一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法。其技術(shù)方案是：以5～25wt%的剛玉顆粒、5～25wt%的高鋁礬土顆粒、10～30wt%的剛玉?合金復(fù)合顆粒和10～30wt%的高鋁礬土?合金復(fù)合顆粒為骨料，以10～20wt%的剛玉細(xì)粉、10～20wt%的高鋁礬土細(xì)粉為基質(zhì)料；先將所述基質(zhì)料混合均勻，得預(yù)混基質(zhì)料；再將所述骨料和樹脂混碾，得到混碾骨料，然后將所述混碾骨料加入所述預(yù)混基質(zhì)料中，碾磨，壓制成型，在150～300℃條件下熱處理12～48小時，制得用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚。本發(fā)明所制制品能自動調(diào)節(jié)溫度，在環(huán)境溫度或熱工設(shè)備內(nèi)介質(zhì)溫度變化時能使設(shè)備殼體溫度穩(wěn)定，能有效解決殼體超溫能耗高與殼體低溫介質(zhì)富集腐蝕殼體材料的問題。
【專利說明】
一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于耐火磚技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐火材料直接用于冶金、建材、石化、電力的高溫窯爐、管道等熱工設(shè)備，是這些熱工設(shè)備的襯里材料，對于保證上述產(chǎn)業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有不可替代的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源和能源亦快速消耗，經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展對高溫設(shè)備襯里耐火材料及其應(yīng)用提出了更高的要求:不僅要求高溫襯里材料服役壽命長和高溫設(shè)備運(yùn)行安全，而且要求設(shè)備及其襯里材料節(jié)能和具備功能性。
[0003]隨著煤化工行業(yè)的蓬勃發(fā)展和天然氣消費(fèi)量的大幅增長，煤制氣產(chǎn)業(yè)正在由傳統(tǒng)煤化工向現(xiàn)代煤化工戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，煤制天然氣行業(yè)取得長足發(fā)展，成為煤化工領(lǐng)域投資熱點(diǎn)。煤氣化轉(zhuǎn)化技術(shù)可分為:傳統(tǒng)的兩步法甲烷化工藝;將氣體轉(zhuǎn)換單元和甲烷化單元合并為一個部分同時進(jìn)行的一步法甲烷化工藝。直接合成天然氣的技術(shù)主要有催化氣化工藝和加氫氣化工藝。其中催化氣化工藝是一種利用催化劑在加壓流化氣化爐中一步合成煤基天然氣的技術(shù);加氫氣化工藝是將煤粉和氫氣在氣化爐內(nèi)均勻混合后加熱，直接生產(chǎn)富氫氣體。
[0004]煤氣化爐與煤氣輸送管道是煤制天然氣工藝的關(guān)鍵熱工設(shè)備，耐火材料是煤氣化爐與煤氣輸送管道的襯里材料，是保障煤制氣生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)能降耗和滿足工藝要求的基礎(chǔ)材料。根據(jù)催化氣化與加氫氣化的工藝特點(diǎn)，要求煤催化氣化爐、加氫氣化爐與煤氣輸送管道殼體溫度大于熱工設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)在相應(yīng)分壓下的露點(diǎn)溫度，避免介質(zhì)在殼體處冷凝富集，腐蝕殼體材料。因此，這就要求熱工設(shè)備襯里耐火材料能維持殼體溫度的穩(wěn)定。而當(dāng)前采用的爐襯耐火材料為致密耐火材料和保溫材料，如“一種流化床氣化爐及其爐襯的制作方法”(CN201510732745.1)專利技術(shù)，該技術(shù)采用兩層致密耐火材料制作氣化爐爐襯；“一種流化床氣化爐及其爐襯的制作方法”(CN201510732760.6)專利技術(shù)，該技術(shù)分別采用致密層耐火材料和保溫層材料制作氣化爐爐襯，在氣化爐內(nèi)介質(zhì)溫度穩(wěn)定，致密耐火材料和保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容基本不變。根據(jù)傳熱學(xué)基本原理，當(dāng)環(huán)境溫度變化時，殼體溫度也會發(fā)生變化。特別是我國北方四季分明，冬季與夏季溫差較大，難以保持熱工設(shè)備殼體溫度的穩(wěn)定。