CN115231883A - 一种体积微膨胀的塑性保温水泥 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隔热保温耐火材料技术领域，涉及一种体积微膨胀的塑型保温水泥。涉及的一种体积微膨胀的塑性保温水组分及重量比为：球状短切纤维45~55%，广西白泥10~15%，硅酸钙粉5~10%，膨胀珍珠岩15~20%，铝酸盐水泥10~15%，外加金属铝粉0.4~0.8%，外加添加剂0.5~1%，外加水50~65%；的球状短切纤维为硅酸铝纤维，纤维的长度为3~1mm，纤维中Fe2O3的含量小于0.8%；金属铝粉为60目和200目铝粉的掺和粉。本发明实现施工后的保温水泥烘后和烧后的体积呈现微微的膨胀，可以填充整个施工空间，避免缺陷的产生。
Description
技术领域
本发明涉及隔热保温耐火材料技术领域，具体来讲涉及一种体积微膨胀的塑型保温水泥。
背景技术
美国Lummus公司的丙烷脱氢技术CATOFIN工艺是一种最具有代表性的丙烷脱氢制备丙烯的工艺，该工艺的操作温度不高，但是反应器内气氛在连续式的进行还原气氛-水蒸气氛-空气气氛转换。近几年来，国内的多家企业引入该工艺装置进行丙烯的生产，但是反应器在运行过程中，经常会有炉壳温度高于设计温度的情况出现，局部温度会达到300℃以上，炉壳的温度过高，影响了反应器的热效率，同时也给反应器的安全稳定运行带来隐患。PDH反应器是长度约17米，直径约8米的卧式炉，由于运行理论温度为704℃，衬里结构采用了耐火砖悬挂的方式；工作面是耐火砖，其次是硅钙板，靠近钢壳是一层塑性保温水泥，三层材料的设计理论上可以满足钢壳在较低的温度水平；但是反应器尺寸庞大，衬里材料设计耐火砖留有很多膨胀缝，硅钙板搭接砌筑也会留有缝隙，耐火砖与硅钙板，硅钙板与塑型保温水泥之间会有间隙； 当高温气流在衬里的这些空隙里流动时，就形成了窜气，会导致窜气区域炉壳温度的升高。目前使用的塑型保温水泥，其烘后和中高温烧后的体积都有明显的收缩。塑性保温水泥有收缩，就会导致硅钙板和塑型保温水泥之间的空隙变大，形成热气流窜行的通道。
发明内容
为了克服背景技术中塑性保温水泥收缩的缺点，本发明公开了一种体积微膨胀的塑性保温水泥，在隔热性能和强度性能良好的基础上，调整材料的体积稳定性，实现微膨胀，从而能够避免因为体积收缩带来的结构缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案。
一种体积微膨胀的塑性保温水泥，塑性保温水泥物料组分及重量比如下：
球状短切纤维 45~55%，
广西白泥 10~15%，
硅酸钙粉 5~10%，
膨胀珍珠岩 15~20%，
铝酸盐水泥 10~15%，
外加金属铝粉 0.4~0.8%，
外加添加剂 0.5~1%，
外加水 50~65%；
所述的球状短切纤维为硅酸铝纤维，纤维的长度为3~1mm，纤维中Fe2O3的含量小于0.8%；球状短切硅酸铝纤维有利于纤维在塑性保温水泥里的分散均匀；控制纤维中Fe2O3的含量，能够降低反应器气氛转换时对塑性保温水泥结构强度的影响；所述的金属铝粉为60目和200目铝粉的掺和粉，掺和比例为4:6~6:4。
所述硅酸钙粉的粒度为0.088~0mm。
所述广西白泥的粒度为0.088~0mm。
所述膨胀珍珠岩的粒度为1~0.088mm。
所述铝酸盐水泥的粒度为0.088~0mm，其材质为CA-50，CA-60，CA-70，CA-80中的一种。
所述的添加剂为木糖醇或山梨糖醇的一种或两种的组合，两种添加剂的状态为结晶性粉末。
