[发明专利]一种循环流化床锅炉用快速升温耐磨新材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不定形耐火材料。具体地说是用于循环流化床锅炉点火室、炉内、水冷壁管、过热器、炉膛出口、旋风分离器、返料器、烟道等部位的耐热、耐磨并能快速升温的耐火浇注料。

背景技术

工业上目前使用的不定形耐火材料主要有铝酸盐浇注料、水玻璃浇注料以及磷酸盐浇注料等。

铝酸盐耐火浇注料是以矾土水泥或低铝酸盐水泥等为胶粘剂，以粘土或矾土熟料为骨料和掺加剂制成的水硬性耐火材料。这种耐火浇注料使用加热后，在400℃以上，内部物理吸附水和化学结晶水已排除，随之晶型发生转变，产生结构的变化过程，引起强度随温度升高而逐步下降的后果。在1200℃，即耐火浇注料开始产生陶瓷烧结前，冷态常温强度降到最低值，只有烘干时强度的40-50％，处于这种情况下长期使用，会出现结构松散发脆现象。而循环流化床锅炉的长期使用温度在900℃-1100℃之间。故不宜在循环流化床锅炉内作衬里使用。

水玻璃耐火浇注料是以水玻璃为胶粘剂，以耐火熟料为骨料及掺合剂、促凝剂而制成的气硬性耐火浇注料。水玻璃耐火浇注料属碱性浇注料，由于其耐火性能较低，且随温度的升高强度逐渐降低，循环流化床锅炉内属酸性环境，故不宜在循环流化床锅炉作衬里使用。

磷酸盐耐火浇注料是以磷酸或磷酸盐为胶粘剂，以耐火熟料为骨料及掺合物制成的一种热硬性耐火浇注料。磷酸盐耐火浇注料具有较高的高温强度、耐火度、高温韧性和良好的抗热震性。比较适应在循环流化床锅炉作内衬耐磨材料使用，研究单位和生产厂家都进行了重点研究。如北京国电电力建设研究所高宏伟等发表的《循环流化床锅炉用耐磨耐火材料的研制》，北京中国科学院工程热物理研究所包绍麟等发表的《循环流化床锅炉耐火耐磨材料的设计与施工》，都选用了以磷酸盐为胶粘剂，以电熔刚玉、微粉等材料制成的耐火浇注料，获得了较好的技术指标性能，在循环流化床锅炉中使用。但是该耐火材料使用大量电熔刚玉，价格昂贵，成本较高，中温烧结强度一般，在实际施工过程中需要烘烤养护过程，时间长，消耗能源大，在施工现场很难实施，严重影响使用质量。

发明内容

本发明是解决现有技术中不定形耐火材料需要养护期、烘烤期、保温期过程的缺陷，目的在于提供一种以复合磷酸盐为胶粘剂，以电熔超高铝水泥为促凝剂的双组份快速升温耐磨新材料。材料中引进了稀土氧化物及防爆纤维，使产品具有直接快速升温不开裂、不剥落，达到中温烧结的技术性能，打破了常规耐材需养护期和烘烤期的要求。

本发明由以下方案实现：

此材料是由甲组份湿料及乙组份干料组成，它是由下述重量配比的原料制成的材料

a)、甲组份湿料包含以下成分(按重量计)：

特质矾土骨、粉料：55-80份

复合胶粘剂：      6-15份

b)、乙组份干料包含以下成分：

亚白刚玉微粉：  6-13份      α-Al₂O₃微粉：  3-8份

二氧化硅微粉：  2-6份       电熔超高铝水泥：1-5份

稀土氧化物：    0.7-2.5     份防爆纤维：    0.3-1.2份

膨胀剂：        0.09-0.5    份减水剂：      0.08-0.6份；

此材料的配方优选重量配比范围是：

a)、甲组份湿料包含以下成分(按重量计)：

特质矾土骨、粉料：60-70份

复合胶粘剂：      8-13份

b)、乙组份干料包含以下成分：

亚白刚玉微粉：  8-12份    α-Al₂O₃微粉：  5-9份

二氧化硅微粉：  3-5份     电熔超高铝水泥：2-4份

稀土氧化物：    1-2份     防爆纤维：      0.5-1份

膨胀剂：        0.1-0.5份 减水剂：        0.1-0.5份；

本发明所述的复合胶粘剂的主要成分是磷酸铝、磷酸、草酸或柠檬酸或酒石酸；

其制备方法的步骤在于：

a)、将活性氢氧化铝加水调至糊状，与过量的磷酸混合；反应完毕后调温度使产物粘度达到30-50秒，再加入草酸或柠檬酸或酒石酸，冷却过滤后所得的滤液即是本发明中的复合胶粘剂；

b)、选用特级矾土骨料和上述复合胶粘剂同时投入搅拌机中搅拌20-40分钟，即制得甲组份湿料；