同理，即使環(huán)境溫度基本不變，隨著煤質(zhì)的改變，爐內(nèi)介質(zhì)溫度發(fā)生變化，煤氣溫度隨著發(fā)生改變，此時，爐殼與管殼溫度也會隨著發(fā)生變化，不再滿足殼體溫度穩(wěn)定的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法，該耐火磚能自動調(diào)節(jié)溫度，在環(huán)境溫度或熱工設(shè)備內(nèi)介質(zhì)溫度變化時能使設(shè)備殼體溫度穩(wěn)定，能解決殼體超溫能耗高與殼體低溫介質(zhì)富集腐蝕殼體材料的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:以5?25wt%的剛玉顆粒、5?25被％的高招鞏土顆粒、10?30wt%的剛玉-合金復(fù)合顆粒和10?30wt%的高招鞏土-合金復(fù)合顆粒為骨料，以10?20wt%的剛玉細(xì)粉、10?20wt%的高鋁礬土細(xì)粉為基質(zhì)料，所述骨料和所述基質(zhì)料之和為原料;將所述基質(zhì)料混合均勻，得預(yù)混基質(zhì)料;再將所述骨料和所述原料2?5wt%的樹脂混碾3?10分鐘，得到混碾骨料，然后將所述混碾骨料加入所述預(yù)混基質(zhì)料中，碾磨，壓制成型，在150?300°C條件下熱處理12?48小時，制得用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚。
[0007]所述剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒的制備方法分別是:
用2個材質(zhì)為剛玉的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得剛玉-合金復(fù)合顆粒，所述剛玉-合金復(fù)合顆粒的粒徑為3?8mm。
[0008]用2個材質(zhì)為高鋁礬土的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒，所述高招鞏土 -合金復(fù)合顆粒粒徑為3?8mm。
[0009]所述表面有涂層的合金球的制備方法是:按合金粉:有機(jī)醇的質(zhì)量比為1:0.1?0.3，向合金粉中加入有機(jī)醇，攪拌均勾，壓制成合金球，合金球的直徑為2~5_；然后在所述合金球的表面均勻噴涂一層0.1?0.5mm厚的硅烷偶聯(lián)劑，得到表面有涂層的合金球。
[0010]所述合金粉為鋁硅合金粉、鋁鐵合金粉、鋁鎳合金粉和鋁硅鐵合金粉中的一種。[0011 ] 所述剛玉顆粒的AI2O3含量>95wt%，所述剛玉顆粒的顆粒級配是:粒徑為5?8mm占剛玉顆粒30?45wt%Ji徑小于5mm且大于等于3mm占剛玉顆粒20?35wt%Ji徑小于3mm且大于等于Imm占剛玉顆粒30?40wt%。
[0012]所述高招鞏土顆粒的AI2O3含量>83wt%;高招鞏土顆粒的顆粒級配是:粒徑為5?8mm占高招鞏土顆粒30?45wt%Ji徑小于5mm且大于等于3mm占高招研^ 土顆粒20?35wt%;粒徑小于3mm且大于等于Imm占高招研^ 土顆粒30?40wt%。
[0013]所述剛玉細(xì)粉的粒徑<88μπι，剛玉細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%。
[0014]所述高鋁礬土細(xì)粉的粒徑<88μπι，高鋁礬土細(xì)粉的Al2O3含量>83wt%。
[0015]所述樹脂為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅樹脂中的一種以上。
[0016]所述壓制成型的壓強(qiáng)為60?lOOMPa。
[0017]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本發(fā)明通過在用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚中引入剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒，利用其中的合金材料的相變吸、放熱，調(diào)節(jié)熱工設(shè)備內(nèi)高溫介質(zhì)溫度變化或環(huán)境溫度變化所引起的襯里材料溫度變化，以維持殼體溫度的穩(wěn)定。如熱工設(shè)備內(nèi)介質(zhì)溫度不變時，冬季環(huán)境溫度降低，剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒中的合金凝固放熱，相當(dāng)于在襯里中添加了熱源，殼體材料吸收熱量溫度升高，從而保持溫度穩(wěn)定;反之，夏季環(huán)境溫度升高，剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒中的合金熔化吸收熱量，殼體材料散熱溫度降低，從而保持溫度穩(wěn)定。根據(jù)環(huán)境溫度與熱工設(shè)備內(nèi)高溫介質(zhì)溫度的變化幅度，利用不同合金的相變溫度和相變熱焓的不同，自動調(diào)節(jié)襯里溫度變化，實(shí)現(xiàn)殼體溫度穩(wěn)定不變，滿足煤催化氣化與加氫氣化工藝的要求。而且，剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土 -合金復(fù)合顆粒為氧化物-合金復(fù)合材料，能很好的與其他原材料結(jié)合，高溫條件下不相互影響，同時在高溫服役條件下，能實(shí)現(xiàn)熱工設(shè)備耐火襯里中溫度差的有效控制，緩沖襯里的溫度-應(yīng)力變化，大幅提升熱工設(shè)備襯里的耐火磚的抗熱震性能，減少裂紋等缺陷，避免了熱工設(shè)備襯里的耐火磚的開裂。同時，在大體積高溫?zé)峁ぴO(shè)備的施工中，對于膨脹縫等砌筑要求精度低，保證了結(jié)構(gòu)的整體性和長壽命。
