[发明专利]一种具有高吸收率、高热导率的CFB锅炉水冷壁用碳化硅耐磨浇注料

说明书

本发明涉一种具有高吸收率、高热导率的CFB锅炉水冷壁用碳化硅耐磨浇注料，原料为碳化硅、二硅化钼、氮化硅、硅氧氮（Si₂ON₂）、硅溶胶，经强力混合均匀后密封包装。本发明的浇注料具有高吸收率、高热导率、高耐磨性，有利于提高CFB锅炉水冷壁的热量传输效率，提高热能利用效率，降低锅炉尾气的温度，降低煤耗，达到快速加热水（或水蒸气）和节能的效果。

技术领域

本发明涉及一种具有高吸收率、高热导率的CFB锅炉水冷壁用碳化硅耐磨浇注料，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。由于CFB锅炉炉膛水冷壁和旋风分离器水冷壁受到高浓度、高风速的高流化态物料的冲刷，要求材料的耐磨性能好。目前使用的材料多为刚玉碳化硅浇注料，25℃×24h耐磨性为5.0~6.0cm³（GB/T18301方法），耐磨性能有待进一步提高，而其导热系数通常在2.0~5.0W·m^-1·K^-1（950℃），热量传输效率有待进一步提高，因此，开发高吸热、高导热，高耐磨浇注料，有利于吸收燃料的热量，同时快速加热水冷壁，提高CFB锅炉的热能利用效率。

本发明是一种具有高吸收率、高热导率的CFB锅炉水冷壁用碳化硅耐磨浇注料，特别适用于CFB锅炉炉膛水冷壁和旋风分离器水冷壁，能提高热传输效率，提高热能的综合利用率，降低燃煤的消耗。

发明内容

本发明的具有高吸收率、高热导率的CFB锅炉水冷壁用碳化硅耐磨浇注料，按照质量百分比表示，其原料组成为：

粒度7-3mm的碳化硅 25-44%；

粒度5-1 mm的碳化硅 12-30%；

粒度1-0.088 mm的碳化硅 6-16%；

粒度1-0.088 mm的氮化硅 10-18%；

粒度≤0.088mm的二硅化钼 5-10%；

粒度≤0.044m的硅氧氮 5-9%；

硅溶胶 5-7%；

制备方法：将以上原料混合，经强力混碾均匀，制备成耐磨浇注料，用塑料袋防潮包装。

施工和养护：施工时，加入上述制备得到的浇注料，加3~3.5%的水，强力搅拌3~5分钟后浇注施工，施工完毕湿养护72小时，拆模，自然干燥72小时，之后在120℃烘烤48小时，然后以20℃/小时缓慢升温至工作温度。

本发明的浇注料主要原料为碳化硅、二硅化钼、氮化硅、硅氧氮（Si₂ON₂）、硅溶胶。碳化硅具有高导热、高耐磨、高吸收率和高发射率，作为浇注料的主体料；氮化硅具有更为优异的强度和耐磨性及化学稳定性；二硅化钼具有高发射和高耐磨的性能，同时还可以作为保护氮化硅和碳化硅氧化的抗氧化剂；硅溶胶为浇注料的初凝结合剂，提供低温和中温强度；硅氧氮（Si₂ON₂）作为烧结助剂，提供高温陶瓷烧结强度，同时也阻止碳化硅和氮化硅的氧化，而作为烧结助剂的硅氧氮加入量以5~9%为最佳，具体分析见实施例和对比例的性能比较。

本发明的优点是浇注料具有高吸收率、高热导率、高耐磨性，一方面浇注料快速吸收燃料燃烧的热量，另一方面浇注料又快速把热量传导给水冷壁，有利于提高CFB锅炉水冷壁的热量传输效率，提高热能的利用效率，降低锅炉尾气的温度，降低煤耗，达到快速加热水（或水蒸气）和节能的效果。