CN112430107B - 一种石化用低铁低导轻质耐火的浇注料及其制备方法和用途 - Google Patents

一种石化用低铁低导轻质耐火的浇注料及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种石化用低铁低导轻质耐火的浇注料及其制备方法和用途。该浇注料按重量份计，包括如下组分：莫来石轻质骨料：20‑30份；氧化铝空心球：2‑7份；灰漂珠：20‑30份；轻质珍珠岩：8‑16份；烧结水泥：20‑35份；硅微粉：2‑6份；广西粘土：5‑10份；分散剂：0.02‑0.1份；缓凝剂：0.005‑0.02份。本发明选用轻质高铝物料作为原料、并采用复配烧结水泥提高强度，取得了低杂质、低热传导率、轻质的耐火浇注料，可运用于环境严苛的石化类项目。

Description

一种石化用低铁低导轻质耐火的浇注料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种石化用低铁低导轻质耐火的浇注料及其制备方法和用途。
背景技术
石化行业进行石油精炼工艺中，石油催化裂化器中进行石油催化裂化，设备内处于高温高压条件，反应条件极其严苛，温度800℃-1300℃，压力150-200KPa。而用于石油催化裂化器中的保温层耐火材料经常中高温环境中，对材料本身的质量要求较高需做到耐高温、低导热、保温效果好。如果保温层耐火材料的高导热性，造成容器外壳温度偏高，增加了灼伤危险性的同时也造成了热量传导而造成能源浪费。
在目前的研究中，石化行业用的保温料需要一种低导热的耐火浇注料，需要耐高温、低铁、低密度。因此，需要研发一种具有低杂质、低热传导率、低密度、保温效果好的耐火浇注料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种石化用低铁低导轻质耐火的浇注料及其制备方法和用途，以轻质原料为骨料，通过水泥复配技术获得耐高温、低铁、低导热性、节能、轻质的耐火浇注料，主要用于石油行业催化裂化器用，提高产品使用寿命，有效保护催化裂化器，并且在一定程度上可节约能源，降低维护成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明第一方面提供一种浇注料，按重量份计，包括如下组分：
莫来石轻质骨料：20-30份，如20-25份、25-28份或28-30份；
氧化铝空心球：2-7份，如2-4份、4-6份或6-7份；
灰漂珠：20-30份，如20-22份、22-26份或26-30份；
轻质珍珠岩：8-16份，如8-10份、10-12份或12-16份；
烧结水泥：20-35份，如20-25份、25-32份或32-35份；
硅微粉：2-6份，如2-4份、4-5份或5-6份；
广西粘土：5-10份，如5-7份、7-8份或8-10份；
分散剂：0.02-0.1份，如0.02-0.04份或0.04-0.1份；
缓凝剂：0.005-0.02份，如0.005-0.01份或0.01-0.02份。
优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：
1)所述莫来石轻质骨料：粒径规格3mm-1mm，区间筛分含量≥90wt％，Al2O3含量≥50wt％，Fe2O3含量≤1.0wt％，比重≤0.6g/cm3；
2)所述氧化铝空心球：粒径规格3mm-1mm、区间筛分含量≥90wt％，Al2O3含量≥99wt％、Fe2O3含量≤0.1wt％，比重≤0.5g/cm3。
3)所述灰漂珠：水上漂浮物≥90wt％。
4)所述轻质珍珠岩：粒径规格3mm-1mm、区间筛分含量≥80wt％，SiO2含量≥66wt％、Fe2O3含量≤1wt％、比重≤0.07g/cm3。
5)所述烧结水泥为拉法基水泥和高铝酸盐水泥，所述拉法基水泥和所述高铝酸盐水泥的重量比为1：1.0-1：1.1，如1：1.0-1：1.05或1：1.05-1：1.1；
6)所述硅微粉：SiO2含量≥92wt％，粒径为1.2μm-2μm。
更优选地，特征5)中，还包括如下技术特征中的至少一项：
51)所述拉法基水泥指标为：Al2O3含量≥66wt％、Fe2O3含量≤0.3wt％，粒度为180目-200目，1天抗折强度≥5MPa，1天抗压强度≥30MPa；
52)所述高铝酸盐水泥指标为：Al2O3含量≥75wt％，3天抗折强度≥5MPa，3天抗压强度≥30MPa。
优选地，所述广西粘土：粒径规格180目-200目，Al2O3含量≥32wt％、Fe2O3含量≤1.0wt％。
优选地，所述分散剂包括三聚磷酸钠或聚丙烯酸钠以及M-100。