[0018]本發(fā)明所制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚主要性能參數(shù)為:體積密度為2.03?2.83g/cm3；導(dǎo)熱系數(shù)為I.03-47.6ff/(m.°C)；蓄熱密度(AT=100°C )為40.6-230.5J/g；耐壓強(qiáng)度為80?120MPa;熱震(1000°C)30次風(fēng)冷風(fēng)冷后的耐壓強(qiáng)度為20~35MPa。
[0019]因此，本發(fā)明制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)和蓄熱密度可調(diào)、抗熱震性能好的特點(diǎn)，能自動調(diào)節(jié)溫度，在環(huán)境溫度或熱工設(shè)備內(nèi)介質(zhì)溫度變化時能使設(shè)備殼體溫度穩(wěn)定，從而解決殼體超溫能耗高與殼體低溫介質(zhì)富集腐蝕殼體材料的問題。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
[0021]為避免重復(fù)，先將本【具體實(shí)施方式】所涉及的原料和工藝參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述:
所述剛玉顆粒的AI2O3含量>95wt%，所述剛玉顆粒的顆粒級配是:粒徑為5?8mm占剛玉顆粒30?45wt%;粒徑小于5mm且大于等于3mm占剛玉顆粒20?35wt%;粒徑小于3mm且大于等于Imm占剛玉顆粒30?40wt%。
[0022]所述高招鞏土顆粒的AI2O3含量>83wt%;高招鞏土顆粒的顆粒級配是:粒徑為5?8mm占高招鞏土顆粒30?45wt%Ji徑小于5mm且大于等于3mm占高招研^ 土顆粒20?35wt%;粒徑小于3mm且大于等于Imm占高招研^ 土顆粒30?40wt%。
[0023]所述剛玉細(xì)粉的粒徑<88μπι，剛玉細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%。
[0024]所述高鋁礬土細(xì)粉的粒徑<88μπι，高鋁礬土細(xì)粉的Al2O3含量>83wt%。
[0025]所述樹脂為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅樹脂中的一種以上。
[0026]所述壓制成型的壓強(qiáng)為60?lOOMPa。
[0027]實(shí)施例1
一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
以20?25wt%的剛玉顆粒、5?10wt%的高招研^土顆粒、10?15wt%的剛玉-合金復(fù)合顆粒和25?30的％的高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒為骨料；以10?15wt%的剛玉細(xì)粉、15?20wt%的高鋁礬土細(xì)粉為基質(zhì)料，所述骨料和所述基質(zhì)料之和為原料。將所述基質(zhì)料混合均勻，得預(yù)混基質(zhì)料;再將所述骨料和所述原料2?5wt%的樹脂混碾3?10分鐘，得到混碾骨料，然后將所述混碾骨料加入所述預(yù)混基質(zhì)料中，碾磨，壓制成型，在150?200°C條件下熱處理12?22小時，制得用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚。
[0028]所述剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒的制備方法分別是:
用2個材質(zhì)為剛玉的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得剛玉-合金復(fù)合顆粒，所述剛玉-合金復(fù)合顆粒的粒徑為3?5mm。
[0029]用2個材質(zhì)為高鋁礬土的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒，所述高招鞏土 -合金復(fù)合顆粒粒徑為3?5mm。
[0030]所述表面有涂層的合金球的制備方法是:按合金粉:有機(jī)醇的質(zhì)量比為1:0.1?
