本發(fā)明涉及一種cfb鍋爐回料器用剛玉-莫來石低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，屬于無機(jī)非金屬材料學(xué)科耐火材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

cfb鍋爐因其具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)節(jié)大、可在床內(nèi)直接脫硫及實(shí)現(xiàn)低nox排放、燃料制備系統(tǒng)簡單、易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用等眾多優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)用汽、供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)、電站鍋爐中被廣泛采用。cfb鍋爐回料器回料通道都是一個u型體，爐內(nèi)的顆粒處于強(qiáng)流化狀態(tài)，回料器內(nèi)有高溫物料的強(qiáng)烈沖刷，是直接關(guān)系到鍋爐燃燒、過熱汽溫和負(fù)荷的重要部件，也是經(jīng)常容易磨損和毀壞的部位。另外，目前采用的礬土高鋁質(zhì)耐磨澆注料的導(dǎo)熱系數(shù)偏高（2~4w·m^-1·k^-1），熱量散失嚴(yán)重，不利于節(jié)能。因此，開發(fā)強(qiáng)度高、耐磨性能好、低導(dǎo)熱的功能型新材料是解決cfb鍋爐回料器壽命短，散熱大不節(jié)能的重要方法之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種cfb鍋爐回料器用剛玉-莫來石低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，其主要原料有廢舊高鋁電瓷、板狀剛玉、立方氮化硼、碳化鈦、ρ-al2o3，以質(zhì)量百分比表示，具體配方為：

粒度7~1mm的廢舊高鋁電瓷26~50%

粒度3~1mm的廢舊高鋁電瓷5~20%

粒度1~0.088mm的剛玉5~18%

立方氮化硼粉4~9%

碳化鈦粉4~6%

氧化鋁空心球12~20%

ρ-al2o35~18%

在以上原料基礎(chǔ)上，外加烯丙基聚氧乙烯醚基馬來酸酐作為減水劑；進(jìn)一步，所述外加烯丙基聚氧乙烯醚基馬來酸酐的添加量為0.1~0.15%；

所述立方氮化硼粉的粒度≤0.044mm；所述碳化鈦的粒度≤0.044mm；所述氧化鋁空心球的球徑≤0.5mm。

制備方法：以上原料經(jīng)強(qiáng)力混碾均勻，制備成cfb鍋爐回料器用低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，用塑料袋防潮包裝。

施工和養(yǎng)護(hù)：施工時加水量3~3.5%。澆注施工完畢養(yǎng)護(hù)72小時后拆模，自然干燥72小時，在100-120℃烘烤48小時，然后以不超過20℃/小時緩慢升溫至工作溫度。

廢舊高鋁電瓷和剛玉為骨料，廢舊高鋁電瓷主晶相為剛玉和莫來石，因其為經(jīng)燒結(jié)過后的材料，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、體積穩(wěn)定、強(qiáng)度高、耐磨性能好，應(yīng)用廢舊高鋁電瓷既能達(dá)到cfb鍋爐回料器要求耐磨的性能要求，且廢舊高鋁電瓷又屬于廢舊材料的循環(huán)利用，具有成本非常低廉。骨料廢舊高鋁電瓷、剛玉和細(xì)粉立方氮化硼、碳化鈦均為高強(qiáng)耐磨材料，有這些高強(qiáng)耐磨材料組成的復(fù)合材料具有高強(qiáng)耐磨的特性。立方氮化硼和碳化鈦為細(xì)粉均屬于人工合成的耐磨性能，即使在長期高溫使用時，產(chǎn)生少量的氧化，會促進(jìn)基質(zhì)和骨料的燒結(jié)，使得基質(zhì)和骨料更加致密結(jié)合，整體的耐磨性能會提高，且致密的結(jié)構(gòu)阻斷了進(jìn)一步的氧化發(fā)生。加入氧化鋁空心球（球徑≤0.5mm）具有耐磨的特性，且因?yàn)榉忾]的氣孔結(jié)構(gòu)降低了復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。以ρ-al2o3為結(jié)合劑，ρ-al2o3在常溫下能發(fā)生水化形成凝膠，形成低溫施工強(qiáng)度，在高溫下的轉(zhuǎn)化成剛玉，并和廢舊高鋁電瓷燒結(jié)融為一體，獲得高溫工作強(qiáng)度。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)采用的原料有很大組成為廢舊材料，成本低。制備的低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，強(qiáng)度高、耐磨性能好、熱導(dǎo)率低，使用在cfb鍋爐回料器中壽命長，隔熱效果好，利于節(jié)能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

按照重量百分比，選取粒度1~7mm的廢舊高鋁電瓷50%、粒度1~3mm的廢舊高鋁電瓷5%、粒度0.088~1mm的剛玉12%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉4%、粒度≤0.044mm的碳化鈦粉4%、球徑≤0.5mm的氧化鋁空心球20%、ρ-al2o35%、烯丙基聚氧乙烯醚基馬來酸酐0.1%，將以上原料經(jīng)強(qiáng)力混碾均勻，制備成cfb鍋爐回料器用低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，用塑料袋防潮包裝。施工時加水量3%，澆注施工完畢養(yǎng)護(hù)72小時后拆模，再自然干燥72小時，在120℃烘烤48小時，然后以不超過20℃/小時緩慢升溫至工作溫度。1490℃×3h煅燒后的性能，常溫耐壓強(qiáng)度88mpa、永久線變化率-0.15%、25℃×24h耐磨性4.7cm³、25℃導(dǎo)熱系數(shù)1.30w?m^-1?k^-1、600℃導(dǎo)熱系數(shù)1.23w?m^-1?k^-1、1100℃導(dǎo)熱系數(shù)1.02w?m^-1?k^-1。