更优选地，M-100与三聚磷酸钠或聚丙烯酸钠的重量比为1：1-1：1.5，如1：1-1：1.22或1.22-1.5。
优选地，所述缓凝剂为硼酸，粒径为200目-325目。
本发明第二方面提供上述浇注料的制备方法，包括如下步骤：按重量份，将各组分进行混炼。
优选地，混炼时间为180秒-300秒。
本发明第三方面提供上述浇注料的用途，在石化领域耐火材料中的用途。
本发明的上述技术方案是选用轻质高铝物料作为原料、并采用复配烧结水泥提高强度，取得了低杂质、低热传导率、轻质的耐火浇注料，可运用于环境严苛的石化类项目，具体效果如下：
1、充分利用高铝莫来石轻质及氧化铝空心球骨料比重小、铝含量高的特点配置耐火材料浇注料，可整体降低浇注料密度，达到轻质的要求；提高整体耐火度，达到耐高温的要求。
2、利用烧结水泥复配，可提高浇注料的强度，取得高强度的效果；
3、通过使用多种低铁含量≤1％的原材料经过合理配比达到材料的低铁要求从而达到低杂质的要求。
4、通过配合比优化，所获得浇注料同时达到低杂质、低密度的整体效果，适用于石化催化裂化器等石化行业的严苛运行条件，提高了产品寿命，降低了过程维护和整体维修成本。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明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；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。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。
下述实施例中，各原料指标如下：
所述莫来石轻质骨料：粒径规格3mm-1mm，区间筛分含量≥90wt％，Al2O3含量≥50wt％，Fe2O3含量≤1.0wt％，比重≤0.6g/cm3。
所述氧化铝空心球：粒径规格3mm-1mm、区间筛分含量≥90wt％，Al2O3含量≥99wt％、Fe2O3含量≤0.1wt％，比重≤0.5g/cm3。
所述灰漂珠：水上漂浮物≥90wt％。
所述轻质珍珠岩：粒径规格3mm-1mm、区间筛分含量≥80wt％，SiO2含量≥66wt％、Fe2O3含量≤1wt％、比重≤0.07g/cm3。
所述烧结水泥为拉法基水泥和高铝酸盐水泥，所述拉法基水泥和所述高铝酸盐水泥的重量比为1：1.0-1：1.1。所述拉法基水泥指标为：Al2O3含量≥66wt％、Fe2O3含量≤0.3wt％，粒度为180目-200目，1天抗折强度≥5MPa，1天抗压强度≥30MPa。所述高铝酸盐水泥指标为：Al2O3含量≥75wt％，3天抗折强度≥5MPa，3天抗压强度≥30MPa。
所述硅微粉：SiO2含量≥92wt％，粒径为1.2μm-2μm。
所述广西粘土：粒径规格180目-200目，Al2O3含量≥32wt％、Fe2O3含量≤1.0wt％。
所述分散剂包括三聚磷酸钠或聚丙烯酸钠以及M-100，其中，实施例1至实施例3的分散剂为三聚磷酸钠以及M-100，实施例4的分散剂为聚丙烯酸钠以及M-100。
所述缓凝剂为硼酸，粒径为200目-325目。
本发明具体配方按重量比为：
原材料名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
莫来石轻质骨料(3-1mm) 20 30 25 28
氧化铝空心球(1-3mm) 7 2 4 6
灰漂珠(漂浮物≥90％) 22 20 30 26
珍珠岩 12 8 16 10
烧结水泥S-68 16 10 16.7 12.2
烧结水泥A-75 16 10 18.3 12.8
硅微粉 5 2 6 4
广西粘土 5 10 8 7
三聚磷酸钠或聚丙烯酸钠 0.02 0.02 0.06 0.011
M-100 0.02 0.02 0.04 0.009
硼酸 0.01 0.01 0.005 0.02
按照工艺流程在主控台设置配方；称量分散剂、缓凝剂小料。启动计量设备，准确称量各物料至中间称量料仓后进入输送系统；由输送系统经提升料斗进入混炼机，并由小料投放口投放小料进行混炼，混炼时间180秒；混炼后，由包装系统进行吨袋包装，码垛。
将实施例1、实施例2、体积密度、线变化率、抗折强度、抗压强度、导热系数、进行测量。
Figure BDA0002811169080000041
Figure BDA0002811169080000051
从结果看，采用该配方配置的耐火浇注料，体积密度较常规浇注料产品显著降低近一半，导热系数0.28W/mK-0.18W/mK，较常规耐火浇注料导热系数0.4W/mK-0.6W/mK明显降低，取得了明显效果，耐火度可到达1200℃以上，获得了一种低铁低导轻质的耐材浇注料。