0.16，向合金粉中加入有機(jī)醇，攪拌均勾，壓制成合金球，合金球的直徑為2?3.5mm;然后在所述合金球的表面均勻噴涂一層0.1?0.25mm厚的硅烷偶聯(lián)劑，得到表面有涂層的合金球。
[0031]所述合金粉為鋁硅合金粉。
[0032]本實(shí)施例所制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚主要性能參數(shù)為:體積密度為2.03?2.25g/cm3；導(dǎo)熱系數(shù)為I.03-3.85ff/(m.°C)；蓄熱密度(AT=100°C)為40.6-102.3J/g；耐壓強(qiáng)度為80?120MPa;熱震(1000°C )30次風(fēng)冷的耐壓強(qiáng)度為20?25MPa。
[0033]實(shí)施例2
一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
以15?20wt9i^剛玉顆粒、10?15wt9i^高招研^ 土顆粒、15?20wt%的剛玉-合金復(fù)合顆粒和20?25?丨％的高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒為骨料；以10?15wt%的剛玉細(xì)粉、15?20?七％的高鋁礬土細(xì)粉為基質(zhì)料，所述骨料和所述基質(zhì)料之和為原料。將所述基質(zhì)料混合均勻，得預(yù)混基質(zhì)料;再將所述骨料和所述原料2?5wt%的樹脂混碾3?10分鐘，得到混碾骨料，然后將所述混碾骨料加入所述預(yù)混基質(zhì)料中，碾磨，壓制成型，在180?220°C條件下熱處理20?30小時，制得用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚。
[0034]所述剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒的制備方法分別是:
用2個材質(zhì)為剛玉的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得剛玉-合金復(fù)合顆粒，所述剛玉-合金復(fù)合顆粒的粒徑為4.5?6mm。
[0035]用2個材質(zhì)為高鋁礬土的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒，所述高招鞏土 -合金復(fù)合顆粒粒徑為4.5?6mm。
[0036]按合金粉:有機(jī)醇的質(zhì)量比為I:0.15-0.21,向合金粉中加入有機(jī)醇，攪拌均勻，壓制成合金球，合金球的直徑為3?4mm;然后在所述合金球的表面均勾噴涂一層0.2?0.35mm厚的硅烷偶聯(lián)劑，得到表面有涂層的合金球。
[0037]所述合金粉為鋁鐵合金粉。
[0038]本實(shí)施例所制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚主要性能參數(shù)為:體積密度為2.23?2.38g/cm3；導(dǎo)熱系數(shù)為3.5-12.2ff/(m.°C)；蓄熱密度(AT=100°C )為98.5-172.8J/g；耐壓強(qiáng)度為80?120MPa;熱震(1000°C )30次風(fēng)冷的耐壓強(qiáng)度為23?28MPa。
[0039]實(shí)施例3
一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
以10?15wt%的剛玉顆粒、15?20wt%的高招研^ 土顆粒、20?25wt%的剛玉-合金復(fù)合顆粒和15?20?丨％的高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒為骨料；以15?20wt%的剛玉細(xì)粉、10?15?七％的高鋁礬土細(xì)粉為基質(zhì)料，所述骨料和所述基質(zhì)料之和為原料。將所述基質(zhì)料混合均勻，得預(yù)混基質(zhì)料;再將所述骨料和所述原料2?5wt%的樹脂混碾3?10分鐘，得到混碾骨料，然后將所述混碾骨料加入所述預(yù)混基質(zhì)料中，碾磨，壓制成型，在200?260°C條件下熱處理28?38小時，制得用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚。
[0040]所述剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒的制備方法分別是:
用2個材質(zhì)為剛玉的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得剛玉-合金復(fù)合顆粒，所述剛玉-合金復(fù)合顆粒的粒徑為5.5?7mm。
[0041]用2個材質(zhì)為高鋁礬土的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒，所述高招鞏土 -合金復(fù)合顆粒粒徑為5.5?7mm。
[0042]所述表面有涂層的合金球的制備方法是:按合金粉:有機(jī)醇的質(zhì)量比為1:0.2?
