点:
(1)本发明大幅度提高了耐火可塑料的强度,所制备的耐火可塑料可以在900-1000℃范围下达到高强度;经900℃煅烧3小时后,经测试,抗压强度稳定达到了190-210MPa,抗折强度稳定达到了33-38MPa;相比于传统的CFB耐火可塑料,本发明的耐火可塑料的强度得到了很大的提升;同时,本发明的耐火可塑料,致密度高,具有优异的耐磨性。
(2)本发明的耐火可塑料施工方便,使用时只需将B料和A料按照100:16-26的比例进行混合搅拌均匀,涂抹在需要修补的部位后压实,室温下固化干燥后即可。
(3)本发明的耐火可塑料成分简单,易操作。
具体实施方案
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种高强度CFB锅炉耐火可塑料,包括重量比为100:16.3的填料(B料)和胶料(A料);其中胶料(A料)为密度为1.65g/ml的磷酸二氢铝溶液;填料(B料)包括以下重量分数的组分:
制作方法包括以下步骤:
将填料中的各物质按照质量比称取,混合均匀加入占B料质量的16.3%的胶料继续混合,使之粘结在一起,形成施工性柔软的耐火可塑料。将制备的耐火可塑料在模具40×40×160mm的模具中压实固化,脱模后经900℃下煅烧3小时后的抗压强度达到185MPa,抗折强度达到了33MPa。
实施例2
一种高强度CFB锅炉耐火可塑料,包括重量比为100:22的填料(B料)和胶料(A料);其中胶料(A料)为密度为1.45g/ml的磷酸二氢铝溶液;填料(B料)包括以下重量分数的组分:
本实施例的耐火可塑料,主要以磷酸二氢铝为粘结剂,制成的液相胶料中不需要添加其他组分;A料胶料浓度,以及与B料的混合比,有效地改善了耐火可塑料的强度;通过二价金属氧化物与三氧化二铝的反应使修补料的强度提高;刚玉骨料也有效增加修补料的密度和硬度;加入硅灰提高修补料的施工性能(流动性和可塑性),并提高密实度。
其制作方法包括以下步骤:
将填料中的各物质按照质量比称取,混合均匀加入占B料质量的22%的胶料继续混合,使之粘结在一起,形成施工性柔软的耐火可塑料。将制备的耐火可塑料在模具40×40×160的模具中压实固化,脱模后经900℃下煅烧3小时后的抗压强度达到205MPa,抗折强度达到了36MPa,磨损量仅3.08cm3。
实施例3
一种高强度CFB锅炉耐火可塑料,包括重量比为100:16的填料(B料)和胶料(A料);其中胶料(A料)为密度为1.7g/ml的磷酸二氢铝溶液;填料(B料)包括以下重量分数的组分:
制作方法包括以下步骤:
将填料中的各物质按照质量比称取,混合均匀加入占B料质量的16%的胶料继续混合,使之粘结在一起,形成施工性柔软的耐火可塑料。将制备的耐火可塑料在模具40×40×160mm的模具中压实固化,脱模后经900℃下煅烧3小时后的抗压强度达到195MPa,抗折强度达到了35MPa。
实施例4
将实施例2中的氧化锌替换成其他二价金属氧化物,其他步骤或参数与实施例2一致。
在脱模后经900℃下煅烧3小时后的抗压强度和抗折强度结果如表1所示。
表1实施例2中的氧化锌替换为其他二价金属氧化物后修补料的强度
氧化镁 | 氧化铜 | 氧化锆 | |
抗压强度(MPa) | 187 | 182 | 180 |
抗折强度(MPa) | 31 | 32 | 34 |
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (4)
1.一种高强度CFB锅炉高铝耐火可塑料,其特征在于,所述耐火可塑料的组分为A料和B料,且B料与A料的重量比为100:16-100:26;其中,A料为胶料,具体为密度1.4-1.75g/mL的磷酸二氢铝溶液;B料为粉料,具体是粒径1-3mm的刚玉骨料0-20份、粒径小于1mm的刚玉骨料40-60份、氧化铝30-40份、硅灰4-8份、水泥1-2份、二价金属氧化物2-5份、烧结助剂0.5-5份;
其中,氧化铝含量占B料的15%-50%;所述二价金属氧化物为氧化锌;所述刚玉骨料含量占B料的40%-80%;所述烧结助剂为钨酸钠、偏铝酸钠中的任意一种或者多种。
2.权利要求1所述耐火可塑料的制备方法,其特征在于,所述方法是将固体A料和B料,或者还有水,按照一定比例混合均匀。
3.权利要求1所述的耐火可塑料的使用方法,其特征在于,是将A料和B料以一定的比例混合搅拌均匀后,涂抹在需要修补的部位,随锅炉的升温烧结。
4.权利要求1所述的耐火可塑料的应用,所述应用包括用于循环流化床锅炉的修补。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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