實(shí)施例2

按照重量百分比，選取粒度1~7mm的廢舊高鋁電瓷42%、粒度1~3mm的廢舊高鋁電瓷9%、粒度0.088~1mm的剛玉15%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉5%、粒度≤0.044mm的碳化鈦粉4%、球徑≤0.5mm的氧化鋁空心球16%、ρ-al2o39%、烯丙基聚氧乙烯醚基馬來酸酐0.1%，將以上原料經(jīng)強(qiáng)力混碾均勻，制備成cfb鍋爐回料器用低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，用塑料袋防潮包裝。施工時加水量3%，澆注施工完畢養(yǎng)護(hù)72小時后拆模，再自然干燥72小時，在120℃烘烤48小時，然后以不超過20℃/小時緩慢升溫至工作溫度。1490℃×3h煅燒后的性能，常溫耐壓強(qiáng)度89mpa、永久線變化率-0.16%、25℃×24h耐磨性4.7cm³、25℃導(dǎo)熱系數(shù)1.36w?m^-1?k^-1、600℃導(dǎo)熱系數(shù)1.25w?m^-1?k^-1、1100℃導(dǎo)熱系數(shù)1.08w?m^-1?k^-1。

實(shí)施例3

按照重量百分比，選取粒度7~1mm的廢舊高鋁電瓷34%、粒度3~1mm的廢舊高鋁電瓷12%、粒度1~0.088mm的剛玉18%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉6%、粒度≤0.044mm的碳化鈦粉5%、球徑≤0.5mm的氧化鋁空心球12%、ρ-al2o313%、烯丙基聚氧乙烯醚基馬來酸酐0.15%，將以上原料經(jīng)強(qiáng)力混碾均勻，制備成cfb鍋爐回料器用低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，用塑料袋防潮包裝。施工時加水量3%，澆注施工完畢養(yǎng)護(hù)72小時后拆模，再自然干燥72小時，在120℃烘烤48小時，然后以不超過20℃/小時緩慢升溫至工作溫度。1490℃×3h煅燒后的性能，常溫耐壓強(qiáng)度92mpa、永久線變化率-0.16%、25℃×24h耐磨性4.6cm³、25℃導(dǎo)熱系數(shù)1.39w?m^-1?k^-1、600℃導(dǎo)熱系數(shù)1.29w?m^-1?k^-1、1100℃導(dǎo)熱系數(shù)1.18w?m^-1?k^-1。

實(shí)施例4

按照重量百分比，選取粒度7~1mm的廢舊高鋁電瓷30%、粒度3~1mm的廢舊高鋁電瓷16%、粒度1~0.088mm的剛玉9%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉9%、粒度≤0.044mm的碳化鈦粉5%、球徑≤0.5mm的氧化鋁空心球15%、ρ-al2o316%、烯丙基聚氧乙烯醚基馬來酸酐0.1%，將以上原料經(jīng)強(qiáng)力混碾均勻，制備成cfb鍋爐回料器用低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，用塑料袋防潮包裝。施工時加水量3.5%，澆注施工完畢養(yǎng)護(hù)72小時后拆模，再自然干燥72小時，在120℃烘烤48小時，然后以不超過20℃/小時緩慢升溫至工作溫度。1490℃×3h煅燒后的性能，常溫耐壓強(qiáng)度89mpa、永久線變化率-0.16%、25℃×24h耐磨性4.6cm³、25℃導(dǎo)熱系數(shù)1.38w?m^-1?k^-1、600℃導(dǎo)熱系數(shù)1.27w?m^-1?k^-1、1100℃導(dǎo)熱系數(shù)1.14w?m^-1?k^-1。

實(shí)施例5

按照重量百分比，選取粒度7~1mm的廢舊高鋁電瓷26%、粒度3~1mm的廢舊高鋁電瓷20%、粒度1~0.088mm的剛玉5%、粒度≤0.044mm立方氮化硼粉8%、粒度≤0.044mm的碳化鈦粉6%、球徑≤0.5mm的氧化鋁空心球17%、ρ-al2o318%、烯丙基聚氧乙烯醚基馬來酸酐0.1%，將以上原料經(jīng)強(qiáng)力混碾均勻，制備成cfb鍋爐回料器用低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料，用塑料袋防潮包裝。施工時加水量3.5%，澆注施工完畢養(yǎng)護(hù)72小時后拆模，再自然干燥72小時，在120℃烘烤48小時，然后以不超過20℃/小時緩慢升溫至工作溫度。1490℃×3h煅燒后的性能，常溫耐壓強(qiáng)度90mpa、永久線變化率-0.16%、25℃×24h耐磨性4.6cm³、25℃導(dǎo)熱系數(shù)1.33w?m^-1?k^-1、600℃導(dǎo)熱系數(shù)1.26w?m^-1?k^-1、1100℃導(dǎo)熱系數(shù)1.12w?m^-1?k^-1。

表1列出了實(shí)例的配方和性能，實(shí)例1、實(shí)例2、實(shí)例3、實(shí)例4、實(shí)例5的強(qiáng)度都在80mpa以上，耐磨性能25℃×24h耐磨性都小于5.0cm³，完全達(dá)到cfb鍋爐回料器內(nèi)性能要求，但因?yàn)橐肓丝招难趸X使得實(shí)例的材料熱導(dǎo)率數(shù)（實(shí)例均＜1.5w?m^-1?k^-1），和普通回料器內(nèi)的可塑料的熱導(dǎo)率（普通的為3~5w?m^-1?k^-1）相比，要小得多，有利于減少回料器內(nèi)的熱散失和節(jié)約能源。

表1一種cfb鍋爐回料器用剛玉-莫來石低導(dǎo)熱高強(qiáng)耐磨澆注料實(shí)例和性能