Claims (10)

1.一种浇注料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
莫来石轻质骨料：20-30份；
氧化铝空心球：2-7份；
灰漂珠：20-30份；
轻质珍珠岩：8-16份；
烧结水泥：20-35份；
硅微粉：2-6份；
广西粘土：5-10份；
分散剂：0.02-0.1份；
缓凝剂：0.005-0.02份；
所述莫来石轻质骨料：粒径规格3mm-1mm，区间筛分含量≥90wt％，Al2O3含量≥50wt％，Fe2O3含量≤1.0wt％，比重≤0.6g/cm3；
所述氧化铝空心球：粒径规格3mm-1mm、区间筛分含量≥90wt％，Al2O3含量≥99wt％、Fe2O3含量≤0.1wt％，比重≤0.5g/cm3；
所述灰漂珠：水上漂浮物≥90wt％；
所述轻质珍珠岩：粒径规格3mm-1mm、区间筛分含量≥80wt％，SiO2含量≥66wt％、Fe2O3含量≤1wt％、比重≤0.07g/cm3；
所述烧结水泥为拉法基水泥和高铝酸盐水泥，所述拉法基水泥和所述高铝酸盐水泥的重量比为1：1.0-1：1.1；所述拉法基水泥指标为：Al2O3含量≥66wt％、Fe2O3含量≤0.3wt％，粒度为180目-200目，1天抗折强度≥5MPa，1天抗压强度≥30MPa；所述高铝酸盐水泥指标为：Al2O3含量≥75wt％，3天抗折强度≥5MPa，3天抗压强度≥30MPa。
2.如权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述硅微粉：SiO2含量≥92wt％，粒径为1.2μm-2μm。
3.如权利要求1所述的浇注料，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：
1)所述拉法基水泥为烧结水泥S-68；
2)所述高铝酸盐水泥为烧结水泥A-75。
4.如权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述广西粘土：粒径规格180目-200目，Al2O3含量≥32wt％、Fe2O3含量≤1.0wt％。
5.如权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述分散剂包括三聚磷酸钠或聚丙烯酸钠以及M-100。
6.如权利要求5所述的浇注料，其特征在于，M-100与三聚磷酸钠或聚丙烯酸钠的重量比为1：1-1：1.5。
7.如权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述缓凝剂为硼酸，粒径为200目-325目。
8.如权利要求1至7任一项所述的浇注料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量份，将各组分进行混炼。
9.如权利要求8所述的浇注料的制备方法，其特征在于，混炼时间为180秒-300秒。
10.如权利要求1至8任一项所述的浇注料在石化领域耐火材料中的用途。
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