0.26，向合金粉中加入有機(jī)醇，攪拌均勾，壓制成合金球，合金球的直徑為3.5?4.5mm;然后在所述合金球的表面均勻噴涂一層0.3?0.45mm厚的硅烷偶聯(lián)劑，得到表面有涂層的合金球。
[0043]所述合金粉為鋁鎳合金粉。
[0044]本實(shí)施例所制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚主要性能參數(shù)為:體積密度為2.35?2.65g/cm3;導(dǎo)熱系數(shù)為 10.8~29.8W/(m.°C );蓄熱密度(AT=100°C )為 165.6?210.3J/g;耐壓強(qiáng)度為80?120MPa;熱震(1000°C)30次風(fēng)冷的耐壓強(qiáng)度為26?32MPa。
[0045]實(shí)施例4
一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
以5?1wt1^tl剛玉顆粒、20?25wt%的高招研^土顆粒、25?30wt%的剛玉-合金復(fù)合顆粒和10?15的％的高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒為骨料；以15?20wt%的剛玉細(xì)粉、10?15wt%的高鋁礬土細(xì)粉為基質(zhì)料，所述骨料和所述基質(zhì)料之和為原料。將所述基質(zhì)料混合均勻，得預(yù)混基質(zhì)料;再將所述骨料和所述原料2?5wt%的樹脂混碾3?10分鐘，得到混碾骨料，然后將所述混碾骨料加入所述預(yù)混基質(zhì)料中，碾磨，壓制成型，在250?300°C條件下熱處理36?48小時，制得用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚。
[0046]所述剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒的制備方法分別是:
用2個材質(zhì)為剛玉的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得剛玉-合金復(fù)合顆粒，所述剛玉-合金復(fù)合顆粒的粒徑為6.5?8mm。
[0047]用2個材質(zhì)為高鋁礬土的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒，所述高招鞏土 -合金復(fù)合顆粒粒徑為6.5?8mm。
[0048]所述表面有涂層的合金球的制備方法是:按合金粉:有機(jī)醇的質(zhì)量比為1:0.25?0.3，向合金粉中加入有機(jī)醇，攪拌均勾，壓制成合金球，合金球的直徑為4~5_；然后在所述合金球的表面均勻噴涂一層0.35?0.5mm厚的硅烷偶聯(lián)劑，得到表面有涂層的合金球。
[0049]所述合金粉為鋁硅鐵合金粉。
[0050]本實(shí)施例所制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚主要性能參數(shù)為:體積密度為2.63?I.83g/cm3 ；導(dǎo)熱系數(shù)為28.5-47.6ff/(m.°C)；蓄熱密度(ΛΤ=100 °C )為 186.5-230.5J/g ；耐壓強(qiáng)度為80?120MPa;熱震(1000°C)30次風(fēng)冷的耐壓強(qiáng)度為30~35MPa。
[0051]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本【具體實(shí)施方式】通過在用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚中引入剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒，利用其中的合金材料的相變吸、放熱，調(diào)節(jié)熱工設(shè)備內(nèi)高溫介質(zhì)溫度變化或環(huán)境溫度變化所引起的襯里材料溫度變化，以維持殼體溫度的穩(wěn)定。如熱工設(shè)備內(nèi)介質(zhì)溫度不變時，冬季環(huán)境溫度降低，剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒中的合金凝固放熱，相當(dāng)于在襯里中添加了熱源，殼體材料吸收熱量溫度升高，從而保持溫度穩(wěn)定;反之，夏季環(huán)境溫度升高，剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒中的合金熔化吸收熱量，殼體材料散熱溫度降低，從而保持溫度穩(wěn)定。根據(jù)環(huán)境溫度與熱工設(shè)備內(nèi)高溫介質(zhì)溫度的變化幅度，利用不同合金的相變溫度和相變熱焓的不同，自動調(diào)節(jié)襯里溫度變化，實(shí)現(xiàn)殼體溫度穩(wěn)定不變，滿足煤催化氣化與加氫氣化工藝的要求。而且，剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒為氧化物-合金復(fù)合材料，能很好的與其他原材料結(jié)合，高溫條件下不相互影響，同時在高溫服役條件下，能實(shí)現(xiàn)熱工設(shè)備耐火襯里中溫度差的有效控制，緩沖襯里的溫度-應(yīng)力變化，大幅提升熱工設(shè)備襯里的耐火磚的抗熱震性能，減少裂紋等缺陷，避免了熱工設(shè)備襯里的耐火磚的開裂。同時，在大體積高溫?zé)峁ぴO(shè)備的施工中，對于膨脹縫等砌筑要求精度低，保證了結(jié)構(gòu)的整體性和長壽命。