本发明提出的一种体积微膨胀的塑性保温水泥，由于采用上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：
1、以球状短切纤维为主要原料，具有高耐用性和优良的保温性能，导热系数低，纤维粒度小，容易分散均匀，便于施工；
2、硅酸钙粉是氧化钙和二氧化硅在高温下煅烧熔融而成，它是无机硬质绝热材料中强度最高的保温材料，导热系数比其它硬质块状绝热材料低；以细粉形式引入部分硅酸钙，能够保持塑性保温水泥较低的导热系数；
3、发明中利用不同粒度的铝粉的参合添加，铝粉在遇到CA水泥，发生反应；因为铝粉粒度有细有粗，其反应程度不一，能够实现施工后的保温水泥烘后和烧后的体积呈现微微的膨胀，可以填充整个施工空间，避免缺陷的产生；
4、发明中利用木糖醇或山梨糖醇作为保湿剂和界面活性剂，可以调控塑型保温水泥硬化的时间，便于施工操作；
5、本发明制备工艺简单，混制的膏状材料可以做到整体施工，施工时保温水泥的附着力强，能够牢固的粘结到钢壳上。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明加以详细说明：
实施例1：
一种体积微膨胀的塑性保温水泥，由3~1mm的球形短切纤维55%，0.088~0mm的广西白泥12%，0.088~0mm的硅酸钙粉5%，1~0.088mm的膨胀珍珠岩18%，0.088~0mm的CA60铝酸盐水泥10%，金属铝粉外加比例为60目的金属铝粉0.2%,200目的金属铝粉0.2%及木糖醇0.5%。
PDH反应器用一种体积微膨胀的塑性保温水泥，制备工艺为：
1)按照上述的各组分比例，分别称取球状短切纤维、广西白泥、硅酸钙粉、膨胀珍珠岩、铝酸盐水泥充分混合均匀，包装备用；
2)用电子秤称取金属铝粉和添加剂，单独小袋包装；
3)现场施工作业时，先将物料和金属铝粉、添加剂进行干混，加入65%水进行搅拌，搅拌至膏状进行涂抹施工 。
实施例2：
一种体积微膨胀的塑性保温水泥，由3~1mm的球形短切纤维45%，0.088~0mm的广西白泥15%，0.088~0mm的硅酸钙粉9%，1~0.088mm的膨胀珍珠岩16%，0.088~0mm的CA50铝酸盐水泥15%，金属铝粉外加比例为60目的金属铝粉0.3%,200目的金属铝粉0.2%及山梨糖醇1%。
PDH反应器用一种体积微膨胀的塑性保温水泥，制备工艺为：
1)按照上述的各组分比例，分别称取球状短切纤维、广西白泥、硅酸钙粉、膨胀珍珠岩、铝酸盐水泥充分混合均匀，包装备用；
2)用电子秤称取金属铝粉和添加剂，单独小袋包装；
3)现场施工作业时，先将物料和金属铝粉、添加剂进行干混，加入60%水进行搅拌，搅拌至膏状进行涂抹施工 。
实施例3：
一种体积微膨胀的塑性保温水泥，由3~1mm的球形短切纤维50%，0.088~0mm的广西白泥10%，0.088~0mm的硅酸钙粉10%，1~0.088mm的膨胀珍珠岩17%，0.088~0mm的CA70铝酸盐水泥13%，金属铝粉外加比例为60目的金属铝粉0.48%,200目的金属铝粉0.32%及山梨糖醇0.3%，木糖醇0.4%。
PDH反应器用一种体积微膨胀的塑性保温水泥，制备工艺为：
1)按照上述的各组分比例，分别称取球状短切纤维、广西白泥、硅酸钙粉、膨胀珍珠岩、铝酸盐水泥充分混合均匀，包装备用；
2)用电子秤称取金属铝粉和添加剂，单独小袋包装；
3)现场施工作业时，先将物料和金属铝粉、添加剂进行干混，加入55%水进行搅拌，搅拌至膏状进行涂抹施工 。
实施例4：
