專利名稱：乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，具體涉及乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件用耐火澆注 料。
背景技術(shù)：
乙烯裂解爐廢熱鍋爐澆注封頭是乙烯裂解爐廢熱鍋爐的一個重要組件，包括上封 頭和下封頭，使用工況非?？量蹋苯优c900°C的裂解氣接觸、承受結(jié)焦焦塊的沖刷、需承 受頻繁開停工所帶來的溫度急變；耐磨插件澆注料使用壽命為兩年左右，屬于易耗品。通過 分析，乙烯裂解爐廢熱鍋爐澆注封頭插件產(chǎn)生缺陷的主要原因為制作插件的澆注料的熱 震穩(wěn)定性差、耐高溫沖刷性不夠。目前工廠中使用的廢熱鍋爐澆注封頭特別是插件部位容易產(chǎn)生較大裂紋，插件澆 注料部位脫落嚴重，致使封頭外部超溫，并堵塞裂解氣通道?，F(xiàn)有技術(shù)公開有煉鐵爐口用無機非金屬耐火澆注料如CN200710193011. 6和煉鋼 電弧爐蓋用耐火澆注料如CN200710052640. 7，但因為其產(chǎn)品為高級耐火材料，制造成本較 高，而且難以承受頻繁開停工帶來的溫度急變，不適合乙烯裂解爐封頭插件用澆注料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有熱震穩(wěn)定性好、耐高溫沖刷性強和低成 本的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的
乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，所述封頭插件澆注料以板狀剛玉、硅微粉、活性 氧化鋁和鋁酸鈣水泥為原料，與分散氧化鋁ADS/ADW和防爆纖維混合制備而成，各組分重 量百分比如下
板狀剛玉85-95% 硅微粉0. 5-3% 活性氧化鋁2-8% 鋁酸鈣水泥1.5-7% 上述原料總量為100% ； 外加分散氧化鋁ADS或ADW 0. 1-5% 防爆纖維0. 02-0. 2%ο所述板狀剛玉是一種燒結(jié)剛玉，具有結(jié)晶粗大、發(fā)育良好的α “ Al2O3晶體結(jié)構(gòu)，有 良好的加熱體積溫度性和良好的抗熱震能力，作為本發(fā)明高鋁質(zhì)耐火材料的骨料。優(yōu)選地，本發(fā)明的板狀剛玉重量百分比為90%。所述硅微粉是一種超微固體物質(zhì)，它對耐火材料的改善有重要作用，填充于耐火 材料孔隙中；硅微粉具有很強的活性，在水中形成膠體粒子，加入適量的分散劑，可增強其 流動性和耐高溫性，從而改善澆注料的性能并延長耐火制品的使用壽命。加入重量％為 0. 5-3%的硅微粉，提高了體積密度，降低了顯氣孔率，增加了其致密性和強度。優(yōu)選地，本發(fā) 明所述硅微粉的二氧化硅含量為98%。更優(yōu)選地，所述硅微粉重量百分比為1%。所述活性氧化鋁是經(jīng)過充分細磨、以原晶尺寸大小Iym的a - Al2O3為基本組成。 加入重量％為2-8%的活性氧化鋁粉能增加產(chǎn)品穩(wěn)定性、提高產(chǎn)品在400°C 1000°C中溫區(qū) 間內(nèi)的強度、增加流動度。流動度是測定耐火澆注料流動性的一種技術(shù)指標，可鑒別澆注料 的流動性和穩(wěn)定性，一定程度上反映澆注料的作業(yè)性；流動性則是耐火澆注料的一項重要 指標，它決定了澆注料施工的難易程度。優(yōu)選地，本發(fā)明的活性氧化鋁重量百分比為5%。本發(fā)明加入重量％為1. 5-7%的鋁酸鈣水泥，作為澆注料的促凝劑，并可提高剛玉 基澆注料的熱震穩(wěn)定性和抗渣性。優(yōu)選地，所述鋁酸鈣重量百分比為4%。本發(fā)明的鋁酸鈣水 泥可以是不低于國標CA-75的鋁酸鈣水泥或凱斯諾(中國)鋁酸鹽水泥有限公司的SeCar71 鋁酸鈣水泥，更優(yōu)選凱斯諾(中國)鋁酸鹽水泥有限公司的SeCar71鋁酸鈣水泥。發(fā)明人經(jīng)反復試驗證明，在不添加硅微粉、氧化鋁或鋁酸鈣水泥條件下制備的澆 注料強度低，熱抗震性能弱。本發(fā)明乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料外加了重量％為0. 1-5%的分散性氧 化鋁粉ADS或ADW (S代表夏天，澆注料凝結(jié)延遲；W代表冬天，澆注料凝結(jié)加速)，為澆注料 提供適當分散、快速潤濕和凝結(jié)時間控制，增加了澆注料流動性、提高了產(chǎn)品強度。由于含 硅微粉的澆注料的沉降機制敏感，受氣候條件影響強烈，很少量添加劑的不當加入會對澆 注料的施工性能和使用性能產(chǎn)生較大影響，因此加入新型分散劑ADS或ADW，用于含硅微粉 的澆注料，能夠進一步分散澆注料并調(diào)節(jié)凝結(jié)時間，使?jié)沧⒘显诤康偷那闆r下可以安 全使用。優(yōu)選地，所述分散氧化鋁ADS或ADW的重量百分比為0. 5%。本發(fā)明乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料還外加了重量％為0. 02-0. 2%的防爆 纖維，防止熱處理過程中產(chǎn)生爆裂。優(yōu)選地，所述防爆纖維重量百分比為0.05%。本發(fā)明澆注料組分中的各成分原料的優(yōu)選質(zhì)量指標為 板狀剛玉原料=Al2O3彡99% ；
硅微粉原料=SiO2 彡 98%、Fe2O3 ( 0. 02% ； 活性氧化鋁原料=Al2O3彡99% ； 鋁酸鈣水泥=Al2O3 70-72%, CaO 20_23%。發(fā)明人經(jīng)反復試驗證明，即便添加了硅微粉、氧化鋁或鋁酸鈣水泥，而不添加分散 性氧化鋁粉ADS/ADW或防爆纖維，制備的澆注料強度仍不佳、產(chǎn)品不耐高溫易爆裂。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果