[0052]本【具體實(shí)施方式】所制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚主要性能參數(shù)為:體積密度為2.03~2.838/0113;導(dǎo)熱系數(shù)為1.03~47.61/(111.°C );蓄熱密度(AT=10 °C )為40.6?230.5J/g;耐壓強(qiáng)度為80?120MPa;熱震(1000°C)30次風(fēng)冷風(fēng)冷后的耐壓強(qiáng)度為20~35MPa。
[0053]因此，本【具體實(shí)施方式】制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)和蓄熱密度可調(diào)、抗熱震性能好的特點(diǎn)，能自動調(diào)節(jié)溫度，在環(huán)境溫度或熱工設(shè)備內(nèi)介質(zhì)溫度變化時能使設(shè)備殼體溫度穩(wěn)定，從而解決殼體超溫能耗高與殼體低溫介質(zhì)富集腐蝕殼體材料的問題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚的制備方法，其特征在于所述耐火磚的制備方法是: 以5?25wt%的剛玉顆粒、5?25wt%的高招研^土顆粒、10?30wt%的剛玉-合金復(fù)合顆粒和10?30wt%的高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒為骨料，以10?20wt%的剛玉細(xì)粉、10?20wt%的高鋁礬土細(xì)粉為基質(zhì)料，所述骨料和所述基質(zhì)料之和為原料;將所述基質(zhì)料混合均勻，得預(yù)混基質(zhì)料;再將所述骨料和所述原料2?5wt%的樹脂混碾3?10分鐘，得到混碾骨料，然后將所述混碾骨料加入所述預(yù)混基質(zhì)料中，碾磨，壓制成型，在150?300°C條件下熱處理12?48小時，制得用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚； 所述剛玉-合金復(fù)合顆粒和高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒的制備方法分別是: 用2個材質(zhì)為剛玉的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得剛玉-合金復(fù)合顆粒，所述剛玉-合金復(fù)合顆粒的粒徑為3?8mm; 用2個材質(zhì)為高鋁礬土的半球殼體將表面有涂層的合金球進(jìn)行密封，制得高鋁礬土-合金復(fù)合顆粒，所述高招鞏土 -合金復(fù)合顆粒粒徑為3?8mm; 所述表面有涂層的合金球的制備方法是:按合金粉:有機(jī)醇的質(zhì)量比為1:0.1?0.3，向合金粉中加入有機(jī)醇，攪拌均勾，壓制成合金球，合金球的直徑為2~5_ ；然后在所述合金球的表面均勻噴涂一層0.1?0.5mm厚的硅烷偶聯(lián)劑，得到表面有涂層的合金球； 所述合金粉為鋁硅合金粉、鋁鐵合金粉、鋁鎳合金粉和鋁硅鐵合金粉中的一種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚的制備方法，其特征在于所述剛玉顆粒的AI2O3含量>95wt%;所述剛玉顆粒的顆粒級配是:粒徑為5?8mm占剛玉顆粒30?45界七％;粒徑小于5mm且大于等于3mm占剛玉顆粒20?35wt%Ji徑小于3mm且大于等于Imm占剛玉顆粒30~40wt%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫耐火磚的制備方法，其特征在于所述高鋁礬土顆粒的AI2O3含量>83wt%;高招研^ 土顆粒的顆粒級配是:粒徑為5?8mm占高招研^ 土顆粒30?45wt%;粒徑小于5mm且大于等于3mm占高招研^ 土顆粒20?35wt%Ji徑小于3mm且大于等于Imm占高招研^土顆粒 30~40wt%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚的制備方法，其特征在于所述剛玉細(xì)粉的粒徑<88μπι，剛玉細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚的制備方法，其特征在于所述高鋁礬土細(xì)粉的粒徑<88μπι，高鋁礬土細(xì)粉的Al2O3含量>83wt%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚的制備方法，其特征在于所述樹脂為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅樹脂中的一種以上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚的制備方法，其特征在于所述壓制成型的壓強(qiáng)為60?I OOMPa。8.—種用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚，其特征在于所述用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚是根據(jù)權(quán)利要求1?7項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚的制備方法所制備的用于熱工設(shè)備襯里的耐火磚。
【文檔編號】C04B35/622GK106045485SQ201610687513
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月19日
【發(fā)明人】張美杰, 黃奧, 顧華志, 羅志安, 楊夢
【申請人】武漢科技大學(xué)