一种体积微膨胀的塑性保温水泥，由3~1mm的球形短切纤维47%，0.088~0mm的广西白泥14%，0.088~0mm的硅酸钙粉8%，1~0.088mm的膨胀珍珠岩20%，0.088~0mm的CA70铝酸盐水泥11%，金属铝粉外加比例为60目的金属铝粉0.24%,200目的金属铝粉0.36%及山梨糖醇0.5%，木糖醇0.3%。
PDH反应器用一种体积微膨胀的塑性保温水泥，制备工艺为：
1)按照上述的各组分比例，分别称取球状短切纤维、广西白泥、硅酸钙粉、膨胀珍珠岩、铝酸盐水泥充分混合均匀，包装备用；
2)用电子秤称取金属铝粉和添加剂，单独小袋包装；
3)现场施工作业时，先将物料和金属铝粉、添加剂进行干混，加入50%水进行搅拌，搅拌至膏状进行涂抹施工 。
按照上述方法制备的塑性保温水泥在40mm×40mm×160mm的标准模具中涂抹成型，待试样硬化后脱模，经110℃×24h干燥，350℃×5h热处理。按照国家标准或行业标准对试样的导热系数，耐压强度，110℃×24h干燥后的线变化率，350℃×5h热处理后的线变化率等性能指标进行检测，结果如下表1所示：
表
性能指标表
表1显示，本发明的塑性保温水泥具有导热系数低、隔热性能优异，强度高的特点，同时在涂抹施工后，产品的体积在干燥以及受热后呈现微量的膨胀，避免了常规塑性保温水泥或纤维涂抹料施工后或受热后体积收缩的问题。能够满足反应器衬里材料的完整性，消除高温下因体积收缩而造成的结构缺陷，解决了因形成结构缺陷而导致窜气、炉壳超温的难题。
在悬挂钢板顶部进行涂抹施工，验证其涂抹性能。结果表明其施工性能优良，塑性保温水泥粘附力强，不脱落；整体性好，不开裂。
Claims (6)
1.一种体积微膨胀的塑性保温水泥，其特征在于:塑性保温水泥物料组分及重量比如下：
球状短切纤维 45~55%，
广西白泥 10~15%，
硅酸钙粉 5~10%，
膨胀珍珠岩 15~20%，
铝酸盐水泥 10~15%，
外加金属铝粉 0.4~0.8%，
外加添加剂 0.5~1%，
外加水 50~65%；
所述的球状短切纤维为硅酸铝纤维，纤维的长度为3~1mm，纤维中Fe2O3的含量小于0.8%；球状短切硅酸铝纤维有利于纤维在塑性保温水泥里的分散均匀；控制纤维中Fe2O3的含量，能够降低反应器气氛转换时对塑性保温水泥结构强度的影响；所述的金属铝粉为60目和200目铝粉的掺和粉，掺和比例为4:6~6:4。
2.如权利要求1所述的一种体积微膨胀的塑性保温水泥，其特征在于:所述硅酸钙粉的粒度为0.088~0mm。
3.如权利要求1所述的一种体积微膨胀的塑性保温水泥，其特征在于:所述广西白泥的粒度为0.088~0mm。
4.如权利要求1所述的一种体积微膨胀的塑性保温水泥，其特征在于:所述膨胀珍珠岩的粒度为1~0.088mm。
5.如权利要求1所述的一种体积微膨胀的塑性保温水泥，其特征在于:所述铝酸盐水泥的粒度为0.088~0mm，其材质为CA-50，CA-60，CA-70，CA-80中的一种。
6.如权利要求1所述的一种体积微膨胀的塑性保温水泥，其特征在于:所述的添加剂为木糖醇或山梨糖醇的一种或两种的组合，两种添加剂的状态为结晶性粉末。
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| Title |
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| 马鞍山钢铁设计研究院主编: "《耐火纤维应用技术文集》", 31 July 1985, 冶金工业出版社 * |
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