1.插件澆注料在400°C 1000°C中溫區(qū)間內(nèi)的強度增加、流動好；
2.插件澆注料的體積密度提高，氣孔率降低，致密性增加；
3.插件澆注料在含水量低的情況下可以安全使用；
4.插件澆注料在熱處理過程中的防爆裂性增加；5. 插件澆注料熱震穩(wěn)定性好、可制備能夠承受頻繁開停工帶來的溫度急變、耐高溫 沖刷性強、使用壽命長的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件。
具體實施例方式實施例一
用電子秤稱量板狀剛玉、硅微粉、活性氧化鋁、鋁酸鈣水泥、分散氧化鋁ADS/ADW和防 爆纖維按表2A比例混合，用強制式攪拌機攪拌。板狀剛玉由安邁公司產(chǎn)的18%重量百分比的粒徑為O-Imm的板狀剛玉、18%重量百 分比的1-2號板狀剛玉、18%重量百分比的粒徑為l_3mm的板狀剛玉、20%重量百分比的粒 徑為3-5mm的板狀剛玉、8%重量百分比的180目板狀剛玉、8%重量百分比的320目的板狀 剛玉組成?；钚匝趸X為安邁公司產(chǎn)品，晶粒尺寸為1 μ m。防爆纖維為聚丙烯類有機纖維。
實施例二 實施例五
實施方法如實施例一，不同的是選材和比例，具體材料選擇和含量見表2A。
比較實施例一 比較實施例五
實施方法如實施例一，不同的是選材和比例，具體材料選擇和含量見表2B。
乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料的抗折強度、耐壓強度是評價澆注料機械性能及 耐沖刷性能的重要指標，強度越大，證明澆注料的性能越好。燒后線變化率是指澆注料每次 在同等溫度變化中體積發(fā)生膨脹收縮的變化，是評價耐火材料穩(wěn)定性的重要參數(shù)，燒后線 變化率越小，證明澆注料隨溫度升降的變化越小，穩(wěn)定性越好。
如表1所示，實施例一至五制備的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料的抗折強度、 耐壓強度高，而對比實施例澆注料抗折強度、耐壓強度的測得值較低，證明本發(fā)明實施例的 封頭插件澆注料機械性能及耐沖刷性能高。實施例一至五制備的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封 頭插件澆注料的燒后線變化絕對值小，而對比實施例封頭插件澆注料的燒后線變化絕對值 大，證明本發(fā)明實施例封頭插件澆注料的穩(wěn)定性好。
權(quán)利要求
乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所述封頭插件澆注料以板狀剛玉、硅微粉、活性氧化鋁和鋁酸鈣水泥為原料，與分散氧化鋁ADS/ADW和防爆纖維混合制備而成,各組分重量百分比如下板狀剛玉85 95%硅微粉 0.5 3%活性氧化鋁 2 8%鋁酸鈣水泥 1.5 7%上述原料總量為100%；外加分散氧化鋁ADS或ADW 0.1 5% 防爆纖維 0.02 0.2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭澆注料，其特征在于所述板狀剛 玉原料的質(zhì)量指標為Al2O3≥99%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭澆注料，其特征在于所述硅微粉 原料的質(zhì)量指標為SiO2≥98%、Fe2O3 ≤ 0. 02%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所 述硅微粉重量百分比為1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭澆注料，其特征在于所述活性氧 化鋁原料的質(zhì)量指標為Al2O3 ≥ 99%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所 述活性氧化鋁重量百分比為5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭本體澆注料，其特征在于所述鋁 酸鈣水泥的質(zhì)量指標為Al2O3 70-72%, CaO 20_23%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所 述鋁酸鈣水泥重量百分比為4%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所述 分散氧化鋁ADS或ADW重量百分比為0. 5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所述 防爆纖維重量百分比為0.05%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐火材料，具體涉及乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件用耐火澆注料，所述封頭插件澆注料以板狀剛玉、硅微粉、活性氧化鋁和鋁酸鈣水泥為原料，與分散氧化鋁ADS/ADW和防爆纖維混合制備而成,各組分重量百分比如下板狀剛玉85-95%；硅微粉0.5-3%；活性氧化鋁2-8%；鋁酸鈣水泥1.5-7%；原料總量為100%；外加分散氧化鋁ADS或ADW0.1-5%；防爆纖維0.02-0.2%。該乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件用耐火澆注料熱震穩(wěn)定性高、耐高溫沖刷性、成本低。
文檔編號C04B35/66GK101955363SQ201010296668
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者潘永忠, 王明 申請人:王明